FR 2477702 A1 19810911 FR 8104364 A 19810304 - 1 - La présente invention partd'un indicateur ou capteur inductif de déplacement comprenant un enroulement électrique inducteur ou excitateur, un enroulement électrique détecteur et un noyau ferromagnétique couplant l'enroulement induc- teur et l'enroulement détecteur par voie magnétique, l'enroulement inducteur étant alimenté avec un signal électrique de tension périodique et le signal électrique de réponse produit dans l'enroulement détecteur étant représentatif du parcours à mesurer. Par enroulement inducteur il faut entendre un enroulement qui est alimen- té avec un signal de tension périodique d'amplitude cons- tante. Ce signal de tension est utilisé pour provoquer dans un second enroulement, à savoir l'enroulement détec- teur, un signal électrique de réponse, le couplage des deux enroulements variant, d'une manière fixée à l'avance, en fonction du parcours à mesurer de sorte que la nature du signal de réponse, produit dans l'enroulement détec- teur, dépend du parcours effectué par une éprouvette ou corps d'essai, c'est-à-dire de la position d'une telle éprouvette à un moment donné. Il est connu, dans le cas d'un capteur de dépla- cement inductif, de rendre le couplage par transformateur de l'enroulement inducteur (primaire du transformateur) et de l'enroulement détecteur (secondaire du transforma- teur) variable en fonction d'un parcours, en faisant va- rier la position du noyau ferromagnétique, par lequel les deux enroulements sont couplés entre eux, ou en per- mettant au couplage par transformateur d'être renforcé ou affaibli du fait que des pièces ferromagnétiques sont rapprochées ou éloignées de l'ensemble, par ailleurs invariable, formé des enroulements et d'un noyau couplant ceux-ci entre eux. L'éprouvette, dont il s'agit de sur- veiller le déplacement ou la position, peut constituer elle-même le noyau ferromagnétique ou être une pièce fer- romagnétique séparée agissant sur les enroulements ou encore être reliée à une telle pièce par l'intermédiaire d'organes d'entra nement, de sorte qu'en tout état de cause la variation de la position de l'éprouvette est 2 - liée dans un rapport de cause à effet à une variation du couplage des deux enroulements. Dans les capteurs de déplacement inductifs connus l'enroulement inducteur est alimenté avec un courant al- ternatif d'amplitude constante et l'amplitude du signal de tension alternative produit dans l'enroulement détec- teur en tant que réponse est représentative de la posi- tion, ou du changement de position, de l'éprouvette sur- veillée. Le signal de réponse est donc une tension alter- native modulée en amplitude. C'est pourquoi le circuit d'évaluation faisant suite à l'enroulement détecteur doit être ajusté d'une manière très précise afin que l'ampli- tude du signal de réponse soit transmise d'une manière parfaitement conforme à la valeurde mesure et ne soit pas faussée. Or la présente invention a pour but de créer un capteur de déplacement inductif capable de produire un signal de réponse qui peut être évalué d'une manière sim- ple et en parfaite conformité avec la valeurde mesure. Ce but est atteint suivant la présente invention, pour un capteur de déplacement du genre décrit plus haut, en réalisant le noyau ferromagnétique sous la forme d'un élément magnétique bistable, en prévoyant des moyens de produire un champ magnétique, invariable dans le temps, qui se superpose à l'élément magnétique bistable et pré- sente, au niveau de celui-ci, un gradient de l'intensité de champ magnétique, et en permettant à l'élément magné- tique bistable et aux moyens de produire un champ magné- tique de se déplacer l'un relativement aux autres, la direction du déplacement relatif-présentant une composan- te parallèle au gradient de l'intensité de champ magné- tique au niveau de l'élément magnétique bistable. D'au- tres caractéristiques avantageuses de la présente inven- tion sont décrites plus loin. En tant qu'éléments magnétiques bistables, égale- ment appelés noyaux de commutation magnétiques bistables, il convient d'utiliser notamment des fils du type dit Wiegand dont la constitution et la fabrication sont dé- -3- crites dans la Demande de Brevet allemand publiée n0 2 143 326. Des fils Wiegand sont, quant à leur composition des fils ferromagnétiques homogènes (par exemple en un alliage de fer et de nickel, de préférence 48 % de fer et 52 % de nickel, ou en un alliage de fer et de cobalt, ou en un alliage de fer avec du cobalt et du nickel, ou encore en un alliage de cobalt avec du fer et du vanadium, de préférence 52 % de cobalt, 38 % de fer et 10 % de vana- dium), qui par suite d'un traitement mécanique et thermi- que spécial possèdent un noyau magnétique doux et.une enveloppe magnétique dure, c'est-à-dire que l'enveloppe présente une force coercitive supérieure à.celle du noyau. Des fils Wiegand présentent typiquement une longueur de à 50 mm, de préférence de 20 à 30 mm. Si un fil Wiegand, dans lequel le sens d'aimantation du noyau magnétique doux correspond au sens d'aimantation de l'enveloppe ma- gnétique dure, est placé dans un champ magnétique exté- rieur dont la direction correspond à la direction de l'axe du fil mais dont le sens est opposé au sens d'ai- mantation du fil Wiegand, alors le sens d'aimantation du noyau doux du fil Wiegand se trouve inversé en cas de dépassement d'une intensité de champ d'environ 16 A/cm. Cette inversion est également appelée remise à l'état initial. En cas d'une nouvelle inversion du sens du champ magnétique extérieur le sens d'aimantation du noyau s'in- verse à nouveau dès que l'intensité du champ magnétique extérieur excède une valeur critique, de sorte que le noyau et l'enveloppe se trouvent de nouveau aimantés pa- rallèlement. Cette inversion du sens d'aimantation s'ef- fectue très rapidement et s'accompagne d'une forte varia- tion correspondante du flux magnétique par unité de temps (effet Wiegand). Cette variation du flux magnétique peut induire dans une bobine d'induction une impulsion de ten- sion (impulsion Wiegand) courte et très forte (pouvant en fonction du nombre de spires et de la résistance de charge de la bobine d'induction atteindre jusqu'à envi- ron 12 volts). - Lors de la remise du noyau à son état initial, -4- une impulsion est également produite dans une bobine d'induction mais cette impulsion présente, par rapport au cas du passage du sens d'aimantation antiparallèle à celui parallèle, une amplitude sensiblement plus faible et de signe contraire. Si l'on choisit comme champ magnétique extérieur un champ alternatif, capable d'inverser d'abord l'aiman- tation du noyau et ensuite celle de l'enveloppe et de les amener chacun à l'état de saturation magnétique, alors il se produit, par suite du changement du sens d'aimanta- tion du noyau magnétique doux, des impulsions Wiegand présentant alternativement une polarité positive et une polarité négative et on peut alors parler d'une excitation symétrique du fil Wiegand. Pour cela il faut des intensi- tés de champ d'environ - (80 à 120 A/cm) à + (80 à 120 A/cm). L'inversion de l'aimantation de l'enveloppe se produit également brusquement et conduit aussi à une im- pulsion dans la bobine d'induction, mais cette impulsion est beaucoup plus faible que celle induite lors de l'in- version de l'aimantation du noyau et n'est pas exploitée dans la plupart des cas. Si l'on choisit, par contre, comme champ magné- tique extérieur un champ capable d'inverser seulement le sens d'aimantation du noyau doux et non pas celui de l'enveloppe dure, alors les fortes impulsions Wiegand ne se produisent qu'avec une même polarité et on peut alors parler d'une excitation asymétrique du fil Wiegand. Pour cela il faut dans un sens une intensité de champ d'au moins 16 A/cm (pour ramener le fil Wiegand à l'état ini- tial) et dans le sens inverse une intensité de champ d'environ 80 à 120 A/cm. Il est caractéristique de l'effet Wiegand que les impulsions produites par cet effet sont, quant à leurs amplitude et largeur, dans une large mesure indé- pendantes de la vitesse de variation du champ magnétique extérieur et présentent un rapport signal/bruit élevé. Dans le cadre de l'invention,-peuvent également être utilisés des éléments magnétiques bistables conçus différemment, à condition que ceux- ci comportent deux régions couplées magnétiquement entre elles.et présentant l'une par rapport à l'autre une dureté magnétique (force coercitive) différente et puissent, de manière analogue à des fils Wiegand, servir à la génération d'impulsions par inversion rapide, induite, de l'aimantation de la région magnétique douce. Ainsi, il est décrit par exemple, dans le Brevet allemand no 2 514 131 un noyau de commuta- tion magnétique bistable présenté sous la forme d'un fil qui est constitué d'un noyau magnétique dur (par exemple en nickel-cobalt), d'une couche intermédiaire conductrice de l'électricité (par exemple en cuivre) déposée sur le noyau et d'une couche magnétique douce (par exemple en nickel-fer) déposée sur la couche intermédiaire. Une autre variante comporte en outre un noyau formé d'un con- ducteur intérieur dépourvu de perméance (par exemple en béryllium-cuivre) sur lequel est alors déposée la couche magnétique dure sur laquelle est ensuite déposée la cou- che intermédiaire qui est enfin recouverte de la couche magnétique douce. Ce noyau de commutation magnétique bis- table connu génère toutefois des impulsions de commuta- tion plus faibles que celles générées par un fil Wiegand. Au niveau de l'élément magnétique bistable se superposent le champ magnétique invariable dans le temps et le champ magnétique périodique, produit par l'enrou- lement inducteur, pour former un champ magnétique alter- natif périodique qui amène l'élément magnétique bistable à changer périodiquement de polarité magnétique, c'est- à-dire à inverser le sens d'aimantation de sa région ma- gnétique douce et éventuellement de sa région magnétique dure. Le changement périodique de la polarité magnétique de l'élément magnétique bistable s'effectue brusquement et conduit à la génération d'un train d'impulsions carac- téristiques dans l'enroulement détecteur. L'instant de déclenchement de ces impulsions dépend de l'interaction du champ magnétique invariable dans le temps et du champ magnétique périodique puisque, pour déclencher les impul- sions, le champ- magnétique alternatif résultant doit, au niveau de l'élément magnétique bistable, excéder dans -6- les deux sens des valeurs de seuil déterminées par les propriétés de l'élément magnétique bistable. Par consé- quent, lorsque l'intensité du champ magnétique alternatif résultant varie, la position de phase des impulsions pro- duites, par rapport à la phase du signal de tension exci- tateur périodique, varie également. Le signal de réponse du capteur de déplacement suivant l'invention est donc un train d'impulsions modulées en phase et à amplitude cons- tante qui peuvent ensuite, dans un circuit d'évaluation monté en aval, être traitées complémentairement, tant sous forme numérique que sous forme analogique, en parfaite-conformité avec la valeur mesurée. Pour une amplitude donnée du champ magnétique, périodiquement variable en fonction du temps, produit par l'enroulement inducteur au niveau de l'élément magné- tique bistable le champ d'action du capteur de déplace- ment est limité dans l'espace à des valeurs de l'intensi- té du champ magnétique invariable dans le temps qui sont. inférieures, au moins de l'intensité de champ nécessaire pour remettre l'élément magnétique bistable à son état initial (en cas d'excitation asymétrique) ou pour inver- ser l'aimantation de la région magnétique dure de l'élé- ment magnétique bistable (en cas d'excitation symétrique), à l'amplitude du champ magnétique produit par l'enroule- ment inducteur, puisque dans ce cas seulement le champ magnétique résultant est en mesure d'inverser par voie magnétique la polarité de l'élément magnétique bistable après chaque changement de signe. Par remise de l'élé- ment magnétique bistable à son état initial il faut en- tendre le fait d'inverser le sens d'aimantation de la région magnétique douce de façon à faire passer celle-ci de l'orientation parallèle à celle antiparallèle par rapport au sens d'aimantation de la région magnétique dure. L'évaluation du signal de réponse est évidemment particulièrement simple s'il existe autant que possible une relation linéaire entre la position de phase des impulsions de réponse et le changement de position de -7- l'éprouvette. C'est pourquoi il est avantageux que le gradient du champ magnétique invariable dans le temps soit autant que possible constant et que le signal de tension amené à l'enroulement inducteur présente au cours de cha- que période autant que possible une allure linéaire en fonction du temps. Des moyens pour linéariser la distri- bution, dans l'espace, du champ magnétique invariable dans le temps font partie de la technique antérieure. Le champ magnétique invariable dans le temps peut être obtenu le mieux au moyen d'aimants permanents, bien que des électro-aimants puissent en principe également être utilisés dans ce but. Afin d'obtenir un champ d'action aussi étendu que possible du capteur de déplacement et afin de faciliter la linéarisation du champ magnétique invariable dans le temps il est recommandable de prévoir, en tant que champ magnétique invariable dans le temps, un champ qui présen- te un passage par zéro (changement de signe) de l'inten- sité de champ magnétique, ce passage par zéro de l'inten- sité de champ étant de préférence situé au milieu du champ d'action, dans l'espace, du capteur de déplacement. Cet avantage ne peut cependant être pleinement mis à pro- fit que si en même temps le champ magnétique périodique de l'enroulement inducteur est un champ alternatif, tant le champ magnétique invariable dans le temps que le champ magnétique alternatif étant de préférence établis symé- triquement par rapport à leur passage par zéro respectif. Ici aussi, le champ d'action, dans l'espace, du capteur de déplacement est limité à des valeurs de l'in- tensité du champ magnétique invariable dans le temps qui sont suffisamment inférieures à l'amplitude du champ ma- gnétique alternatif pour qu'une inversion du sens d'ai- mantation puisse encore avoir lieu après chaque change- ment de signe. Etant donné qu'un certain écart doit donc de toute façon être respecté entre l'intensité du champ magnétique invariable dans le temps et l'amplitude du champ magnétique alternatif, de bons résultats peuvent 8tre obtenus en utilisant, en tant que signal de tension -8 excitateur pour créer le champ magnétique alternatif, une tension alternative sinusoïdale puisque celle-ci est déjà dans une large mesure linéaire en fonction du temps dans un intervalle important de part et d'autre des passages par zéro. Dans les zones marginales du champ d'action, c'est-à-dire en cas d'utilisation du champ magnétique de l'enroulement inducteur au voisinage des valeurs maxima- les passagères de l'intensité du champ magnétique, une correction de défaut de linéarité peut être apportée au signal de réponse par des mesures appropriées sur le plan du montage. Cette correction de défaut de linéarité n'a pas besoin d'être effectuée si l'on utilise dès le départ un signal de tension en forme de dents de scie pour l'ali- mentation de l'enroulement inducteur. On peut faire fonctionner le capteur de déplace- ment suivant-l'invention dans des conditions d'excitation asymétrique de l'élément magnétique bistable et cela no- tamment lorsque le champ magnétique, périodiquement va- riable dans le temps, produit par l'enroulement inducteur est un champ continu pulsatoire que le champ magnétique invariable dans le temps contrarie de telle façon que le champ magnétique résultant soit un champ alternatif. Pour une amplitude donnée du champ continu pulsatoire, le champ d'action du capteur de déplacement est une fonction de l'intensité du champ magnétique invariable dans le temps au niveau de l'élément magnétique bistable. L'in- tensité du champ invariable dans-le temps doit au moins être suffisante pour que le champ alternatif résultant au niveau de l'élément magnétique bistable soit, dans un sens (le sens négatif), au moins assez intense pour pou- voir ramener l'élément magnétique bistable à son état initial, c'est-àdire pour être en mesure de changer l'aimantation de la région magnétique douce de l'élément magnétique bistable de façon que son sens d'aimantation ne soit plus parallèle mais antiparallèle par rapport au sens d'aimantation de la région magnétique dure, et l'intensité du champ invariable dans le temps doit, au niveau de l'élément magnétique bistable, devenir seule- 9 _ ment assez élevéepour que l'intensité du champ résultant permette encore de faire passer l'élément magnétique bis- table à nouveau de l'aimantation antiparallèle à l'aiman- tation parallèle de ses régions, changement au cours du- quel une forte impulsion caractéristique est produite dans l'enroulement détecteur. En cas d'utilisation d'un fil Wiegand en tant qu'élément magnétique bistable il faut, pour la remise de celui-ci à l'état initial, typi- quement une intensité de champ résultant d'environ - 16 A/cm, alors que pour inverser l'aimantation de façon à obtenir l'orientation parallèle jusque dans le domaine de la saturation il faut typiquement une intensité de champ résultant d'environ 80 à 120 A/cm. Si le minimum indiqué de l'intensité du champ magnétique invariable dans le temps n'est pas atteint, l'élément magnétique bistable ne peut plus être ramené à son état initial par voie magnétique. Si l'intensité du champ invariable dans le temps excède le maximum indiqué, l'aimantation de l'élément magnétique bistable ne peut plus être inversée, malgré sa remise à l'état initial, par voie magnétique, de façon à obtenir l'orientation parallèle; dans les deux cas les impulsions caractéristiques font défaut. Si, toutefois, l'intensité du champ magnétique invariable dans le temps croît, au-delà du maximum indiqué, il peut arriver que le champ magnétique résultant devienne si intense en direction inverse que l'aimantation de la ré- gion magnétique dure de l'élément magnétique bistable se trouve inversée et que l'élément magnétique bistable subit alors à nouveau une excitation asymétrique qui conduit cependant à des impulsions de polarité inverse dans l'enroulement détecteur. Il convient cependant de faire fonctionner le capteur de déplacement de préférence de telle sorte que l'élément magnétique bistable soit excité symétriquement. A cet égard, une forme de réalisation avantageuse de l'invention consiste en ce que le champ magnétique inva- riable dans le-temps est établi de façon à présenter à l'intérieur du champ d'action, dans l'espace, du capteur - 10 - de déplacement un passage par zéro (changement de signe) de son intensité de champ magnétique et en ce que le champ magnétique, périodiquement variable dans le temps, pro- duit par l'enroulement inducteur est un champ alternatif. Dans ce cas, il est en outre avantageux que le passage par zéro du champ magnétique invariable dans le temps se situe à peu près au milieu d'un intervalle d'intensité de champ à gradient constant, dans l'espace, de l'inten- sité de champ, et que le champ alternatif produit par l'enroulement inducteur au niveau de l'élément magnétique bistable soit symétrique par rapport aux passages par zéro (changements de signe) périodiques de son intensité de champ. Suivant une autre caractéristique avantageuse de l'invention l'enroulement inducteur est alimenté avec une tension alternative sinusoïdale. Suivant encore une autre caractéristique avantageuse de l'invention ltenrou- lement inducteur est-alimenté avec une tension alterna- tive en dents de scie, les deux flancs de chaque dent présentant une même pente. En cas d'excitation symétrique et pour une amplitude positive et négative donnée du champ magnétique alternatif le champ d'action du capteur de déplacement est limité par le fait qu'au niveau de l'élément magnétique bistable les amplitudes de l'inten- sité du champ magnétique alternatif résultant sont suf- fisantes dans les deux sens pour permettre d'inverser le sens d'aimantation non seulement de la région magnétique douce mais également de la région magnétique dure. Si cette condition est respectée, on obtient dans l'enrou- lement détecteur un train d'impulsions à signes alternés, la position des impulsions par rapport à la phase du signal de tension excitateur étant représentative de la position, ou du changement de position, de l'éprouvette surveillée. Si la condition indiquée n'est pas respectée, mais l'élément magnétique bistable est amené dans une zone à plus forte intensité du champ magnétique invaria- ble dans le temps, alors l'excitation symétrique de l'élément magnétique bistable devient d'abord une exci- tation asymétrique de l'élément magnétique bistable de sorte que les impulsions d'une polarité ne se produisent plus dans l'enroulement détecteur, la polarité des impul- sions qui continuent à se produire étant fonction du sens dans lequel le champ d'action de l'excitation symétrique est dépassé. Il est recommandable de linéariser le champ d'ac- tion de l'excitation symétrique de l'élément magnétique bistable. En cas de franchissement du seuil marquant le passage de l'excitation symétrique à celle asymétrique, le circuit d'évaluation à connecter à l'enroulement détec-- teur peut avantageusement être réalisé de façon qu'il délivre un signal d'avertissement qui indique le fait que le champ d'action linéaire du capteur de déplacement se trouve dépassé et le sens dans lequel ce dépassement se produit. Le fait de savoir si l'élément magnétique bista- ble est au repos et le champ magnétique invariable dans le temps se déplace ou inversement, est sans importance pour le principe de fonctionnement du capteur de dépla- cement; les deux cas sont possibles. Le déplacement du champ magnétique invariable dans le temps peut être obte- nu en déplaçant les aimants produisant ce champ mais peut également être obtenu, dans le cas d'aimants fixes, en déplaçant des éléments conducteurs ferromagnétiques. L'enroulement inducteur et l'enroulement détec- teur peuvent en principe être disposés à côté de l'élé- ment magnétique bistable si cela permet de réaliser un couplage magnétique suffisant avec l'élément magnétique bistable. Cependant, tant l'enroulement inducteur que l'enroulement détecteur sont de préférence directement placés autour de l'élément magnétique bistable. Afin d'obtenir des signaux avec un bon rendement il est en outre avantageux d'utiliser en tant qu'élément magnéti- que bistable un fil Wiegand. De plus, il est avantageux que les deux champs magnétiques qui-se superposent présentent, au niveau de l'élément magnétique bistable, des lignes de champ s'étendant parallèlement, de préférence parallèlement à 12 - l'axe longitudinal de l'élément magnétique bistable. Des capteurs de déplacement transforment habituel- lement des déplacements linéaires, c'est-à-dire des chan- gements de position effectués linéairement, en un signal de sortie. Dans le présent cas, il est également possible d'utiliser le capteur de déplacement en tant que capteur d'angle de rotation. Cela suppose que le champ magnéti- que invariable dans le temps présente, dans un intervalle angulaire azimutal correspondant, un gradient de l'inten- sité de champ en direction azimutale, lequel gradient doit être, de manière analogue au cas d'un capteur de déplacement linéaire, de préférence constant dans l'inter- valle angulaire azimutal (champ d'action) correspondant, et lié à un passage par zéro de l'intensité de champ. Deux exemples de réalisation de l'invention sont décrits ci-dessous et représentés très schématiquement aux dessins annexés dans lesquels: - La figure 1 représente, dans son principe, la construction d'un capteur de déplacement suivant l'in- vention; - La figure 2 représente l'allure d'un champ magnétique, invariable dans le temps, qui convient au capteur de déplacement; - Za figure 3 illustre la position de phase des * impulsions de réponse dans le cas o l'enroulement in- ducteur est excité avec une tension alternative sinusol- dale et le fil Wiegand est disposé au niveau du passage par zéro du champ magnétique invariable dans le temps; - Za figure 4 est une représentation analogue à celle de la figure 3, le fil Wiegand ayant été déplacé en dehors du passage par zéro du champ magnétique inva- riable dans le temps; et - Zes figures 5 et 6 sont des représentations analogues à celles des figures 3 et 4 avec toutefois cette différence qu'une tension alternative en forme de dents de scie est utilisée pour l'excitation de l'enrou- lement inducteur. Le capteur de déplacement représenté sur la - 13 - figure 1 est constitué par un fil Wiegand 1 formant élé- ment magnétique bistable, un enroulement inducteur 3 relié à une source de tension alternative 4 et qui, de même qu'un enroulement détecteur 2, entoure directement le fil Wiegand, un circuit d'évaluation 8 faisant suite à l'enroulement détecteur 2 et qui détermine la nature et la position de phase des impulsions de tension pro- duites dans l'enroulement détecteur 2, ainsi que par deux barreaux aimantés 6 et 7 qui s'étendent parallèlement au fil Wiegand 1 de part et d'autre de celui-ci et présen- tent des sens d'aimantation antiparallèles l'un par rap- port à l'autre, de sorte que le champ magnétique 5 qui s'établit entre les deux aimants 6 et 7 présente un pas- sage par zéro, c'est-à-dire qu'il se produit une inver- sion de sens du flux magnétique. A condition que les deux aimants 6 et 7 présentent une même intensité d'ai- mantation et que le champ magnétique 5 ne soit pas défor- mé par des influences extérieures, ce passage par zéro de l'intensité de champ magnétique se trouve centrale- ment entre les deux aimants-:6 et 7. L'allure de l'inten- sité HM(s) d'un tel champ magnétique est représentée sur la figure 2 o s désigne la distance entre les deux ai- mants 6 et 7 le long d'une droite. Si l'enroulement inducteur 3 est alimenté avec une tension alternative sinusoïdale, l'enroulement induc- teur 3 produit un champ magnétique approximativement sinusoïdal dans le temps, lequel champ varie, au niveau du fil Wiegand, conformément à la formule (I) Hws = Hws. sin ut ou Hws représente l'intensité du champ magnétique alter- natif au niveau du fil Wiegand 1, Hws l'amplitude de ce champ, t le temps et w la pulsation de la ten- sion alternative excitatrice. Si, au niveau du fil Wiegand 1, le champ magnétique alternatif Hws agit seul et que l'amplitude de celui-ci soit supérieure à l'in- tensité de champ HS (figure 3) nécessaire pour inverser l'aimantation du fil Wiegand 1 de façon symétrique - 14 - (II) ilws > Hs (HS étant dans le cas de fils Wiegand compris dans l'in- tervalle de + (80 à 120) A/cm), alors il se produit, pour une intensité de champ Hp déterminée inférieure à l'in- tensité de champ Hs, les impulsions Wiegand 9, prononcées et caractéristiques qui sont indiquées sur la figure 3. Pour l'intensité de champ Hp l'aimantation du noyau ma- gnétique doux du fil Wiegand 1 s'inverse de façon à pas- ser de l'orientation antiparallèle à celle parallèle. Pour l'intensité de champ Hs se trouve ensuite inversé le sens d'aimantation de l'enveloppe magnétique dure du fil Wiegand. Cela provoque dans l'enroulement détecteur 2 également une impulsion qui est cependant beaucoup plus faible que l'impulsion 9 se produisant pour l'intensité de champ Hp et n'est plus prise en considération ci-des- sous. Cette impulsion peut être supprimée par un simple circuit discriminateur. Les impulsions Wiegand 9 se produisent en l'ab- sence du champ 5 (HM = 0) dans les positions de phase O t1 et Xo t1 +e. Ceci correspond au cas o le fil Wiegand 1 est situé exactement au niveau du passage par zéro du champ magnétique 5 (HM = 0). Si à présent le fil Wiegand 1 est déplacé dans le champ magnétique 5 suivant la double flèche 10 en direction de l'un ou l'autre des aimants 6 et 7, alors il se superpose au champ alternatif Hws = Hws. sin X t un champ continu HM (s) de sorte que le champ magnétique alternatif HWS se trouve "relevé" ou "abaissé" selon que le fil Wiegand est déplacé en direction de l'un ou de l'autre des aimants 6 et 7. Les conditions modifiées ainsi obtenues peuvent être lues sur la figure 4 qui indique l'allure du champ magnétique résultant dans le temps.: (III) H = HWS HM Les impulsions Wiegand 9 se produisent à présent dans des positions de phase w t2 et w t3 qui, par rap- port aux positions de départ w t1 et w t1 + à, se trou- vent décalées en direction de la valeur maximale de - 15 - l'intensité de champ, laquelle valeur est située entre ces positions de départ au niveau de la position de phase w/2. Tant que HW ment en fonction de la phase m t. Si l'on désire obtenir, dans toute la gamme de phases, une relation linéaire entre la position de phase des impulsions Wiegand 9 et le champ magnétique HM inva- riable dans le temps, cela peut se faire en utilisant une tension alternative en dents de scie pour l'alimen- tation de l'enroulement inducteur 3. Le champ magnétique Hsz de l'enroulement inducteur 3 présente alors égale- ment une allure approximativement en dents de scie (figure 5). Tant que le fil Wiegand 1 se trouve au niveau du passage par zéro du champ S (HM = 0), invariable dans le temps, les impulsions Wiegand 9 présentent les posi- tions de phase m t4 etm t4 + w (figure 5). Si un champ continu HM se superpose au champ alternatif Hsz par sui- te d'un déplacement du fil Wiegand 1 suivant la double flèche 10, alors les positions de phase des impulsions Wiegand 9 se déplacent vers les valeurs X t5 et maximale, située dans la position de phase 4/2, de l'in- tensité de champ, ce déplacement des positions de phase étant proportionnel à l'intensité du champ HM: (IV) w (t - t4) = K1. HM (V) w (t4 + e - t6) = K2. HM o les constantes K1 et K2 dépendent de la pente des deux flancs de chaque dent de scie du champ magnétique alternatif. Si, comme c'est le cas dans l'exemple repré- senté, les deux flancs présentent des pentes semblables, alors K1 = K2 et les impulsions Wiegand 9 des deux pola- rités subissent un même déphasage qui varie linéairement en fonction de-l'intensité du champ HM. Si l'on linéarise en outre encore la distribu- - 16 - tion locale du champ magnétique HM de sorte que: (VI) HM = K3. s o K est une constante, alors le déphasage des impul- sions Wiegand 9 varie également linéairement en fonction du déplacement A s dans le champ magnétique 5. L'excitation du fil Wiegand 1 est symétrique tant que: (VII) HM sur deux se trouve supprimée et que les impulsions res- tantes ne présentent donc plus qu'une polarité. L'excitation asymétrique prend fin lorsque: (VIIa) HM - > HWs - HR ou (VIIIa) HM > HWS- HR o HR représente l'intensité de champ (environ 16 A/cm) nécessaire pour remettre le fil Wiegand à son état ini- tial par voie magnétique. La valeur limite déduite de la relation (VII) est représentée sur la figure 2. A partir de cette va- leur limite se détermine le champ d'action Shdu capteur de déplacement. REVENDICATIONS 1. - Capteur de déplacement inductif comprenant un enroulement électrique inducteur, un enroulement élec- trique détecteur et un noyau ferromagnétique couplant l'enroulement inducteur et l'enroulement détecteur par voie magnétique, l'enroulement inducteur étant alimenté avec un signal électrique de tension périodique et le signal électrique de réponse produit dans l'enroulement détecteur étant représentatif du parcours à mesurer, caractérisé en ce que le noyau ferromagnétique est un élément magnétique bistable (1), en ce qu'il est prévu des moyens (6, 7) pour produire un champ magnétique (5), invariable dans le temps, qui se superpose à l'élément magnétique bistable (1) et présente, au niveau de celui- ci, un gradient de l'intensité de champ magnétique, et en ce que l'élément magnétique bistable (1) et les moyens (6, 7) produisant un champ magnétique peuvent faire l'ob- jet de déplacements relatifs entre eux, la direction du déplacement relatif présentant une composante parallèle au gradient de l'intensité de champ magnétique au niveau de l'élément magnétique bistable (1). 2. - Capteur de déplacement suivant la revendica- tion 1, caractérisé en ce que les moyens (6, 7) pour pro- duire le champ magnétique (5) invariable dans le temps sont réalisés et agencés de telle sorte que le gradient de ce champ magnétique (5) soit constant dans un certain intervalle de la distance à surveiller (s). 3. - Capteur de déplacement suivant la revendica- tion 1 ou 2, caractérisé en ce que le signal électrique de tension périodique, alimentant l'enroulement inducteur (3), varie dans chaque période linéairement en fonction du temps. 4. - Capteur de déplacement suivant la revendica- tion 3, caractérisé en ce que le signal de tension est en forme de dents de scie, les deux flancs de chaque dent présentant une pente semblable. 5. - Capteur de déplacement suivant l'une quelcon- que des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les - 18 - moyens (6, 7) pour produire le champ magnétique (5) inva- riable dans le temps sont constitués par un aimant perma- nent ou en ensemble d'aimants permanents (6, 7). 6. - Capteur de déplacement suivant l'une quelcon- que des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le champ magnétique (5) invariable dans le temps est consti- tué de telle manière qu'il présente à l'intérieur du champ d'action (Sh), dans l'espace du capteur de dépla- cement, un passage par zéro (changement de signe) de son intensité de champ magnétique et en ce que le champ ma- gnétique, périodiquement variable en fonction du temps, produit par l'enroulement inducteur (3) est un champ al- ternatif. 7. - Capteur de déplacement suivant la revendica- tion 6, caractérisé en ce que le passage par zéro du champ magnétique (5) invariable dans le temps se situe à peu près au milieu d'un intervalle d'intensité de champ o le gradient de l'intensité du champ est constant dans l'espace, et en ce que le champ magnétique alternatif produit par l'enroulement inducteur (3) au niveau de l'élé- ment magnétique bistable (1) est symétrique par rapport aux passages par zéro (changements de signe) périodiques de son intensité de champ. 8. - Capteur de déplacement suivant la revendica- tion 6 ou 7, caractérisé en ce que l'enroulement induc- teur (3) est alimenté avec une tension alternative sinu- soldale. 9. - Capteur de déplacement suivant la revendica- tion 6 ou 7, caractérisé en ce que l'enroulement induc- teur (3) est alimenté avec une tension alternative en dents de scie, les deux flancs de chaque dent présentant une même pente. 10. - Capteur de déplacement suivant l'une quelcon- que des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu'en aval de l'enroulement détecteur (2) est monté un circuit d'évaluation (8) qui, en cas d'absence d'impulsions (9) de l'une de deux polarités, délivre un signal fixé à l'avance. - 19 - 11. - Capteur de déplacement suivant l'une quelcon- que des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'enroulement inducteur (3) est placé directement autour de l'élément magnétique bistable (1). 12. - Capteur de déplacement suivant l'une quelcon- que des revendications 1 à 11, caractéxrisé en ce que l'enroulement détecteur (2) est placé directement autour de l'élément magnétique bistable (1). 13. - Capteur de déplacement suivant l'une quel- conque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'élément magnétique bistable (1) est un fil Wiegand. 14. - Capteur de déplacement suivant l'une quel- conque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le champ magnétique périodiquement variable en fonction du temps et le champ magnétique (5) invariable dans le temps présentent, au niveau de l'élément magnétique bis- table (1), des lignes de champ s'étendant autant que pos- sible parallèlement les unes aux autres. 15. - Utilisation d'un capteur de déplacement sui- vant l'une quelconque des revendications 1 à 14, dans le- quel le champ magnétique invariable dans le temps présen- te un gradient de l'intensité de champ en direction azimu- tale, en tant que capteur d'angle de rotation.