DISPOSITIF DE MESURE D'UNE POSITION LINEAIRE
L'invention concerne le domaine des dispositifs de mesure d'une position linéaire d'une cible. Un tel dispositif peut être mis en œuvre pour mesurer l'usure des disques de friction d'un frein d'aéronef.
ARRIERE PLAN DE L'INVENTION
Le frein d'une roue d'un aéronef comporte généralement une pile de disques de friction, une plaque de poussée, et des actionneurs pilotables pour exercer sélectivement un effort de freinage sur la plaque de poussée et donc sur la pile de disques. Un tel frein comprend classiquement un témoin d'usure formé d'une tige solidaire de la plaque de poussée et dont la position linéaire est représentative de l'usure de la pile de disques. En maintenance, un opérateur vérifie alors la position de la tige pour déterminer l'état d'usure des disques.
On envisage de surveiller automatiquement l'usure de la pile de disques d'un frein en mesurant, à l'aide d'un capteur, la position linéaire de la tige.
On connaît un dispositif de mesure de la position linéaire d'une cible, qui comporte un circuit magnétique et une cellule à effet Hall, et qui fournit un signal de sortie directement proportionnel à la distance qui sépare ledit dispositif de mesure de la cible. Dans ce dispositif de mesure, la condition de linéarité du signal de sortie n'est satisfaite que lorsque la distance à mesurer est suffisamment faible, c'est-à-dire de l'ordre de quelques millimètres. Le dispositif de mesure n'est donc ici utilisable que pour mesurer des déplacements de la cible de quelques millimètres. En outre, le signal de sortie du dispositif de mesure varie entre deux valeurs strictement positives. Ainsi, si ledit signal doit être converti du domaine analogique vers le domaine numérique (par exemple pour des besoins de
traitement), il ne sera pas possible d'exploiter la pleine échelle d'un convertisseur analogique-numérique. Cela a pour conséquence de limiter la précision de la mesure.
On connait également un dispositif de mesure d'une position linéaire, qui comporte un circuit magnétique et au moins un capteur magnétique. Le dispositif de mesure fournit un signal de sortie représentatif d'un mouvement d'une cible positionnée dans le circuit magnétique. Avec cette solution, le signal de sortie du dispositif de mesure varie entre une valeur nulle et une valeur maximale, si bien qu'il est possible d'exploiter la pleine échelle d'un convertisseur analogique-numérique. Cependant, sachant qu'il est nécessaire que ladite cible soit positionnée dans le circuit magnétique, ledit circuit magnétique doit avoir quasiment les mêmes dimensions que la cible. Dans certaines applications, notamment la mesure d'usure des disques de friction d'un frein d'aéronef, cela implique nécessairement que le dispositif de mesure soit particulièrement encombrant.
On connait également un dispositif de mesure de la position d'une cible, spécifiquement appliqué à un frein d'une roue d'aéronef. Le dispositif comporte un émetteur de champ magnétique et un détecteur de champ magnétique. L'émetteur est agencé pour qu'une orientation du champ magnétique évolue en fonction d'un déplacement de la cible. Le détecteur de champ magnétique fournit un signal de sortie représentatif de l'orientation du champ magnétique, ce qui permet donc de mesurer un déplacement de la cible. L'inconvénient majeur de cette solution est que le dispositif de mesure mobilise de multiples pièces distinctes et qu'il présente ainsi un coût de production élevé.
OBJET DE L'INVENTION
Un but de l'invention est de proposer un dispositif de mesure d'une position linéaire d'une cible, qui soit précis
sur une large étendue de mesure et qui soit peu encombrant et peu coûteux.
RESUME DE L'INVENTION
En vue de la réalisation de cet objet, on propose un dispositif de mesure d'une position linéaire d'une cible, comportant :
- un circuit magnétique comprenant un premier élément d'armature et un deuxième élément d'armature, positionnés de part et d'autre d'un axe X et fabriqués avec au moins un matériau ferromagnétique ;
- un aimant situé entre le premier élément d'armature et le deuxième élément d'armature de sorte qu'un premier pôle de l'aimant est positionné du côté du premier élément d'armature, et qu'un deuxième pôle de l'aimant est positionné du côté du deuxième élément d'armature ;
- une tige agencée pour être solidaire de la cible et insérée entre le premier élément d'armature et le deuxième élément d'armature pour coulisser selon l'axe X, la tige présentant une section variable selon sa longueur, de sorte qu'un flux magnétique dans le circuit magnétique dépend d'une position linéaire de la tige selon l'axe X;
- au moins un capteur agencé pour mesurer au moins un paramètre représentatif du flux magnétique, et donc de la position linéaire de la tige, et donc de la position linéaire de la cible.
Le dispositif de mesure selon l'invention est particulièrement avantageux car il comporte au moins un capteur fournissant un signal de sortie variant en fonction de la position linéaire de la tige, solidaire en translation de la cible. La tige peut donc être adaptée, selon la longueur de sa portion utile pour la mesure, pour effectuer un déplacement linéaire important. Par exemple, dans le cas de la mesure d'usure de la pile de disques d'un frein d'aéronef, un déplacement linéaire important est un déplacement supérieur à 50mm. Ainsi, le dispositif de mesure
selon l'invention est capable de fournir une mesure précise même lorsque la cible effectue un déplacement linéaire important.
En outre, le dispositif de mesure selon l'invention comporte peu d'éléments et est donc très simple, peu encombrant et peu coûteux.
Dans un mode de réalisation la tige comporte une portion de forme tronconique.
Dans un mode de réalisation, le premier élément d'armature et le deuxième élément d'armature comprenne chacun une première portion et une deuxième portion successivement définies selon un axe Y perpendiculaire à l'axe X, l'aimant étant positionné entre la première portion du premier élément d'armature et la première portion du deuxième élément d'armature, et l'axe X entre la deuxième portion du premier élément d'armature et la deuxième portion du deuxième élément d'armature.
Dans un mode de réalisation, la deuxième portion du premier élément d'armature et la deuxième portion du deuxième élément d'armature ont chacune une forme plane.
Dans un mode de réalisation, la deuxième portion du premier élément d'armature et la deuxième portion du deuxième élément d'armature ont chacune une forme semi-cylindrique d'axe X.
Dans un mode de réalisation, la première portion du premier élément d'armature et la première portion du deuxième élément d'armature ont chacune une forme plane.
Dans un mode de réalisation, le premier pôle de l'aimant est en contact avec la première portion du premier élément d'armature, et le deuxième pôle de l'aimant est en contact avec la première portion du deuxième élément d'armature.
Dans un mode de réalisation, le matériau ferromagnétique est un alliage de fer et de nickel.
Dans un mode de réalisation, le dispositif de mesure comporte au moins un capteur qui est un capteur magnétique.
Dans un mode de réalisation, le capteur magnétique est un capteur à effet Hall analogique agencé pour mesurer le flux magnétique.
Dans un mode de réalisation, le capteur magnétique est un capteur à effet Hall numérique agencé pour mesurer le flux magnétique.
Dans un mode de réalisation, le capteur magnétique est positionné entre le premier élément d'armature et le deuxième élément d'armature, à proximité de l'aimant.
Dans un mode de réalisation, l'aimant est positionné entre la tige et le capteur.
Dans un mode de réalisation, le dispositif de mesure comporte au moins un capteur à effet Hall analogique qui est connecté à un circuit électronique analogique comportant un amplificateur opérationnel connecté en soustracteur, ledit circuit électronique analogique étant agencé pour soustraire, à un signal électrique de mesure fourni par le au moins un capteur, une tension de décalage afin d'exploiter une pleine échelle d'un convertisseur analogique-numérique.
Dans un mode de réalisation, le dispositif de mesure comporte au moins un capteur qui comporte une première jauge de déformation montée sur le premier élément d'armature et une deuxième jauge de déformation montée sur le deuxième élément d'armature, chaque jauge de déformation étant agencée pour mesurer une déformation de l'élément d'armature sur lequel elle est montée.
L'invention concerne également un frein d'une roue d'aéronef comprenant une pile de disques, une plaque de poussée montée sur la pile de disques de friction, des actionneurs agencés pour appliquer un effort de freinage sur la plaque de poussée et donc sur la pile de disques de friction, et un dispositif de mesure tel que précédemment
décrit, la cible étant une face externe de la plaque de poussée.
L'invention concerne également un aéronef comprenant une roue et un frein tel que précédemment décrit, ledit frein étant agencé pour freiner ladite roue.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation particuliers non limitatifs de l'invention.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
La description de l'invention fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels :
- la figure 1 représente une vue en relief d'un frein d'une roue d'aéronef, équipé d'un dispositif de mesure selon l'invention ;
- la figure 2 représente une vue en coupe, selon un plan perpendiculaire au déplacement linéaire de la tige, d'un dispositif de mesure selon un premier mode de réalisation particulier de l'invention ;
- la figure 3 représente une vue en coupe longitudinale de la tige du dispositif de mesure illustré à la figure 2 ;
- la figure 4 est une figure similaire à la figure 2, suite à un déplacement linéaire de la tige ;
- la figure 5 représente un circuit électronique analogique connecté au capteur magnétique du dispositif de mesure illustré à la figure 1 ;
- la figure 6 illustre le conditionnement réalisé par le circuit électronique analogique illustré à la figure 5 ;
- la figure 7 représente des vues en coupe, selon un plan perpendiculaire au déplacement linéaire de la tige, d'un dispositif de mesure selon un deuxième mode de réalisation particulier de l'invention.
- la figure 8 représente une vue en perspective d'un dispositif de mesure selon un troisième mode de réalisation particulier de l'invention, ainsi que des résultats de simulation du champ magnétique.
- la figure 9 représente une vue en coupe, selon un plan perpendiculaire au déplacement linéaire de la tige, d'un dispositif de mesure selon un quatrième mode de réalisation particulier de l'invention.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
En référence à la figure 1, l'invention est ici décrite en application à un frein, désigné en 1, d'une roue d'un atterrisseur d'un aéronef.
Le frein 1 comprend une pile de disques de friction 2 (aussi appelée puit de chaleur) comportant des disques rotors 2a et des disques stators 2b alternativement enfilés sur un tube de torsion. Les disques rotors 2a sont solidaires en rotation de la roue et les disques stators 2b sont immobiles en rotation vis-à-vis de la roue. Les disques 2a, 2b sont munis de garnitures de freinage.
Le frein 1 comprend en outre un support d'actionneurs 3, fixé à une extrémité du tube de torsion. Le support d'actionneurs 3 porte des actionneurs 4 agencés pour exercer un effort de freinage sur une plaque de poussée 5 montée sur la pile de disques 2. L'effort de freinage exercé sur la plaque de poussée 5 est ainsi réparti uniformément sur la pile de disques 2. Le fonctionnement du frein 1 est connu et ne sera donc pas détaillé outre mesure. Il est à noter que l'invention peut s'appliquer à tout type de frein (hydromécanique, électromécanique, etc...) destiné à freiner une roue de tout type de véhicule.
Le frein 1 est équipé d'un dispositif de mesure 10 pour déterminer l'usure des disques 2a, 2b de la pile de disques 2.
Le dispositif de mesure 10 mesure la position linéaire selon un axe X d'une cible, qui est en l'occurrence la face externe 6 de la plaque de poussée 5, ladite position linéaire étant représentative de l'usure de la pile de disques 2 du frein 1.
Le dispositif de mesure 10 comporte une tige 14 montée coulissante au travers du support d'actionneurs 3.
La tige 14 est solidaire en translation selon l'axe X de la face externe 6 de la plaque de poussée 5. La tige 14 coulisse ainsi selon un chemin linéaire, ici selon l'axe X, au fur et à mesure de l'usure des disques 2a, 2b de la pile de disques 2. En outre, le dispositif de mesure 10 est connecté à un équipement externe 7 (calculateur, concentrateur de données, etc...), situé par exemple dans la soute de l'aéronef ou sur la jambe de l'atterrisseur, via un câble 8 ou une liaison sans fil.
On décrit, en référence à la figure 2, un dispositif de mesure selon un premier mode de réalisation de l'invention 10.
Le dispositif de mesure 10 comporte :
- un circuit magnétique comprenant un premier élément d'armature 11 et un deuxième élément d'armature 12, positionnés de part et d'autre de l'axe X et fabriqués avec au moins un matériau ferromagnétique. Ici, les éléments d'armature 11, 12 sont fabriqués dans un alliage de fer et de nickel (FeNi).
- un aimant 13 situé entre le premier élément d'armature 11 et le deuxième élément d'armature 12 de sorte qu'un pôle positif 13a (ou pôle nord) de l'aimant 13 est positionné du côté du premier élément d'armature 11, et qu'un pôle négatif 13b (ou pôle sud) de l'aimant 13 est positionné du côté du deuxième élément d'armature 12. Plus précisément, le pôle positif 13a est ici en contact avec le premier élément d'armature 11 et le pôle négatif 13b
est ici en contact avec le deuxième élément d'armature 12. L'aimant 13 est un aimant permanent délivrant un champ magnétique d'intensité constante.
- la tige 14 qui, comme on l'a vu, est solidaire en translation selon l'axe X de la cible qui est ici la face externe 6 de la plaque de poussée 5. La tige 14 coulisse ainsi selon l'axe X. Avantageusement, la tige 14 est fabriquée dans un matériau résistant aux températures élevées (par exemple, de l'ordre de 150°C).
- un capteur magnétique 15 qui est ici un capteur à effet Hall pour mesurer le flux magnétique.
Le circuit magnétique, l'aimant et le capteur magnétique sont eux-mêmes intégrés dans un boîtier 9 fixé sur le support d'actionneurs 3.
Le premier élément d'armature 11 comporte une première portion lia et une deuxième portion 11b successivement définies selon un axe Y perpendiculaire à l'axe X.
La première portion lia est en contact avec le pôle positif 13a de l'aimant 13 et a une forme plane.
La deuxième portion 11b est en regard de la tige 14 et a une forme semi-cylindrique d'axe X.
De la même manière, le deuxième élément d'armature 12 comporte une première portion 12a et une deuxième portion 12b successivement définies selon l'axe Y.
La première portion 12a est en contact avec le pôle négatif 13b de l'aimant 13 et a une forme plane.
La deuxième portion 12b est en regard de la tige 14 et a une forme semi-cylindrique d'axe X.
La deuxième portion 11b du premier élément d'armature
11 et la deuxième portion 12b du deuxième élément d'armature
12 sont ainsi conformées pour globalement envelopper une portion axiale de la tige 14.
En référence à la figure 3, la tige 14 comporte une première portion 14a et une deuxième portion 14b qui sont successivement définies selon l'axe X.
La première portion 14a présente une longueur L et sa section est variable dans le sens de la longueur. Ici, la première portion 14a a une forme tronconique. La première portion 14a est la portion utile pour la mesure
La deuxième portion 14b a une forme cylindrique et est solidaire en translation de la face externe 6 de la plaque de poussée 5.
Le fonctionnement du dispositif de mesure 10 est maintenant décrit.
En fonction de l'usure de la pile de disques 2, la tige 14 va se déplacer linéairement selon l'axe X à l'intérieure de la cavité 17 délimitée par la deuxième portion 11b du premier élément d'armature 11 et par la deuxième portion 12b du deuxième élément d'armature 12.
Comme cela est visible sur les figures 2 et 4, le déplacement linéaire de la tige 14 va faire varier la section de la portion axiale de la tige 14 positionnée dans la cavité 17 entre les éléments d'armature 11, 12. Ici, en l'occurrence, la section de la portion axiale de la tige 14 positionnée entre les éléments d'armature 11, 12 diminue avec l'usure de la pile de disques 2.
Ainsi, à faible usure, la portion axiale de la tige située entre les éléments d'armature 11, 12 présente une section élevée (cas de la figure 2), alors qu'à usure élevée, la portion axiale de la tige 14 située entre les éléments d'armature 11, 12 présente une section réduite (cas de la figure 4).
Le flux magnétique dans le circuit magnétique va ainsi varier en fonction du déplacement linéaire de la tige 14. Plus précisément, la valeur maximale du flux magnétique correspond à l'extrémité de plus grande section de la
première portion 14a de la tige 14 et la valeur minimale du flux magnétique correspond à l'extrémité de plus petite section de la première portion 14a de la tige 14.
Le capteur magnétique 15 permet alors de mesurer le flux magnétique et ainsi de fournir un signal de sortie représentatif du déplacement linéaire de la tige 14, donc du déplacement linéaire de la cible, donc ici de l'état d'usure de la pile de disques 2. Le signal de sortie est ici une tension différentielle dans le cas de l'utilisation d'un capteur à effet Hall analogique. Le signal de sortie est une valeur numérique dans le cas de l'utilisation d'un capteur à effet Hall numérique.
L'aimant 13 et le capteur magnétique 15 sont positionnés entre la première portion lia du premier élément d'armature
11 et la première portion 12a du deuxième élément d'armature
12.
L'aimant 13 et le capteur 15 sont ici positionnés tous deux sur un même plan qui est parallèle aux axes X et Y.
Le capteur 15 est en regard de la première portion lia du premier élément d'armature 11 et de la première portion 12a du deuxième élément d'armature 12.
Cependant, il serait possible que le capteur magnétique 15 soit situé en dehors de l'espace entre les éléments d'armature 11, 12.
On note que le capteur 15 est positionné dans un flux magnétique secondaire (ne passant pas par la cible mobile), ce qui permet d'augmenter la plage de variation de l'induction par rapport à la pleine échelle. Le capteur est positionné parallèlement à la direction de magnétisation de l'aimant.
Le capteur magnétique 15 est connecté à une unité électronique 16 intégrée dans le boîtier 9. L'unité électronique 16 comprend ici une carte électronique et des composants montés sur la carte électronique, parmi lesquels
on trouve des moyens de conditionnement pour conditionner le signal de sortie du capteur magnétique 15 et un convertisseur analogique-numérique dans le cas de l'utilisation d'un capteur à effet Hall analogique et des moyens de communication permettant de transmettre les mesures, depuis le boîtier 9, à l'équipement externe 7, via le câble 8 dans le cas où une solution filaire est mise en œuvre. Les moyens de communication comprennent par exemple un driver de bus numérique usuellement de type I2C ou SPI, un transmetteur RF, un Tag RFID, ...etc.
En référence à la figure 5, les moyens de conditionnement de l'unité électronique 16 comprennent un circuit électronique analogique 20. Le circuit électronique analogique 20 comprend un amplificateur opérationnel 21 alimenté entre une alimentation 22 et une masse électrique 23. L'alimentation 22 est classiquement connectée à une source de tension fournissant une tension continue égale, par exemple, à 2,5V. Le potentiel de la masse électrique 23 est classiquement un 0V de référence.
L'amplificateur opérationnel 21 comporte une entrée non-inverseuse 21a, une entrée inverseuse 21b et une sortie 21c.
Le capteur magnétique 15 comporte deux sorties et fournie une tension de sortie différentielle Vdiff entre lesdites deux sorties. Une première sortie du capteur magnétique 15 est telle que la tension entre ladite première sortie et la masse électrique 23 est égal à une tension Vhp . Une deuxième sortie du capteur magnétique 15 est telle que la tension entre ladite deuxième sortie et la masse électrique 23 est égale à une tension Vhn . En outre, la tension Vdiff est égale à la tension (Vhp-Vhn).
L'entrée non-inverseuse 21a de l'amplificateur opérationnel 21 reçoit la tension Vhn fournie par la deuxième sortie du capteur magnétique 15.
L'entrée inverseuse 21b de l'amplificateur opérationnel 21 est connectée à une source de tension, produisant une tension continue de décalage Vdec, via une résistance R1 . Ici, la tension Vdec est la tension d'alimentation du capteur magnétique 15. Par exemple, la tension Vdec est égale à 1,6V et la résistance R1 est égale à 3,33kΩ. En outre, l'entrée inverseuse 21b de l'amplificateur opérationnel 21 est également connectée à la sortie 21c dudit amplificateur opérationnel 21 via une résistance R2 . Par exemple, la résistance R2 est égale à 6,1kΩ.
La tension de sortie du circuit électronique analogique 20 est la tension Vout entre la première sortie du capteur magnétique 15 et la sortie 21c de l'amplificateur opérationnel 21.
L'amplificateur opérationnel 21 est ici connecté en soustracteur. La relation qui relie la tension de sortie Vout aux tensions Vhp, Vhn et Vdec est la suivante :
Le circuit analogique 20 soustrait donc la tension Vdec multipliée par un gain à la tension Vhn multrplree par un
gain.
On note que le dispositif de mesure peut être alimenté par différents moyens, et par exemple via le câble 8.
En référence à la figure 6, une flèche F1 illustre le conditionnement réalisé par le circuit électronique analogique 20.
Le flux magnétique au voisinage du dispositif de mesure 10 varie entre deux valeurs strictement positives en fonction de la position linéaire de la tige 14 (courbe C1 sur la figure 6).
La fonction du circuit électronique analogique 20 est donc de produire la tension de sortie Vout, représentative de
l'usure de la pile de disque 2, qui varie, elle, entre une valeur nulle et une valeur strictement positive (courbe C2 sur la figure 7). Ainsi, il est possible de convertir ladite tension de sortie Vout du domaine analogique vers le domaine numérique via un convertisseur analogique-numérique en exploitant la pleine échelle dudit convertisseur analogique- numérique (c'est-à-dire la plage de variation possible d'une tension en entrée dudit convertisseur analogique-numérique). Cela permet d'améliorer significativement la précision de la mesure.
On décrit, en référence à la figure 7, un dispositif de mesure selon un deuxième mode de réalisation de l'invention 110.
Le deuxième mode de réalisation diffère du premier mode de réalisation en ce que le dispositif de mesure selon un deuxième mode de réalisation particulier de l'invention 110 comporte des éléments d'armatures 111, 112 ayant chacun la forme d'une plaque, les plaques étant espacées d'une distance Lcav •
La figure 7 met en évidence un avantage majeur de l'invention. En effet, le dispositif de mesure 110 (et notamment la précision de la mesure) n'est pas perturbé par un potentiel déplacement transversale de la tige 114 dans la cavité 117 délimitée par les éléments d'armature 111, 112. Par exemple, la tige peut être dans les trois positions ci- dessous :
- Dans une première position, la tige 114 peut être à une distance l1 de l'aimant 113 et à équidistance des éléments d'armature 111, 112.
- Dans une deuxième position, la tige 114 peut être à une distance I2 de l'aimant 113, telle que la distance I2 est supérieure à la distance l1. En outre, la tige 114 est ici toujours à équidistance des éléments d'armature 111, 112.
- Dans une troisième position, la tige 114 peut être à une distance I3 de l'aimant 113, telle que la distance I3 est
inférieure à la distance li. En outre, la tige 114 n'est pas nécessairement à équidistance des éléments d'armature 111, 112. Ici, la tige 114 est plus proche du deuxième élément d'armature 112 que du premier élément d'armature 111.
Le flux magnétique au voisinage du dispositif de mesure 110 ne dépend effectivement que de la section de la portion axiale la tige 114 positionnée dans la cavité 117 entre les éléments d'armature 111, 112. Ainsi, même en cas de défaut de centrage de la tige 114, le dispositif de mesure 110 est capable de fournir une mesure précise de la position linéaire de ladite tige 114, donc de la position linéaire de la cible.
On décrit, en référence à la figure 8, un dispositif de mesure selon un troisième mode de réalisation particulier de l'invention 210.
Le premier élément d'armature 211 comporte une première portion 211a et une deuxième portion 211b successivement définies selon l'axe Y. Les portions 211a, 211b ont toutes les deux une forme plane. En outre, la première portion 211a présente une épaisseur significativement plus faible que celle de la deuxième portion 211b.
De la même manière, le deuxième élément d'armature 212 comporte une première portion 212a et une deuxième portion 212b successivement définies selon l'axe Y. Les portions 212a, 212b ont toutes les deux une forme plane. En outre, la première portion 212a présente une épaisseur significativement plus faible que celle de la deuxième portion 212b.
La différence d'épaisseur entre la première portion 211a et la deuxième portion 211b du premier élément d'armature 211, et entre la première portion 212a et la deuxième portion 212b du deuxième élément d'armature 212 crée un renfoncement dans lequel l'aimant 213 est encastré.
Outre la différence d'épaisseur décrite ci-dessus, le troisième mode de réalisation particulier de l'invention est similaire au deuxième mode de réalisation précédemment décrit.
La figure 9 montre également la répartition spatiale de l'intensité de l'induction électromagnétique (mesurée en Tesla) sur le dispositif de mesure 310. L'intensité électromagnétique sur le dispositif de mesure 310 varie entre une valeur minimale égale à 57,602μT et une valeur maximale égale à 1,793T. Afin de visualiser la répartition spatiale de l'intensité de l'induction électromagnétique, cinq intervalles de valeur sont distingués.
L'intensité de l'induction électromagnétique est maximale, avec une valeur située entre 1,476T et 1,793T sur une partie de la première portion 211a du premier élément d'armature 211 et sur une partie de la première portion 212a du deuxième élément d'armature 212.
L'intensité de l'induction électromagnétique est minimale, avec une valeur située entre 57,602μT et 527,341mT, sur la tige 14, sur une partie de la deuxième portion 211b du premier élément d'armature 211 et sur une partie de la deuxième portion 212b du deuxième élément d'armature 212.
L'intensité de l'induction électromagnétique à l'extrémité du pôle positif 13a de l'aimant 13 et à l'extrémité du pôle négatif 13b de l'aimant 13 est comprise entre 949,148mT et 1,160T. L'intensité de l'induction électromagnétique sur l'aimant 13, hors extrémités, est comprise entre l,160T et 1,476T.
On décrit, en référence à la figure 9, un dispositif de mesure selon un quatrième mode de réalisation particulier de l'invention 310.
Le quatrième mode de réalisation diffère du premier mode de réalisation en ce que le dispositif de mesure 310 comporte une première jauge de déformation 315a et une
deuxième jauge de déformation 315b (autrement dit, le dispositif de mesure 310 ne comporte pas un capteur magnétique).
La jauge de déformation 315a est montée sur le premier élément d'armature 311. Plus précisément, la jauge 315a est montée sur la première portion 311a du premier élément d'armature 311.
La jauge de déformation 315b est montée sur le deuxième élément d'armature 312. Plus précisément, la jauge 315b est montée sur la première portion 312a du deuxième élément d'armature 312.
En fonction de l'usure de la pile de disque 2, la tige 314 va se déplacer linéairement selon l'axe X dans la cavité 317 délimitée par la deuxième portion 311b du premier élément d'armature 311 et par la deuxième portion 312b du deuxième élément d'armature 312.
Le flux magnétique au voisinage du dispositif de mesure 310 va ainsi varier en fonction du déplacement linéaire de la tige 314. En outre, la variation du flux magnétique va également entrainer une variation de la force qui s'exerce sur chacun des éléments d'armature 311, 312.
La jauge 315a et la jauge 315b vont alors respectivement mesurer la déformation (engendrée par ladite force) du premier élément d'armature 311 et du deuxième élément d'armature 312. Ainsi, la jauge 315a et la jauge 315b vont chacune fournir un signal de sortie représentatif du déplacement linéaire de la tige 314, donc du déplacement linéaire de la cible, donc ici de l'usure de la pile de disque 2. Le signal de sortie de chacune des jauges 315a, 315b est par la suite conditionné par des moyens de conditionnement compris dans l'unité électronique 316.
Le dispositif de mesure, selon les différents modes de réalisation de l'invention décrits ci-dessus, est particulièrement avantageux car il comporte au moins un
capteur (capteur magnétique ou jauge de déformation) fournissant un signal de sortie variant en fonction de la position linéaire de la tige, solidaire en translation de la cible. La tige peut donc être adaptée, en fonction de la longueur de sa portion utile pour la mesure, pour effectuer un déplacement linéaire important. Par exemple, dans le cas de la mesure d'usure de la pile de disques d'un frein d'aéronef, un déplacement linéaire important est un déplacement supérieur à 50mm. Ainsi, le dispositif de mesure selon l'invention est capable de fournir une mesure précise même lorsque la cible effectue un déplacement linéaire important. En particulier, lorsque la portion de la tige utile pour la mesure a une forme tronconique, le signal de sortie du capteur est directement proportionnel à la position linéaire de la tige, donc à la position linéaire de la cible.
En outre, le dispositif de mesure selon l'invention comporte seulement quatre éléments distincts (les deux éléments d'armature, l'aimant, la tige et le capteur) et est donc peu encombrant et peu coûteux.
Le dispositif de mesure selon l'invention présente également une précision de mesure satisfaisante (c'est-à- dire inférieure à 0,5mm) sur une large plage de température.
En outre, le dispositif de mesure selon l'invention est capable de fonctionner dans un environnement caractérisé par une température élevé, par exemple une température de l'ordre de 150°C.
En outre, le dispositif de mesure permet de mesurer un déplacement linéaire d'une cible sans que la tige (solidaire de la cible) soit en contact avec le circuit magnétique (ici, les éléments d'armature fabriqués avec au moins un matériau ferromagnétique) . Le dispositif de mesure selon l'invention est ainsi inusable.
En outre, le dispositif de mesure selon l'invention nécessite peu d'énergie pour fonctionner vu qu'il fonctionne
uniquement avec au moins un capteur connecté à une unité électronique comportant au moins un circuit électronique analogique de conditionnement simple, un convertisseur analogique-numérique et des moyens de communication.
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits mais englobe toute variante entrant dans le champ de l'invention telle que définie par les revendications.
En particulier, les différents modes de réalisation décrits peuvent être combinés librement en fonction des besoins et/ou des contraintes de l'application considérée.
Il est également prévu que le capteur puisse éventuellement intégrer des éléments additionnels afin de répondre à des contraintes de mise en œuvre mécanique et/ou d'intégration. Par exemple, des résines, des plastiques ou encore des matériaux non magnétiques.
Il est également possible que le capteur soit directement intégré dans l'unité électronique. En outre, si l'unité électronique comprend une carte électronique, il est possible que le capteur soit directement monté (par exemple soudé) sur ladite unité électronique.
Bien qu'ici la tige comporte une portion de forme tronconique, il est tout à fait possible que ladite portion présente une autre forme. Par exemple, ladite portion de la tige pourrait avoir une forme conique ou une forme « en escalier » avec un pas correspondant à la résolution spécifiée pour le dispositif de mesure.
Bien qu'ici (voir en particulier la figure 1) la longueur du premier et du deuxième élément d'armature est inférieure à la longueur de la première portion de la tige utile pour la mesure (c'est-à-dire, en référence à la figure 3, à la longueur L de la première portion 14a de la tige 14), il est possible que lesdits premier et deuxième éléments d'armature présentent une longueur égale ou supérieure à la
longueur de ladite première portion de la tige utile pour la mesure.
Bien qu'ici le dispositif de mesure selon l'invention est présenté en application à un frein d'une roue d'aéronef, la présente invention peut s'appliquer à tout système nécessitant un dispositif de mesure d'une position linéaire d'une cible. La présente invention s'applique, en particulier, dans les systèmes nécessitant un dispositif de mesure d'une position linéaire d'une cible devant présenter un coût faible et devant fonctionner dans un environnement chaud.