Brevet FR2879286A1 — publié le 20060616

La présente invention concerne le domaine des capteurs de position magnétiques. De nombreux dispositifs formant capteur de position ont déjà été proposés. La présente invention a pour but de proposer un nouveau capteur qui soit à la fois simple, robuste, fiable et économique. Ce but est atteint dans le cadre de la présente invention grâce à un capteur comprenant d'une part, un circuit magnétique en boucle qui présente en série sur sa longueur un entrefer, un générateur de champ magnétique et une sonde de mesure et d'autre part, une cible placée dans l'entrefer, susceptible de déplacement relatif par rapport au circuit et qui comporte des zones en matériau magnétique d'épaisseur variable. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif et sur lesquels: - la figure 1 représente une vue schématique d'un exemple de réalisation d'un capteur de position magnétique linéaire conforme à la présente invention, et - la figure 2 illustre sous forme d'un organigramme le fonctionnement général de ce capteur. On aperçoit sur la figure 1 annexée, un capteur qui comprend un circuit magnétique en boucle 10. A titre d'exemple non limitatif, le circuit magnétique 10 peut être réalisé en acier. Par "boucle", on entend dans le cadre de la présente invention que le circuit magnétique 10, mis à part l'entrefer précité 12, est replié sur lui-même. Le circuit magnétique 10 peut être formé par exemple d'un 0 ouvert. Selon le mode de réalisation particulier non limitatif représenté sur la figure 1, le circuit magnétique 10 présente un profil latéral quadrangulaire. Il est ainsi formé de deux branches principales 10a, 10b, généralement rectilignes et parallèles entre elles et deux branches secondaires 10c, 10d, également généralement rectilignes, parallèles entre elles et orthogonales aux branches principales 10a et 10b. Un entrefer 12 est ménagé au niveau d'une branche auxiliaire 10c. Le circuit magnétique comprend en série sur sa longueur un générateur de champ magnétique 20. Celui-ci peut être formé d'une bobine alimentée électriquement enroulée autour d'une zone du circuit magnétique 10. Cependant, de préférence, le générateur de champ magnétique 20 est formé d'un aimant 22. Sur la figure 1, les pôles nord et sud de l'aimant 22 sont référencés respectivement 23 et 24. Selon le mode de réalisation représenté sur la figure 1, l'aimant 22 formant générateur de champ magnétique est placé sur la branche auxiliaire 10c et délimite un côté de l'entrefer 12. En variante, bien entendu, l'aimant 22 peut être placé en un autre lieu quelconque du circuit magnétique 10. Le circuit 10 comprend également une sonde de mesure 30 intercalée sur sa longueur. La sonde de mesure peut être placée en un lieu quelconque sur la longueur du circuit 10. Selon le mode de réalisation particulier représenté sur la figure 1, la sonde de mesure 10 est placée sur la branche auxiliaire 10b opposée à celle délimitant l'entrefer 12. La sonde de mesure 30 peut également faire l'objet de nombreux modes de réalisation en elle-même. Elle est conçue pour mesurer l'amplitude du champ magnétique dans le circuit 10. A titre 25 d'exemple non limitatif la sonde de mesure 30 peut être formée d'une sonde à effet Hall. Le capteur conforme à la présente invention comprend en outre, une cible 40 placée dans l'entrefer 12 et susceptible de déplacement relatif par rapport au circuit 10, dans une direction orthogonale à l'axe 30 magnétique O-O du circuit magnétique, c'est-à-dire transversalement au niveau de l'entrefer 12. De préférence, le circuit 10 est fixe et la cible 40 mobile. En variante cependant, on peut prévoir que la cible 40 soit fixe et le circuit magnétique 10 mobile par rapport à cette dernière transversalement à l'axe précité O-O. Comme indiqué précédemment, la cible 40 comporte par ailleurs des zones en matériau magnétique d'épaisseur variable. L'homme de l'art comprendra que dans ces conditions, le déplacement relatif entre la cible 40 et le circuit magnétique 10 entraîne une variation du signal issu de la sonde de mesure 30 selon l'épaisseur du circuit magnétique présenté par la cible 40 au niveau de l'entrefer 12. La nature du matériau composant concrètement l'entrefer 12 varie en fonction du déplacement de la cible 40. Cet entrefer est en effet composé pour une part d'un milieu amagnétique, air par exemple, et pour une autre part d'un milieu magnétique correspondant à la cible 40. Comme on l'a illustré sur la figure 2, le déplacement de l'objet entraîne le déplacement de la cible 40. L'épaisseur de la cible 40 dans l'entrefer 12 du capteur varie. Il en est donc de même des caractéristiques magnétiques de l'entrefer et du champ magnétique dans le circuit 10. Cela entraîne une variation du signal issu de la sonde à effet Hall 30 et par conséquent du signal représentatif de la position de l'objet. A titre d'exemple non limitatif, la cible 40 peut également être réalisée en acier et l'aimant à base de Sm2Co17. Les inventeurs ont constaté qu'une variation d'épaisseur de 1 à 3mm de la cible dans l'entrefer permet une variation de l'induction au 25 niveau de la sonde de l'ordre de 12%. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation particulier qui vient d'être décrit mais s'étend à toute variante conforme à son esprit. La cible 40 peut être formée intégralement en matériau magnétique, par exemple en acier, présentant des zones d'épaisseur variable. En variante cependant, la cible 40 peut être formée en un matériau de base amagnétique portant sur des zones localisées des plages de matériau magnétique, par exemple en acier d'épaisseur variable. REVENDICATIONS 1. Capteur de position magnétique caractérisé par le fait qu'il comprend d'une part, un circuit magnétique en boucle (10) qui présente en série sur sa longueur un entrefer (12), un générateur de champ magnétique (20) et une sonde de mesure (30) et d'autre part, une cible (40) placée dans l'entrefer (12), susceptible de déplacement relatif par rapport au circuit (10) et qui comporte des zones en matériau magnétique d'épaisseur variable. 2. Capteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la cible est mobile et le circuit magnétique fixe. 3. Capteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le circuit magnétique est mobile et la cible (40) fixe. 4. Capteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par 15 le fait que le circuit magnétique (10) et la cible (40) sont susceptibles de déplacement relatif à translation. 5. Capteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le circuit magnétique (10) et la cible (40) sont susceptibles de déplacement relatif à rotation. 6. Capteur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le générateur de champ magnétique (20) est formé d'un aimant. 7. Capteur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le générateur de champ magnétique (20) est formé d'une 25 bobine alimentée électriquement. 8. Capteur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que la sonde de mesure (30) est formée d'une sonde à effet Hall. 9. Capteur selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que le circuit magnétique (10) est formé en acier. 10. Capteur selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que la cible (40) est réalisée en acier.