EP1042648A1 - Dispositif de detection de la position d'un objet - Google Patents

Dispositif de detection de la position d'un objet

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Publication number
EP1042648A1
EP1042648A1 EP98963607A EP98963607A EP1042648A1 EP 1042648 A1 EP1042648 A1 EP 1042648A1 EP 98963607 A EP98963607 A EP 98963607A EP 98963607 A EP98963607 A EP 98963607A EP 1042648 A1 EP1042648 A1 EP 1042648A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
magnetoresistance
circuit
processing circuit
value
differential
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP98963607A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Marc Fedeli
Miguel Saro
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Publication of EP1042648A1 publication Critical patent/EP1042648A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/145—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields

Definitions

  • the present invention relates to a device for detecting the position of a moving object.
  • the field of the invention is that of industrial robotics using sensors, for example magnetic, to precisely position moving objects relative to a fixed or mobile base.
  • a document of the prior art describes a magnet or a magnetized crown secured to the movable part of an object, for example a jack.
  • a sensor mounted on the fixed part of it detects the presence of the magnet by measuring the magnetic field.
  • This classic structure has low precision due to its hysteretic nature. Indeed, the sensor triggers a magnet presence signal when a field threshold is exceeded. In Figure 2 of this document this threshold is equal to one. Depending on the field generated by the magnet, this trigger occurs either in the zero position for the minimum field, or in positions -6mm and + 6mm depending on the direction of movement of the moving part for a higher field.
  • the sensor can be a bulb-type magnetic relay Rheed, a Hall effect sensor, or a magnetoresistive sensor.
  • the magnetoresive sensors used consist of a Wheastone bridge with four magnetoresitances which measures the amplitude of the field.
  • the object of the invention is to propose a device for detecting the position of an object using a specific circuit based on magnetically sensitive elements, for example magnetoresistors, making it possible to detect the presence of the magnet, then to give a precise position information.
  • magnetically sensitive elements for example magnetoresistors
  • the invention provides a device for detecting the position of an object, which comprises at least one magnet integral with this object capable of moving in front of a first and a second set of magnetically sensitive elements, each set comprising at least one element. , and a differential processing circuit making it possible to determine the position of the object, this circuit comprising a differential circuit connected to the elements, comparison means also connected to the elements and a processing circuit connected to the comparison means and to the differential circuit and the first and second sets being spaced a distance less than the length of the magnet and such that the comparison means make it possible to trigger the processing circuit as soon as the magnet is close to the center of said distance.
  • the invention uses sensitive elements spaced a distance less than the length of the magnet integral with the object whose position is to be measured and such that the means of comparison of the differential processing circuit make it possible to trigger the processing circuit. as soon as the magnet is near the center of said distance.
  • the invention thus makes it possible to detect the presence of the magnet (rough detection) and then the more precise location of the latter by starting up, by the comparison means, the processing circuit.
  • the displacement of the object can be as well rectilinear as in rotation or any other type of movement, provided that it passes in front of the sensitive elements.
  • This device may include servo means connected between the processing circuit and the object.
  • the sensitive elements of the invention are for example magnetoresistors, Hall effect sensors, or flow valves ("spoiling flow").
  • the device of the invention makes it possible to detect the presence of the object either by the signal coming from the sensitive element, or by the consumption of the sensitive elements such as for example magnetoresistors, the differential measurement allowing a precise positioning of the object.
  • each assembly comprises a sensitive element and the comparison means comprise two comparators at a threshold voltage each receiving the output of one of the two sensitive elements, which are field sensors, the differential circuit comprises a differential amplifier receiving each of these two outputs and the processing circuit receiving the respective outputs of the comparators and the differential amplifier.
  • the threshold voltage of each comparator is the same when the sensitive elements are the same. Otherwise the threshold voltage is adapted to the corresponding sensitive element.
  • each set includes a sensitive element which is a magnetoresistance.
  • the differential circuit delivers an output signal proportional to the difference of the resistance values of the two magnetoresistors, the comparison means comprise two comparators at a threshold voltage, and the processing circuit receiving the respective output signals of said circuit and of the two comparators .
  • the sensitive elements are four magnetoresistors equivalent in pairs, these magnetoresistors being connected in bridge, being arranged on two branches in parallel between a supply voltage and the ground, the first branch comprising a magnetoresistor d a first value and a magnetoresistance of a second value in series, and the second branch comprising a magnetoresistance of a second value and a magnetoresistance of a first value in series.
  • the comparison means make it possible to compare the current consumed in the two branches of this bridge with respect to a threshold current, the differential circuit being a differential amplifier receiving the signals coming from the midpoints of these two branches, and the processing circuit receiving the output of the comparison means, and the output of the differential amplifier.
  • two attached magnets are used, the sensitive elements being two couples of two magnetoresistors. These four magnetoresistors equivalent two by two are connected in bridge, being arranged on two branches in parallel between the supply voltage and the ground, the first branch comprising a magnetoresistance of a first value and a magnetoresistance of a second value in series, and the second branch comprising a magnetoresistance of a second value and a magnetoresistance of a first value in series.
  • the comparison means make it possible to compare the current consumed in the two branches of the bridge with respect to a threshold current to detect the passage from one magnetization to the other, the differential circuit comprising a differential amplifier receiving the signals coming from the midpoints of these two branches, and the processing circuit receiving the output of the comparison means, and the output of the differential amplifier.
  • the device of the invention can be used in particular:
  • FIG. 1 illustrates a first embodiment of the device of the invention
  • FIG. 2 and 3 show curves illustrating the operation of the device of Figure 1;
  • FIG. 4 illustrates a second embodiment of the device of the invention
  • FIG. 5 to 10 show curves illustrating the operation of the device of Figure 4;
  • FIGS. 16 and 17 represent curves illustrating the operation of the device in FIGS. 15 and 18.
  • the device for detecting the position of an object comprises a permanent magnet 10 integral with this object 11 capable of moving (arrow 15) in front of two magnetically sensitive elements 12 and 13, and a differential processing circuit 14 which receives the signals from these sensitive elements and which makes it possible to determine the position of this object 11.
  • these two sensitive elements 12 and 13 are two field sensors sensitive to a plane field H, separated by a distance Dl.
  • the field H, created by the magnet 11 at a distance D from the sensors 12 and 13, is represented in FIG. 2 along a parallel axis Ox in displacement.
  • the signal VC1 from the first sensor 12, illustrated in FIG. 3A is the image of the H field of the magnet.
  • the signal VC2 from the second sensor 13 is identical to the signal VC1, but with a phase shift depending on the distance Dl between the sensors.
  • the signal -VC2 is shown in Figure 3B.
  • the signal at the output of this amplifier 20 has the form illustrated in FIG. 3C passing through a zero voltage when the magnet is located in the middle of the two sensors (point C).
  • the invention uses a threshold detection on the two signals from the sensors 12 and 13.
  • the signals VC1 and VC2 from these sensors 12 and 13 are compared with a voltage Vseuil, image of a field Hseuil, in comparators 21 and 22.
  • the sensor 12 When the magnet 10 moves from left to right, the sensor 12 firstly triggers and produces the binary state 1 at the output El of the first comparator 21, and then the sensor 13 also changes the output to 1 E2 of the second comparator 22 as illustrated at the bottom of FIG. 3.
  • El and E2 are at 1, the presence information of the magnet 10 is obtained and the search for the zero crossing can be validated.
  • a rough positioning is thus obtained by analyzing the value of the outputs E1 and E2 and if necessary a fine adjustment by analyzing the value E3 which corresponds to the detection of the zero crossing.
  • the circuit 23 is a processing circuit which combines the three logic information El, E2 and E3 present on its inputs and outputs a signal S which can be for example the actuation signal of a jack. If there are 101 at the input of this circuit 23, this therefore corresponds to the centering of the magnet.
  • the two sensitive elements 12 and 13 are magnetoresistors whose resistance curve R as a function of the field H is given in FIG. 5.
  • the differential processing circuit comprises a circuit 26 delivering an output signal proportional to the difference of the resistance values of the two magnetoresistors, two comparators 24 and 25 at one threshold voltage, and a processing circuit 27 receiving the respective output signals from this circuit and from these two comparators.
  • the resistance RI triggers El at point A, as illustrated in FIG. 8C, and the resistor R2 triggers E2 at point B.
  • RI El release.
  • the fine positioning is obtained by analyzing the signal Vs.
  • the first two embodiments illustrated in Figures 1 and 4 use for coarse positioning amplitude detection. As the distance D between magnet and sensors and the strength of the magnet are not perfectly controlled, it follows variations in the amplitude of the H field (see Figure 6 of the document referenced [2]) which lead to difficulties in setting.
  • a simple device is considered making it possible to ensure precise positioning without detecting amplitude.
  • FIG. 13 In FIG. 13 are shown the magnetoresistors with values RI, R2 and R'1, R'2, these being arranged on two branches in parallel, between the supply voltage Vali and the ground, the first branch comprising the? magnetoresistors RI and R2 in series, and the second l: magnetoresistors R'2 ex: R '1 in series, a differential amplifier 30 receiving the signals coming from the midpoints of the two branches of the bridge, a detector 31 of consumption of the bridge followed by a current comparator with an adjustable threshold 32, and a processing device 33 receiving the respective outputs of the amplifier 30 and of the comparator 32.
  • the current comparator with an adjustable threshold is such that:
  • two magnets 10 and 10 ′ are used side by side and a zero detection bridge with two pairs of two magnetoresistors.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un dispositif de détection de la position d'un objet qui comporte au moins un aimant (10) solidaire de cet objet (11) apte à se déplacer devant un premier et un second ensemble d'éléments sensibles magnétiquement (12, 13), chaque ensemble comportant au moins un élément et un circuit de traitement différentiel (14) permettant de déterminer la position de l'objet, ce circuit comprenant un circuit différentiel relié aux éléments, des moyens de comparaison reliés également aux éléments et un circuit de traitement relié aux moyens de comparaison et au circuit différentiel, les premier et deuxième ensembles étant espacés d'une distance inférieure à la longueur de l'aimant et telle que les moyens de comparaison permettent de déclencher le circuit traitement dès que l'aimant est proche du centre de ladite distance.

Description

DISPOSITIF DE DETECTION DE LA POSITION D'UN OBJET
DESCRIPTION
Domaine technique
La présente invention concerne un dispositif de détection de la position d'un objet en mouvement.
Le domaine de l'invention est celui de la robotique industrielle utilisant des capteurs, par exemple magnétiques, pour positionner avec précision des objets en mouvement par rapport à une base fixe ou mobile .
Etat de la technique antérieure
Un document de l'art antérieur, référencé [1] en fin de description, décrit un aimant ou une couronne aimantée solidaire de la partie mobile d'un objet, par exemple un vérin. Un capteur monté sur la partie fixe de celui-ci détecte la présence de l'aimant en mesurant le champ magnétique. Cette structure classique présente une faible précision du fait de son caractère hystérétique. En effet le capteur déclenche un signal de présence de l'aimant quand un seuil de champ est dépassé. Sur la figure 2 de ce document ce seuil est égal à un. En fonction du champ généré par l'aimant, ce déclenchement intervient soit en position zéro pour le champ minimum, soit en des positions -6mm et +6mm selon le sens du mouvement de la partie mobile pour un champ plus élevé. Il s'ensuit une imprécision dans le positionnement dépendant du réglage entre l'aimant et le capteur, et un fonctionnement hystérétique selon le sens de déplacement du capteur. Dans ce document le capteur peut être un relais magnétique de type ampoule Rheed, un capteur à effet Hall, ou un capteur magnétorésistif . Dans les dispositifs de l'art connu, comme décrit dans le document référencé [2], les capteurs magnetoresitifs utilisés sont constitués d'un pont de Wheastone à quatre magnetoresitances qui mesure l'amplitude du champ.
L'invention a pour objet de proposer un dispositif de détection de la position d'un objet utilisant un circuit spécifique à base d'éléments sensibles magnétiquement, par exemple de magnetoresistances, permettant de détecter la présence de l'aimant, puis de donner une information précise de sa position.
Exposé de l'invention
L'invention propose un dispositif de détection de la position d'un objet, qui comporte au moins un aimant solidaire de cet objet apte à se déplacer devant un premier et un deuxième ensembles d'éléments sensibles magnétiquement, chaque ensemble comportant au moins un élément, et un circuit de traitement différentiel permettant de déterminer la position de l'objet, ce circuit comprenant un circuit différentiel relié aux éléments, des moyens de comparaison reliés également aux éléments et un circuit de traitement relié aux moyens de comparaison et au circuit différentiel et les premier et deuxième ensembles étant espacés d'une distance inférieure à la longueur de l'aimant et telle que les moyens de comparaison permettent de déclencher le circuit traitement dès que l'aimant est proche du centre de ladite distance. Ainsi l'invention utilise des éléments sensibles espacés d'une distance inférieure à la longueur de l'aimant solidaire de l'objet dont on veut mesurer la position et telle que les moyens de comparaison du circuit de traitement différentiel permettent de déclencher le circuit traitement dès que l'aimant est proche du centre de ladite distance. L'invention permet ainsi de détecter la présence de l'aimant (détection grossière) puis la localisation plus précise de celui-ci par la mise en route, par les moyens de comparaison, du circuit de traitement.
Le déplacement de l'objet peut être aussi bien rectiligne qu'en rotation ou tout autre type de mouvement, à condition qu'il passe devant les éléments sensibles.
Ce dispositif selon un mode particulier peut comprendre des moyens d'asservissement reliés entre le circuit de traitement et l'objet.
Les éléments sensibles de l'invention sont par exemple des magnetoresistances, des capteurs à effet Hall, ou des vannes de flux (« flux gâte ») .
Le dispositif de l'invention permet de détecter la présence de l'objet soit par le signal issu de l'élément sensible, soit par la consommation des éléments sensibles tels que par exemple des magnetoresistances, le mesure différentielle permettant un positionnement précis de l'objet.
Dans un premier mode de réalisation, chaque ensemble comporte un élément sensible et les moyens de comparaison comportent deux comparateurs à une tension de seuil recevant chacun la sortie d'un des deux éléments sensibles, qui sont des capteurs de champ, le circuit différentiel comporte un amplificateur différentiel recevant chacune de ces deux sorties et le circuit de traitement recevant les sorties respectives des comparateurs et de l'amplificateur différentiel.
La tension de seuil de chaque comparateur est la même dès lors que les éléments sensibles sont les mêmes. Sinon la tension de seuil est adaptée à l'élément sensible correspondant.
Dans un second mode de réalisation, chaque ensemble comporte un élément sensible qui est une magnetoresistance. Le circuit différentiel délivre un signal de sortie proportionnel à la différence des valeurs de résistances des deux magnetoresistances, les moyens de comparaison comportent deux comparateurs à une tension de seuil, et le circuit de traitement recevant les signaux de sortie respectifs dudit circuit et des deux comparateurs.
Dans un troisième mode de réalisation, les éléments sensibles sont quatre magnetoresistances équivalentes deux à deux, ces magnetoresistances étant connectées en pont, en étant disposées sur deux branches en parallèle entre une tension d'alimentation et la masse, la première branche comprenant une magnetoresistance d'une première valeur et une magnetoresistance d'une seconde valeur en série, et la seconde branche comprenant une magnetoresistance d'une seconde valeur et une magnetoresistance d'une première valeur en série. Les moyens de comparaison permettent de comparer le courant consommé dans les deux branches de ce pont par rapport à un courant seuil, le circuit différentiel étant un amplificateur différentiel recevant les signaux provenant des points médians de ces deux branches, et le circuit de traitement recevant la sortie des moyens de comparaison, et la sortie de l'amplificateur différentiel.
Dans un quatrième mode de réalisation, on utilise deux aimants accolés, les éléments sensibles étant deux couples de deux magnetoresistances. Ces quatre magnetoresistances équivalentes deux à deux sont connectées en pont, en étant disposées sur deux branches en parallèle entre la tension d'alimentation et la masse, la première branche comprenant une magnetoresistance d'une première valeur et une magnetoresistance d'une seconde valeur en série, et la seconde branche comprenant une magnetoresistance d'une seconde valeur et une magnetoresistance d'une première valeur en série. Les moyens de comparaison permettent de comparer le courant consommé dans les deux branches du pont par rapport à un courant seuil pour détecter le passage d'une aimantation à l'autre, le circuit différentiel comprenant un amplificateur différentiel recevant les signaux provenant des points médians de ces deux branches, et le circuit de traitement recevant la sortie des moyens de comparaison, et la sortie de l'amplificateur différentiel.
Le dispositif de l'invention peut être utilisé notamment :
- pour l'asservissement de position d'un objet en robotique ;
- pour la détection de position d'un objet comportant un aimant.
Brève description des dessins
- La figure 1 illustre un premier mode de réalisation du dispositif de l'invention ; - les figures 2 et 3 représentent des courbes illustrant le fonctionnement du dispositif de la figure 1 ;
- la figure 4 illustre un second mode de réalisation du dispositif de l'invention ; - les figures 5 à 10 représentent des courbes illustrant le fonctionnement du dispositif de la figure 4 ;
- les figures 11 et 13 illustrent un troisième mode de réalisation du dispositif de l'invention ;
- les figures 12 et 14 représentent des courbes illustrant le fonctionnement du dispositif des figures 11 et 13 ; - les figures 15 et 18 illustrent un quatrième mode de réalisation du dispositif de 1' invention ;
- les figures 16 et 17 représentent des courbes illustrant le fonctionnement du dispositif des figures 15 et 18.
Exposé détaillé de modes de réalisation
Comme illustré sur la figure 1 le dispositif de détection de la position d'un objet selon l'invention comporte un aimant permanent 10 solidaire de cet objet 11 apte à se déplacer (flèche 15) devant deux éléments sensibles magnétiquement 12 et 13, et un circuit de traitement différentiel 14 qui reçoit les signaux issus de ces éléments sensibles et qui permet de déterminer la position de cet objet 11.
Dans un premier mode de réalisation ces deux éléments sensibles 12 et 13 sont deux capteurs de champ sensibles à un champ plan H, séparés d'une distance Dl . Le champ H, créé par l'aimant 11 à une distance D des capteurs 12 et 13, est représenté sur la figure 2 selon un axe Ox parallèle en déplacement.
Quand l'objet mobile 11 se déplace de manière rectiligne de la gauche vers la droite, le signal VC1 issu du premier capteur 12, illustré sur la figure 3A, est l'image du champ H de l'aimant.
De même le signal VC2 issu du second capteur 13 est identique au signal VC1, mais avec un déphasage dépendant de la distance Dl entre les capteurs. Le signal -VC2 est représenté sur la figure 3B.
Si les capteurs 12 et 13 sont connectés aux entrées d'un amplificateur différentiel 20, comme illustré sur la figure 1, le signal en sortie de cet amplificateur 20 a la forme illustrée sur la figure 3C passant par une tension nulle quand l'aimant se trouve au milieu des deux capteurs (point C) . Cette détection de zéro permet de positionner de manière précise et reproductible l'objet mobile 11. Cependant en l'absence d'aimant 10 et en phase d'approche de celui-ci, on obtient plusieurs passages à zéro. Il faut donc sélectionner le seul passage intéressant.
L' invention utilise une détection de seuil sur les deux signaux issus des capteurs 12 et 13. On compare les signaux VC1 et VC2 issus de ces capteurs 12 et 13 avec une tension Vseuil, image d'un champ Hseuil, dans des comparateurs 21 et 22. Quand l'aimant 10 se déplace de gauche à droite, le capteur 12 tout d'abord se déclenche et produit l'état binaire 1 en sortie El du premier comparateur 21, et puis le capteur 13 fait également passer à 1 la sortie E2 du second comparateur 22 comme illustré dans le bas de la figure 3. Quand El et E2 sont à 1, on obtient l'information de présence de l'aimant 10 et on peut valider la recherche du passage à zéro. On obtient ainsi un positionnement grossier en analysant la valeur des sorties El et E2 et si nécessaire un ajustage fin en analysant la valeur E3 qui correspond à la détection du passage à zéro.
Le circuit 23 est un circuit de traitement qui combine les trois informations logiques El, E2 et E3 présentes sur ses entrées et délivre en sortie un signal S qui peut être par exemple le signal d'asservissement d'un vérin. Si on a 101 en entrée de ce circuit 23, cela correspond donc au centrage de l'aimant.
Dans un second mode de réalisation du dispositif de l'invention, illustré sur la figure 4, les deux éléments sensibles 12 et 13 sont des magnetoresistances dont la courbe résistance R en fonction du champ H est donnée sur la figure 5.
Sur cette courbe la résistance diminue en fonction du module du champ. Avec le champ H créé par l'aimant illustré sur la figure 6A, on obtient la courbe de la résistance R en fonction du déplacement x donnée sur la figure 6B. Avec un circuit électronique adapté, bien connu de l'homme de l'art, on peut obtenir un signal de sortie S proportionnel à la différence des valeurs RI et R2 des magnetoresistances 12 et 13 : soit R1-R2. Sur les figures 7, 8, 9, 10, on a représenté quatre signaux dépendants de la distance entre les deux magnetoresistances 12 et 13 respectivement des distances Dl, D2, D3 et D4 ; D2 et D3 étant illustrées sur la figure 4. II apparaît que si la distance D entre les résistances est inférieure à la longueur de l'aimant (seule D4 est supérieure à cette longueur) , on obtient des courbes avec un passage à zéro unique C quand l'aimant est centré. On peut donc activer une détection de zéro pour un positionnement précis.
Dans ce mode de réalisation le circuit de traitement différentiel comprend un circuit 26 délivrant un signal de sortie proportionnel à la différence des valeurs de résistance des deux magnetoresistances, deux comparateurs 24 et 25 à une tension de seuil, et un circuit de traitement 27 recevant les signaux de sortie respectifs de ce circuit et de ces deux comparateurs.
De la même manière que dans le premier mode de réalisation, en utilisant des tensions de seuil, la résistance RI déclenche El au point A, comme illustré sur la figure 8C, et la résistance R2 déclenche E2 au point B. En A' , RI relâche El. On peut donc positionner grossièrement le corps mobile entre les points B et A' . De la même façon le positionnement fin est obtenu en analysant le signal Vs .
Les deux premiers modes de réalisation illustrés sur les figures 1 et 4 utilisent pour le positionnement grossier une détection d'amplitude. Comme la distance D entre aimant et capteurs et la force de l'aimant ne sont pas parfaitement maîtrisées, il s'ensuit des variations d'amplitude du champ H (voir figure 6 du document référencé [2]) qui amènent à des difficultés de réglage.
Dans un troisième mode de réalisation du dispositif de l'invention illustré sur la figure 11, on considère un dispositif simple permettant d'assurer un positionnement précis sans détection d'amplitude. On utilise ici quatre magnetoresistances 12 (RI), 13 (R2) et 12' (R'1) et 13' (R'2) équivalentes deux à deux (Rl≈Rl' et R2=R2' ) .
Comme illustré sur la figure 12, avec une distance D2 entre les magnetoresistances RI et R2 (ou
R' 1 et R'2) inférieure à la longueur de l'aimant, le déplacement de l'aimant produit une variation de la valeur RI - R2 qui sert pour le positionnement précis.
Si l'on considère la variation de la valeur RI + R2, il apparaît que la présence de l'aimant induit une diminution par rapport à la valeur 2R0, RO étant la valeur de RI et R2 en champ nul. Cette valeur est minimum autour du point de centrage C.
Sur la figure 13 sont représentés les magnetoresistances de valeurs RI, R2 et R'1, R'2, celles-ci étant disposées sur deux branches en parallèle, entre la tension d'alimentation Vali et la masse, la première branche comprenant le? magnetoresistances RI et R2 en série, et la seconde l : magnetoresistances R'2 ex: R' 1 en série, un amplificateur différentiel 30 recevant les signaux provenant des points médians des deux branches du pont, un détecteur 31 de consommation du pont suivi d'un comparateur de courant avec un seuil réglable 32, et un dispositif de traitement 33 recevant les sorties respectives de l'amplificateur 30 et du comparateur 32.
Le comparateur de courant avec un seuil réglable est tel que :
ΔI > seuil VC=1 ΔI < seuil VC=0
On a la cable de vérité suivante :
VC VS
0 1 L'aimant est loin
1 1 L'aimant est proche mais non centré
1 0 L' aimant est centré
0 0 l'aimant est loin
En connectant les quatre magnetoresistances en pont comme illustré sur cette figure 13, le courant consommé par le pont est égal à deux fois la tension d'alimentation divisé par RI + R2 : soit 1=— lm et la
RI + R2 tension en entrée de l'amplificateur différentiel 30 : v=Valimx-RI - R2
En détectant le maximum de consommation
Rl + R2 du pont, on obtient le positionnement grossier recherché. Le signal S en sortie de l'amplificateur différentiel est proportionnel à RI - R2 et permet le positionnement fin. Si la distance entre les magnetoresistances est trop grande comme illustré sur la figure 14
(distance D3) , la somme RI + R2 présente alors deux minima autour du point de centrage et il n'y a plus concordance entre la détection de zéros et le maximum de courant consommé par le pont.
Dans un quatrième mode de réalisation du dispositif de l'invention, on utilise deux aimants 10 et 10' accolés et un pont de détection du zéro avec deux couples de deux magnetoresistances.
Sur un système de ce type comportant deux aimants accolés, on cherche à se positionner par rapport à la transition, c'est-à-dire le passage d'une aimantation à l'autre : le champ H évolue d'une valeur négative à positive en passant par zéro comme illustré sur la figure 16. De manière analogue si on suit l'évolution de la valeur RI - R2, on obtient un passage à zéro bien défini à la transition comme illustré sur la figure 17. On peut alors utiliser un circuit tel que celui qui est représenté sur la figure 18 comprenant un circuit de détection du passage d'une aimantation à l'autre 34, un amplificateur différentiel branché aux magnetoresistances du pont comme dans le dispositif illustré sur la figure 13, et un circuit de traitement 35 revevant les sorties respectives du circuit de détection 34 et de l'amplificateur différentiel 30. REFERENCES
[1] Article intitulé « Magnetic Field Sensors For The Industrial Automation » de T. Reininger et C. Hanisch (Sensors And Actuators, A59, 1997, pages 177 à 182) .
[2] Catalogue technique Honeywell « Solid State Sensors, 2SSP Séries »

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de détection de la position d'un objet, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un aimant (10) solidaire de cet objet (11) apte à se déplacer devant un premier et un second ensemble d'éléments sensibles magnétiquement (12, 13), chaque ensemble comportant au moins un élément, et un circuit de traitement différentiel (14) permettant de déterminer la position de l'objet, ce circuit comprenant un circuit différentiel relié aux éléments, des moyens de comparaison reliés également aux éléments et un circuit de traitement relié aux moyens de comparaison et au circuit différentiel, les premier et deuxième ensembles étant espacés d'une distance inférieure à la longueur de l'aimant et telle que les moyens de comparaison permettent de déclencher le circuit traitement dès que l'aimant est proche du centre de ladite distance.
2. Dispositif selon la revendication 1 comportant des moyens d'asservissement reliés entre le circuit de traitement et l'objet.
3. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel chaque élément sensible (12, 13) est un capteur de champ.
4. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel chaque élément sensible est une magnetoresistance .
5. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel chaque élément sensible est une vanne de flux.
6. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel chaque ensemble comporte un élément sensible et les moyens de comparaison comportent deux comparateurs (21, 22) ) à une tension de seuil (Vseuil) recevant chacun la sortie d'un des deux éléments sensibles (12, 13) , qui sont des capteurs de champ, le circuit différentiel comporte un amplificateur différentiel (20) recevant chacune de ces deux sorties, et le circuit de traitement (23) recevant les sorties respectives des comparateurs (21, 22) et de l'amplificateur différentiel (20).
7. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel chaque ensemble comporte un élément sensible qui est une magnetoresistance (12, 13) , le circuit différentiel (26) délivrant un signal de sortie proportionnel à la différence des valeurs de résistance des deux magnetoresistances, les moyens de comparaison comportent deux comparateurs (24, 25) à une tension de seuil, et le circuit de traitement (27) recevant les signaux de sortie respectifs dudit circuit (26) et des deux comparateurs (24, 25) .
8. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les éléments sensibles sont quatre magnetoresistances (RI, R2 ; R'1, R'2) équivalentes deux à deux, ces magnetoresistances étant connectées en pont, en étant disposées sur deux branches en parallèle entre une tension d'alimentation (Valim) et la masse, la première branche comprenant une magnetoresistance d'une première valeur (RI) et une magnetoresistance d'une seconde valeur (R2) en série, et la seconde branche comprenant une magnetoresistance d'une seconde valeur (R'2) et une magnetoresistance d'une première valeur (R'1) en série, les moyens de comparaison permettant de comparer le courant consommé dans les deux branches de ce pont (32) par rapport à un courant seuil, le circuit différentiel étant un amplificateur différentiel (30) recevant les signaux provenant des points médians de ces deux branches, le circuit de traitement (33) recevant la sortie des moyens de comparaison, et la sortie de l'amplificateur différentiel .
9. Dispositif selon la revendication 1 comprenant deux aimants accolés, dans lequel les éléments sensibles sont deux couples de deux magnetoresistances, ces quatre magnetoresistances (RI, R2 ; R'1, R'2) équivalentes deux à deux étant connectées en pont, en étant disposées sur deux branches en parallèle entre la tension d'alimentation (Valim) et la masse, la première branche comprenant une magnetoresistance d'une première valeur (RI) et une magnetoresistance d'une seconde valeur (R2) en série, et la seconde branche comprenant une magnetoresistance d'une seconde valeur (R'2) et une magnetoresistance d'une première valeur (RI) en série, les moyens de comparaison permettant de comparer le courant consommé dans les deux branches du pont par rapport à un courant seuil pour détecter le passage d'une aimantation à l'autre (34), le circuit différentiel comprenant un amplificateur différentiel (30) recevant les signaux provenant des points médians de ces deux branches, le circuit de traitement (35) recevant la sortie des moyens de comparaison, et la sortie de l'amplificateur différentiel .
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