ES2960608T3

ES2960608T3 - Método y sistema sensor de determinación de una posición angular relativa entre dos piezas y procedimiento de fabricación de un cuerpo magnético

Info

Publication number: ES2960608T3
Application number: ES19827776T
Authority: ES
Inventors: Nikola Jerance; Harijaona Lalao Rakotoarison
Original assignee: Electricfil Automotive SAS
Current assignee: EFI Automotive SA
Priority date: 2018-10-15
Filing date: 2019-10-10
Publication date: 2024-03-05
Anticipated expiration: 2039-10-10
Also published as: EP3867603A1; US20210381851A1; CN113227716A; FR3087256B1; FR3087256A1; EP3867603B1; WO2020079350A1; US11555714B2

Abstract

La invención se refiere a un método para determinar una posición angular relativa entre dos piezas alrededor de un eje de rotación (A) mediante un cuerpo imantado (10) en forma de sector angular curvado alrededor del eje de rotación (A), caracterizado porque el plano de magnetización (PM) del cuerpo magnetizado es paralelo al eje de rotación (A). La invención se refiere a un sistema sensor que comprende un cuerpo magnetizado de este tipo y a un método para producir dicho cuerpo magnetizado. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Método y sistema sensor de determinación de una posición angular relativa entre dos piezas y procedimiento de fabricación de un cuerpo magnético

La invención se refiere a un método de determinación de una posición angular relativa de una primera pieza con respecto a una segunda pieza alrededor de un eje de giro, que se implementará ventajosamente con la ayuda de un sistema sensor de posición magnética. La invención se refiere también a un procedimiento de realización de un cuerpo magnético para dicho método y para dicho sistema sensor.

Las ventajas técnicas de los sistemas sensores magnéticos son bien conocidas. Pueden producirse a costes relativamente bajos, no se someten a un desgaste mecánico significativo y son casi insensibles a la humedad y a la suciedad (polvo, aceite, etc.) no magnética. Gracias a estas ventajas, los sistemas sensores magnéticos a menudo se utilizan en las aplicaciones para el automóvil.

Un sistema sensor magnético de posición angular comprende al menos un cuerpo magnetizado con una magnetización permanente y al menos una celda de medida de campo magnético, el sistema sensor el cual está previsto para medir la posición relativa de la celda de medida con respecto al cuerpo magnetizado, alrededor del eje de giro.

En una aplicación práctica, el mecanismo a controlar comprende una primera pieza y una segunda pieza que son móviles con giro una con respecto a la otra. El cuerpo magnetizado se hace solidario a la primera pieza o se integra en la misma, mientras que la o las celda(s) de medida se hacen solidarias a la segunda pieza del mecanismo y el sistema sensor permite determinar la posición relativa de las dos piezas del mecanismo.

En algunos casos, se desea poder medir la posición relativa a lo largo de un recorrido angular.

Normalmente, en una aplicación en el campo del automóvil, dicho sistema sensores se utilizan para determinar la posición angular de una palanca de control de una caja de cambios automática. Según otra aplicación, dichos sistemas sensores pueden utilizarse para determinar la posición angular de un elemento de salida de un accionador, por ejemplo para un accionador de freno de aparcamiento. La invención está destinada a la resolución de los problemas relacionados con la implementación práctica de los sistemas sensores, que a menudo están destinados a estar integrados en un espacio reducido, con un volumen disponible limitado y a menudo en presencia de piezas ferromagnéticas en las proximidades del sistema sensor, lo que puede reducir la precisión de la determinación de la posición angular.

Se conoce del documento EP- 2.212.652 un método en el cual un sistema de sensores se implementa utilizando una combinación de la componente radial y de la componente tangencial del campo magnético creado por un cuerpo magnetizado. En este método, una primera pieza está equipada con un cuerpo magnetizado en forma de anillo cilíndrico de revolución alrededor del eje de giro y que presenta una magnetización en cualquier punto del cuerpo magnetizado, una magnetización cuyo vector de magnetización:

- es paralelo a un plano de magnetización fijo para el cuerpo magnetizado, y

- presenta una dirección continuamente variable en el plano de magnetización en función de la posición del punto del cuerpo magnetizado según una dirección perpendicular al eje de giro en el plano de magnetización.

Una segunda pieza está equipada con:

- una primera celda de medida en un primer punto de medida, que proporciona dos señales eléctricas representativas, respectivamente, de una componente primaria y de una componente secundaria del campo magnético creado por el cuerpo magnetizado en el punto de medida de la celda considerada, en un plano de medida,

- una segunda celda de medida en un segundo punto de medida, que proporciona dos señales eléctricas representativas, respectivamente, de una componente primaria y de una componente secundaria del campo magnético creado por el cuerpo magnetizado en el punto de medida de la celda considerada, en el plano de medida.

El método determina un valor representativo de la posición angular relativa entre las dos piezas determinando un ángulo cuya tangente es función de una composición diferencial de dichas componentes medida por las dos celdas para una posición angular relativa dada.

La realización de la magnetización necesaria para el funcionamiento de este método, en un imán curvado alrededor de un eje principal, resulta sin embargo compleja de implementar en un contexto industrial.

El documento WO2007099238 describe un sensor que utiliza una magnetización que presenta una variación a lo largo del recorrido. Sin embargo, en el caso de un sensor giratorio de imán permanente rígido, esta magnetización necesita un cabezal de magnetización que tenga una geometría compleja y, a menudo, difícil de realizar.

Otras soluciones con una dirección de magnetización variable se presentan en los documentos DE102012111653, US6545463, EP0997706, para la realización de sensores lineales. Las enseñanzas de estos documentos no se pueden trasponer directamente a los sensores de posición angular ya que las magnetizaciones propuestas son difíciles de realizar y el campo magnético en el sensor podría ser demasiado débil, en especial con los imanes permanentes baratos, como las ferritas.

El documento US8022694 presenta una magnetización y el cabezal de magnetización para crear esta magnetización. Sin embargo, esta solución no permite optimizar el ángulo de magnetización obtenido en el volumen del imán y, además, la magnetización de un imán suficientemente potente, en el grosor necesario para esta aplicación, necesitaría una corriente muy importante y por tanto un dispositivo electrónico costoso, incluso imposible de realizar.

El documento EP2488830 del solicitante propone un cuerpo magnetizado para un sensor de posición angular que presenta una variación del ángulo de magnetización en función de la posición de giro, pero con un plano de magnetización que es perpendicular al eje de giro.

Otros sistemas de sensores se describen en los documentos US-2002/089327, US-2007/090827 y US-2015/177023. La invención tiene por objetivo definir un método de determinación de la posición angular relativo entre dos piezas que permite la utilización de un sistema sensor más simple de realizar a escala industrial.

Con este objetivo, la invención propone un método de determinación de una posición angular relativa de una primera pieza con respecto a una segunda pieza en un recorrido angular alrededor de un eje de giro, en el cual:

- la primera pieza está equipada con un cuerpo magnetizado, en forma de un sector angular curvado alrededor del eje de giro, dichos sector angular que comprende una porción angular única o varias porciones angulares sucesivas alrededor del eje de giro, el cuerpo magnetizado que presenta, en cualquier punto de al menos una porción angular del cuerpo magnetizado, una magnetización cuyo vector de magnetización:

• es paralelo a un plano de magnetización fijo para dicha posición angular del cuerpo magnetizado, y

• presenta una dirección continuamente variable en el plano de magnetización en función de la posición del punto del cuerpo magnetizado según una dirección perpendicular al eje de giro en el plano de magnetización;

- la segunda pieza está equipada con al menos una primera celda de medida en un primer punto de medida, que proporciona dos señales eléctricas representativas, respectivamente, de una componente primaria y de una componente secundaria del campo magnético creado por el cuerpo magnetizado en el punto de medida de la celda considerada, en un plano de medida,

- el método determina un valor representativo de la posición angular relativa entre las dos piezas en función de dichas componentes medidas por la celda de medida para una posición angular relativa dada.

El método estácaracterizado por queel plano de magnetización del cuerpo magnetizado es paralelo al eje de giro. Según otras características de un método según la invención, tomadas individualmente o en combinación:

- El cuerpo magnetizado puede comprender una porción angular única, el cuerpo magnetizado que presenta por tanto, en cualquier punto del cuerpo magnetizado, una magnetización cuyo vector de magnetización:

• es paralelo a un plano de magnetización fijo único para el cuerpo magnetizado, y

• presenta una dirección continuamente variable en el plano de magnetización en función de la posición del punto del cuerpo magnetizado según una dirección perpendicular al eje (A) de giro en el plano de magnetización; - El plano de magnetización puede ser perpendicular a un radio procedente del eje de giro. En particular puede ser perpendicular a un radio procedente del eje de giro y comprendido en la extensión angular del cuerpo magnetizado alrededor del eje de giro. De forma más particular puede ser perpendicular a un radio procedente del eje de giro y orientado según una bisectriz de la extensión del cuerpo magnetizado o del recorrido angular.

- El cuerpo magnetizado puede comprender al menos una primera porción angular y al menos una segunda porción angular distintas alrededor del eje de giro, el cuerpo magnetizado que presenta por tanto una magnetización cuyo vector de magnetización:

• en cualquier punto de la primera porción angular del cuerpo magnetizado, es paralelo a un primer plano de magnetización fijo,

• en cualquier punto de la segunda porción angular del cuerpo magnetizado, es paralelo a un segundo plano de magnetización fijo, y

• presenta una dirección continuamente variable en el plano de magnetización considerado en función de la posición del punto de la porción angular considerada del cuerpo magnetizado según una dirección perpendicular al eje de giro en el plano de magnetización considerado.

- Para cada porción angular, el plano de magnetización puede ser perpendicular a un radio procedente del eje de giro y comprendido en la extensión angular de la porción angular considerada.

- La segunda pieza puede estar equipada con una segunda celda de medida y un segundo punto de medida, que proporciona dos señales eléctricas representativas, respectivamente, de una componente primaria y de una componente secundaria del campo magnético creado por el cuerpo magnetizado en el punto de medida de la celda considerada, en el plano de medida, y el método puede por tanto determinar un valor representativo de la posición angular relativa entre las dos piezas determinando un ángulo bruto cuya tangente es función de una composición diferencial de dichas componentes medidas por las dos celdas para una posición angular relativa dada.

- La primera y la segunda celda de medida pueden disponerse sobre la segunda pieza de tal manera que los ejes de medida primarios de la primera y de la segunda celda de medida son paralelos entre sí, y que los ejes de medida secundarios de la primera y de la segunda celda de medida son paralelos entre sí.

- El método puede determinar un valor representativo de la posición angular relativa entre las dos piezas determinando un ángulo bruto cuya tangente es función de una relación entre, por un lado, la diferencia de componentes secundarias y, por otro lado, la diferencia de componentes primarias, medidas por las dos celdas para una posición angular relativa dada.

- El primer punto de medida de la primera celda de medida y el segundo punto de medida de la segunda celda de medida pueden estar dispuestos a igual distancia del eje de giro y en posiciones separadas un ángulo fijo alrededor del eje de giro no nulo.

- El primer punto de medida de la primera celda de medida y el segundo punto de medida de la segunda celda de medida pueden estar dispuestos en posiciones separadas un ángulo fijo no nulo y estrictamente inferior a 90 grados de ángulo alrededor del eje de giro, con preferencia inferior a 30 grados de ángulo, de forma más preferible inferior o igual a 20 grados de ángulo alrededor del eje de giro.

- La primera y la segunda celda de medida pueden estar dispuesta sobre la segunda pieza de tal manera que los ejes de medida primarios de la primera y de la segunda celda de medida, o los ejes de medida secundarios de la primera y de la segunda celda de medida, están orientado según la dirección de una bisectriz de separación angular entre los dos puntos de medida, medida alrededor del eje de giro en un plano perpendicular al eje de giro.

- El primer punto de medida de la primera celda de medida y, en caso necesario, el segundo punto de medida de la segunda celda de medida pueden estar dispuestos a una distancia del eje de giro que es inferior al radio de una superficie cilíndrica externa del cuerpo magnetizado, estando desplazado(s) del cuerpo magnetizado según la dirección del eje de giro.

- El cuerpo magnetizado puede presentar la forma de un tramo de un sector tubular cilíndrico de revolución alrededor del eje principal.

- El cuerpo magnetizado puede presentar una forma de un tramo de un sector angular de disco cilíndrico de revolución alrededor del eje de giro principal.

- El cuerpo magnetizado puede presentar la forma de un sector angular de 180 grados de ángulo o menos alrededor del eje de giro.

- El plano de medida de la o las celdas de medida puedes ser paralelo al eje de giro.

La invención se refiere por otro lado a un sistema de sensor para la determinación de una posición angular relativa de una primera pieza con respecto a una segunda pieza a lo largo de un recorrido angular alrededor de un eje de giro, el sistema que comprende:

- un cuerpo magnetizado en forma de sector angular curvado alrededor de un eje principal paralelo al eje de giro, dichos sector angular que comprende una porción angular única o varias porciones angulares exclusivas alrededor del eje principal y el cuerpo magnetizado presenta una magnetización que tiene, en cualquier punto de al menos una porción angular del cuerpo magnetizado, una magnetización cuyo vector de magnetización

- una primera celda de medida y un primer punto de medida, que proporciona dos señales eléctricas representativas, respectivamente, de una componente primaria y de una componente secundaria del campo magnético creado por el cuerpo magnetizado en el punto de medida de la celda considerada, en un plano de medida,

El sistema de sensor está caracterizado porque el plano de magnetización del cuerpo magnetizado es paralelo al eje de giro.

Según otras características de un sistema según la invención, tomadas individualmente o en combinación:

- El cuerpo magnetizado puede comprender una porción angular única, el cuerpo magnetizado que presenta, en cualquier punto del cuerpo magnetizado, una magnetización cuyo vector de magnetización:

• presenta una dirección continuamente variable en el plano de magnetización en función de la posición del punto del cuerpo magnetizado según una dirección perpendicular al eje principal en el plano de magnetización;

- El plano de magnetización puede ser perpendicular a un radio procedente del eje principal. En particular puede ser perpendicular a un radio procedente del eje de giro y comprendido en la extensión angular del cuerpo magnetizado alrededor del eje de giro. De forma más particular puede ser perpendicular al radio procedente del eje de giro y orientado según una bisectriz de la extensión angular del cuerpo magnetizado o del recorrido angular.

- El cuerpo magnetizado puede comprender al menos una primera porción angular y al menos una segunda porción angular distintas alrededor del eje principal, el cuerpo magnetizado presenta por tanto una magnetización cuyo vector de magnetización;

• es paralelo a un plano de magnetización fijo, en cualquier punto de la primera porción angular del cuerpo magnetizado,

• es paralelo a un segundo plano de magnetización fijo, en cualquier punto de la segunda porción angular del cuerpo magnetizado, y

• presenta una dirección continuamente variable en el plano de magnetización considerado en función de la posición del punto de la porción angular considerado del cuerpo magnetizado según una dirección perpendicular al eje (A') principal en el plano de magnetización considerado.

- Para cada porción angular, el plano de magnetización puede ser perpendicular a un radio procedente del eje principal y comprendido en la extensión angular de la porción angular considerada.

- El sistema puede comprender una segunda celda de medida en un segundo punto de medida, que proporciona dos señales eléctricas representativas, respectivamente, de una componente primaria y de una componente secundaria del campo magnético creado por el cuerpo magnetizado en el punto de medida de la celda considerada, en el plano de medida y el sistema de sensor puede determinar un valor representativo de la posición angular relativa entre las dos piezas determinando un ángulo bruto cuya tangente es función de una composición diferencial de dichas componentes medidas por las dos celdas para una posición angular relativa dada.

- La primera y la segunda celda de medida pueden estar dispuestas de tal manera que los ejes de medida primarios de la primera y de la segunda celda de medida son paralelos entre sí y que los ejes de medida secundarios de la primera y de la segunda celda de medida son paralelos entre sí.

- El sistema puede comprender una unidad de cálculo programada para determinar un valor representativo de la posición angular relativa entre las dos piezas determinando un ángulo bruto cuya tangente es función de una relación entre, por un lado, la diferencia de las componentes secundarias y, por otro lado, la diferencia de las componentes primarias, medidas por las dos celdas para una posición angular relativa dada.

- El primer punto de medida de la primera celda de medida y el segundo punto de medida de la segunda celda pueden estar dispuestos a igual distancia del eje de giro y en posiciones separadas un ángulo fijo no nulo.

- El primer punto de medida de la primera celda de medida y el segundo punto de medida de la segunda celda pueden estar dispuestos en posiciones separadas un ángulo fijo no nulo y estrictamente inferior a 90 grados de ángulo alrededor del eje de giro, con preferencia inferior a 30 grados de ángulo, de forma más preferible inferior o igual a 20 grados de ángulo alrededor del eje de giro.

- El primer punto de medida de la primera celda de medida y, en caso necesario, el segundo punto de medida de la segunda celda pueden estar dispuestos a una distancia del eje de giro que es inferior al radio de una superficie cilindrica externa que envuelve al cuerpo magnetizado, estando desplazado(s) del cuerpo magnetizado según la dirección del eje (A) de giro.

- La primera y la segunda celda de medida pueden estar dispuestas de tal manera que los ejes de medida primarios de la primera y de la segunda celda de medida o los ejes de medida secundarios de la primera y de la segunda celda de medida, están orientado según la dirección de una bisectriz de la separación angular entre los dos puntos de medida, medida alrededor del eje de giro en un plano perpendicular al eje de giro.

- El cuerpo magnetizado puede presentar la forma de un tramo de un sector tubular cilíndrico de revolución alrededor del eje de giro, o de un tramo de un sector angular de disco cilíndrico de revolución alrededor del eje de giro.

- El cuerpo magnetizado puede presentar la forma de un tramo de un sector angular cuya extensión angular es superior a 60 grados de ángulo, con preferencia superior a 80 grados de ángulo, incluso igual a 360 grados de ángulo alrededor del eje de giro.

- El cuerpo magnetizado puede presentar la forma de un sector angular cilíndrico de revolución alrededor del eje principal.

- El eje principal puede coincidir con el eje de giro.

- El plano de medida de la o las celdas de medida puede ser paralelo al eje de giro.

La invención se refiere además a un procedimiento de fabricación de un cuerpo magnetizado para un sistema de determinación de una posición angular relativa de una primera pieza con respecto a una segunda pieza alrededor de un eje de giro, el procedimiento que comprende la provisión de un cuerpo de material magnetizable que tenga una forma de sector angular curvo y que tenga una extensión angular alrededor de un eje principal y dicho sector angular que comprende una porción angular única o varias porciones angulares sucesivas alrededor del eje principal.

El procedimiento estácaracterizado por quecomprende, para al menos una primera porción angular del cuerpo magnetizado:

- la disposición, en las proximidades de la primera porción angular del cuerpo de material magnetizable, de una primera red de conductores eléctricos paralelos que comprenden varios haces de conductores eléctricos paralelos, que tienen una orientación perpendicular al eje principal y paralela a un primer radio director procedente del eje principal y comprendida en la extensión angular de la primera porción angular considerada del cuerpo magnetizado, los haces que están desplazados lateralmente unos respecto a otros según una dirección de desplazamiento perpendicular a su orientación y perpendicular al eje principal;

- la circulación de una corriente eléctrica en los haces de conductores eléctricos, el sentido de circulación de la corriente, definido en una referencia fija con respecto al cuerpo magnetizado, que es idéntico en todos los conductores de un mismo haz y que es inverso en dos haces adyacentes, formando por tanto uno o varios haces de ida en los que la corriente circula según un primer sentido y uno o varios haces de vuelta en los que la corriente circula según un segundo sentido, inverso al primero, la corriente que circula en los haces que es adecuada para generar, alrededor de la red y en el cuerpo del material magnetizable, un campo magnético de magnetización propio para magnetizar los cuerpos del material magnetizable.

Según otras características de un procedimiento según la invención, tomadas individualmente o en combinación:

- La primera red de conductores eléctricos paralelos puede extenderse frente a la primera porción del cuerpo de material magnetizable que es una porción única que cubre la extensión angular del cuerpo del material magnetizable.

- El primer radio director puede estar orientado según una bisectriz de la extensión angular del cuerpo de material magnetizable.

- La primera red de conductores eléctricos paralelos puede extenderse frente a una primera porción del cuerpo de material magnetizable y una segunda red de conductores eléctricos paralelos puede extenderse frente a una segunda porción del cuerpo de material magnetizable, distinta a la primera porción, los haces de conductores eléctricos paralelos de la segunda red que están orientados según una segunda orientación perpendicular al eje principal y paralela a un segundo radio director procedente del eje principal y comprendida en la extensión angular de la segunda porción angular considerada.

- Los conductores eléctricos de los haces pueden estar formados por tramos de al menos un bobinado de un hilo conductor a lo largo del cual se suceden, repetidamente, al menos un conductor de un haz de ida, un tramo de conexión y un conductor de haz de vuelta, otro tramo de conexión y otro conductor de un haz de ida.

Otras características diversas se desprenderán de la descripción hecha a continuación con referencia a los dibujos adjuntos que muestran, a título de ejemplos no limitativos, formas de realización del objeto de la invención:

- La figura 1A es una vista esquemática en perspectiva que ilustra un modo de realización de un sistema sensor que permite implementar la invención y que comprende una sola celda de medida;

- La figura 1B es una vista similar a la de la figura 1A que ilustra un modo de realización de un sistema sensor que permite implementar la invención y que comprende dos celdas de medida;

- La figura 2A es una vista esquemática superior, según la dirección del eje de giro, en un plano perpendicular al eje de giro, del sistema de la figura 1B, en una posición denominada de referencia del cuerpo magnetizado con respecto a las celdas de medida;

- La figura 2B es una vista similar a la de la figura 2A, para una posición cualquiera del cuerpo magnetizado con respecto a las celdas de medida;

- La figura 3 es una vista esquemática frontal, según la dirección de un radio perpendicular al eje de giro, del sistema de la figura 1B;

- La figura 4 es una vista esquemática, en sección según un plano que contiene el eje de giro, del sistema de la figura 1B;

- La figura 5 es una vista análoga a la de la figura 3, esquemática frontal, según una dirección de un radio perpendicular al eje de giro, del sistema de la figura 1B, que muestra más particularmente la magnetización del cuerpo magnetizado; - La figura 5A es una ampliación de una sección de la figura 5;

- La figura 6 es una vista similar a la de la figura 2A, vista esquemática superior, según la dirección del eje de giro que ilustra un procedimiento de magnetización para realizar un cuerpo magnetizado de un sistema sensor que permite la implementación de la invención,

- La figura 7 es una vista esquemática frontal, según una dirección de un radio perpendicular al eje de giro, que ilustra un procedimiento de magnetización para realizar un cuerpo magnetizado de un sistema sensor que permite implementar la invención;

- La figura 8 ilustra las etapas de un método según la invención;

- La figura 9 ilustra una variante de realización de un cuerpo magnetizado;

- Las figuras 10 y 11 son vista similares a las de la figura 7, que ilustran variantes de realización de un cabezal de magnetización para realizar un cuerpo magnetizado de un sistema sensor que permite implementar la invención; - Las figuras 12A y 12B ilustran resultados obtenidos por simulación que muestran, para una configuración de una celda de medida, respectivamente por un lado, las componentes By y Bz del campo magnético y, por otro lado, un ángulo bruto, o ángulo magnético, que puede deducirse de estas componentes, en función de la posición angular de las dos piezas;

- Las figuras 13A y 13B ilustran resultados obtenidos por simulación que muestran, para una configuración de dos celdas de medida, respectivamente, por un lado, un valor representativo de la diferencia de las primeras componentes y, por otro lado, un valor representativo de la diferencia de las segundas componentes del campo en cada uno de los dos puntos de medida y, por otro lado, un ángulo bruto, o ángulo magnético, que puede deducirse de estas componentes, en función de la posición angular de las dos piezas;

- La figura 14 ilustra una variante de realización de la invención para obtener un cuerpo magnetizado que comprende una primera porción angular y una segunda porción angular, distintas, que tiene cada una su propio plano de magnetización.

Se han ilustrado en las figuras modos de realización de un sistema 1 sensor de posición magnética que permite la implementación de un método de determinación de la posición angular relativa según la invención.

En estos primeros modos de realización, el sistema 1 sensor está concebido para determinar la posición relativa de dos piezas 14, 16 que son susceptibles de desplazarse relativamente entre sí a un lado según un movimiento de giro del eje A. En los ejemplos, no hay otro eje de desplazamiento relativo. Se considera que las dos piezas 14, 16 no tienen movimiento relativo según las direcciones radiales con respecto al eje A de giro. El sistema 1 sensor puede por tanto por ejemplo utilizarse para detectar la posición de la palanca de control de una caja de cambios automática, el sistema de sensor que está por ejemplo dispuesto a nivel de un árbol de articulación de la palanca.

El sistema 1 sensor comprende por un lado, un cuerpo 10 magnetizado con magnetizaciónMpermanente y al menos una celda 11, 12 de medida de campo magnético. En ciertos modos de realización, se preverán dos celdas 11, 12 de medida. En una aplicación práctica, el cuerpo 10 magnetizado está destinado a ser fijado a una primera pieza 14 de un mecanismo, por ejemplo un árbol giratorio de articulación de una palanca, una columna de dirección o un árbol de salida de un accionador, que es móvil con respecto a una segunda pieza 16 del mecanismo, por ejemplo una pieza fija de la estructura del vehículo o de una pieza de soporte del sistema 1 sensor.

El sensor 1 está previsto para determinar la posición angular relativa del cuerpo 10 magnetizado con respecto a la celda de medida o con respecto a las celdas 11, 12 de medida alrededor del eje A de giro. El movimiento relativo entre el cuerpo 10 magnetizado y la o las celdas 11, 12 de medida que es un simple giro en el ejemplo considerado puede, por tanto, describirse en una referencia ortogonal (O,Z0,yo,Z0), los vectoresX0y yo de base que están contenidos en un plano perpendicular al eje A de giro, el punto O de origen que es un punto del eje A de giro y las direcciones de los vectoresX0y yo de base que son arbitrarias pero ortogonales entre sí. Ello da como resultado que el vector Z0 de base es paralelo al eje A de giro. En esta referencia, se puede por ejemplo considerar que las direcciones de los vectoresX0y V0 de base están relacionadas con la segunda pieza 16 que porta la o las celdas 11, 12 de medida. En el ejemplo ilustrado, el vectorX0de base radial está orientado de tal manera que un radio procedente del eje A de giro y orientado según este vectorX0de base pasa por el punto de medida de la celda, arbitrariamente por la de la primera celda 11 de medida en un sistema de dos celdas. En esta referencia, la primera pieza 14 es móvil y la segunda pieza 16 es fija, pero esto es arbitrario en la medida en que se considera únicamente un movimiento relativo entre las dos piezas 14, 16.

El cuerpo 10 magnetizado posee una geometría en forma de un sector angular curvo alrededor de un eje A' principal, que en el sistema sensor es, con preferencia paralelo al eje A de giro. Con preferencia, el eje A' principal coincide con el eje A de giro.

En el ejemplo ilustrado, el cuerpo 10 magnetizado posee una geometría en forma de sector angular cilindrico alrededor del eje A' principal, es decir un volumen formado por una generatriz recta, paralela al eje A' principal, según una curva formada, en un sector angular alrededor del eje A' principal. De forma más precisa, se puede prever, el cual es el caso en los ejemplos ilustrados, que el cuerpo 10 magnetizado posea una geometría en forma de sector angular cilíndrico de revolución alrededor del eje A' principal. En algunos ejemplos, el cuerpo 10 magnetizado presenta, de forma más precisa, la forma de un tramo de un sector tubular cilíndrico de revolución alrededor del eje A' principal. También podría presentar la forma de un tramo de un sector angular de disco cilíndrico de revolución alrededor del eje A' de giro principal, por tanto en forma de una “porción de camembert”.

En los ejemplos ilustrados, el cuerpo 10 magnetizado posee una extensión inferior a 360 grados de ángulo alrededor del eje A' principal. Presenta por tanto una geometría en “sector angular” que presenta la forma de un tramo de un sector de tubo cilíndrico de revolución alrededor del eje A' principal por dos caras 9 laterales paralelas al eje A' principal. La extensión angular del cuerpo 10 magnetizado es con preferencia superior al recorrido angular relativo a lo largo del cual se quiere poder determinar la posición de las dos piezas 14, 16. Sin embargo, en algunos casos, se podrá tener un cuerpo magnetizado que tenga una extensión angular igual o inferior al recorrido angular relativo. En ciertos ejemplos ilustrados, el cuerpo 10 magnetizado presenta la forma de un tramo de un tubo cilíndrico de revolución alrededor del eje A' principal que tiene una extensión angular comprendida en la gama que va de 70 a 100 grados de ángulo. Sin embargo, el sector angular podrá presentar una extensión angular comprendida en la gama que va de 20 a 120 grados de ángulo, incluso una extensión angular superior a 120 grados de ángulo, que puede ir hasta ser próxima o igual a 180 grados de ángulo alrededor del eje A' principal.

En la figura 9, se ha ilustrado otro ejemplo posible para la geometría del cuerpo 10 magnetizado. En este caso, en vista superior, el cuerpo magnetizado posee una porción 13 central que tiene la misma geometría del cuerpo magnetizado de las figuras 1 a 4, es decir una geometría cilíndrica de revolución alrededor del eje A' principal. Sin embargo, en esta variante, esta porción 13 central se prolonga en cada extremo de su extensión angular por tramos 15 extremos rectilíneos que la prolongan a ambos lados extendiéndose, alrededor del eje A' principal tangencialmente en la prolongación de la porción 13 central, desde los extremos angulares de la porción 13 central. Estos tramos extremos rectilíneos presentan, en el ejemplo, la misma sección que la porción central. Los bordes de los tramos 15 extremos rectilíneos están, en este ejemplo, achaflanados con un chaflán en cuarto de círculo. En total, el cuerpo 10 magnetizado también tiene la forma de un sector angular curvado alrededor de su eje A' principal.

En los ejemplos ilustrados, el cuerpo 10 magnetizado está constituido por una sola pieza que se extiende sobre la totalidad de la extensión angular. Sin embargo, se podría prever que está constituido de varios elementos de cuerpos magnetizados dispuestos unos al lado de otros a lo largo de la extensión angular.

En el ejemplo de la figura 1A o de la figura 1B, el cuerpo 10 magnetizado se dispone sobre un árbol 14, a distancia de los extremos longitudinales del árbol, con, por lo tanto, tramos 14 de árbol a cada lado del cuerpo 10 magnetizado. Sin embargo, se puede prever muy bien una configuración en la cual el cuerpo magnetizado se disponga al final del árbol, a nivel de un extremo longitudinal del mismo. En este caso, el cuerpo magnetizado puede presentar la geometría de un disco o de un sector angular de disco.

Por supuesto, el cuerpo 10 magnetizado presenta un grosor según una dirección radial con respecto al eje A de giro. En algunas aplicaciones, este grosor puede estar comprendido en la gama que va de 2 a 20 milímetros, incluso comprendido en la gama que va de 3 a 15 milímetros, incluso comprendido en la gama que va de 5 a 12 milímetros.

El cuerpo 10 magnetizado presenta una superficie 3 envolvente delantera que es, en los ejemplos ilustrados en las figuras 1 a 1B, la superficie cilíndrica de revolución externa del cuerpo magnetizado. Normalmente, en especial para una aplicación de medida de la posición angular de una palanca de velocidad, el cuerpo magnetizado puede presentar un radio externo, correspondiente con el radio de la superficie 3 envolvente delantera, que puede estar comprendido en la gama que va de 10 milímetros a 45 milímetros. Para otras aplicaciones, se puede implementar un diámetro superior o inferior.

El cuerpo 10 magnetizado está delimitado axial mente por dos caras 5, 7 terminales. Con preferencia, al menos una de estas caras terminales, en este caso por ejemplo la superficie plana que será calificada arbitrariamente de cara 5 superior, es una superficie plana que se extiende según un plano perpendicular al eje A' principal, por tanto, en el sistema 1 sensor, perpendicular al eje A de giro. En el ejemplo ilustrado, las dos caras terminales opuestas del cuerpo 10 magnetizado, superior 5 e inferior 7, son superficies planas contenidas cada una en un plano perpendicular al eje A' principal.

La dimensión axial del cuerpo 10 magnetizado, entre sus dos caras 5, 7 terminales está por ejemplo comprendida en la gama que va de 2 milímetros a 12 milímetros.

En el método, el cuerpo 10 magnetizado se dispone con preferencia para que su eje A' principal coincida con el eje A de giro del movimiento relativo entre la primera pieza 14 y la segunda pieza 16. Sin embargo, un desplazamiento radial entre los dos ejes es posible, sea voluntario o resulte de imprecisiones de montaje, por ejemplo debidas a las tolerancias geométricas de las piezas constitutivas del mecanismo o de su montaje.

Durante un desplazamiento relativo entre la o las celdas 11, 12 de medida, por un lado y el cuerpo 10 magnetizado por otro lado, la o las celdas 11, 12 de medida se desplazan relativamente frente a una de las superficies 5, 7 terminales del cuerpo 10 magnetizado. En el ejemplo, se trata de la cara 5 superior. En el ejemplo, durante el desplazamiento relativo entre el cuerpo 10 magnetizado y las celdas 11, 12 de medida se conserva una distancia “e” de entrehierro constante entre las celdas 11, 12 de medida y la cara 5 terminal del cuerpo 10 magnetizado según una dirección axial al eje A de giro. Sin embargo, no se excluye que la distancia de entrehierro sea variable a lo largo de al menos una porción de la extensión del campo de funcionamiento.

La determinación de la posición angular relativa realizada con la ayuda del sistema 1 sensor se realiza para cualquier posición angular relativa, entre la o las celdas 11, 12 de medida y el cuerpo 10 magnetizado, variando entre dos posiciones angulares relativas extremas distintas alrededor del eje A de giro, cuya separación angular alrededor del eje A de giro determina el recorrido angular relativo.

En los ejemplos de las figuras 1A a 13B, se considera un cuerpo magnetizado en forma de sector angular que comprende una porción angular única, que cubre toda la extensión angular del cuerpo (10) magnetizado alrededor del eje (A') principal que tiene el mismo plano de magnetización a lo largo de toda esta extensión angular del cuerpo (10) magnetizado.

En dicho caso, como se ilustra de forma más particular en la figura 5, en cualquier punto magnetizado del cuerpo 10 magnetizado, el vectorM(P) de magnetización del material constitutivo del cuerpo 10 magnetizado:

- es paralelo a un plano PM de magnetización fijo para el cuerpo magnetizado, este plano PM de magnetización que es paralelo al eje A' principal del cuerpo magnetizado, por tanto, en el sistema 1 sensor, paralelo al eje A de giro, y

- presenta una dirección continuamente variable en el plano PM de magnetización, en función de la posición del punto P considerado del cuerpo magnetizado según una dirección Y perpendicular al eje principal en el plano PM de magnetización.

El plano PM de magnetización es un plano fijo con respecto al cuerpo magnetizado. En los ejemplos ilustrados en las figuras 1A a 13B, el plano PM de magnetización es perpendicular a una bisectriz de la extensión angular del imán. De manera más general, el plano PM de magnetización puede ser perpendicular a un radio procedente del eje A' principal del sector angular del cuerpo 10 magnetizado, este radio que está comprendido en la extensión angular del cuerpo magnetizado alrededor del eje A' principal. Este radio procedente del eje A' principal, al cual puede ser perpendicular el plano PM de magnetización, puede estar comprendido en un intervalo limitado alrededor de la orientación de la bisectriz de la extensión angular del imán. El intervalo limitado es por ejemplo un intervalo de 15 grados de ángulo, centrado en la orientación de la bisectriz de la extensión angular del imán.

En la aplicación a un sistema sensor, se puede prever que el plano de magnetización es, con preferencia, perpendicular a un radio procedente del eje A de giro y orientado según una bisectriz de la extensión angular del cuerpo magnetizado. De manera más general, el plano PM de magnetización puede ser perpendicular a un radio procedente del eje de giro, este radio está comprendido en la extensión angular del cuerpo magnetizado alrededor del eje de giro.

En el ejemplo de la figura 14, se considera un cuerpo magnetizado en forma de sector angular que comprende al menos una primera porción 10.1 angular y al menos una segunda porción 10.2 angular distintas alrededor del eje A' principal, cada una que tiene su propio plano PM1, PM2 de magnetización.

En dicho caso, el cuerpo magnetizado presenta una magnetización cuyo vector de magnetización:

• es paralelo a un primer plano PM1 de magnetización fijo, en cualquier punto de la primera porción 10.1 angular del cuerpo 10 magnetizado;

• es paralelo a un segundo plano PM2 de magnetización fijo, en cualquier punto de la segunda porción angular del cuerpo magnetizado, y

• presenta una dirección continuamente variable en el plano de magnetización considerado en función de la posición del punto de la porción angular considerada del cuerpo magnetizado según una dirección perpendicular al eje A' principal en el plano de magnetización considerado.

En dicho caso, se considera por tanto que diferentes porciones angulares del cuerpo de magnetización corresponden cada una a un plano de magnetización asociado.

Se puede prever que, para cada porción angular, el plano PM de magnetización sea perpendicular a un radio procedente del eje A' principal y comprendido en la extensión angular de la porción angular considerada.

Estipulando que el vector de magnetización es paralelo a un plano de magnetización fijo, se entiende que, en cada punto del cuerpo magnetizado o de la porción anular asociada al cuerpo magnetizado, el vector de magnetización es paralelo a este plano. El plano de magnetización es por tanto un plano teórico que indica la orientación de este vector para todos los puntos del cuerpo magnetizado o de la porción anular asociada al cuerpo magnetizado. La noción de paralelismo debe interpretarse con respecto a la técnica habitual en el campo de los campos magnéticos y en especial de la magnetización del cuerpo magnetizado. Por un lado, se conoce que la magnetización está sometida a efectos de bordes que pueden modificar localmente la magnetización en las proximidades de las superficies externas del cuerpo magnetizado. En estos puntos, no puede haber un paralelismo estricto del vector de magnetización con el plano de magnetización que es un plano teórico. Del mismo modo, se conoce que los defectos de homogeneidad del material magnético pueden localmente afectar a la magnetización. El plano de magnetización debe por tanto entenderse como representativo de la magnetización en cada punto del cuerpo magnetizado o de la porción anular asociada del cuerpo magnetizado, tomado o tomados en su globalidad, tomando en cuenta mayoritariamente los puntos que no están afectados por los efectos de bordes o los defectos de homogeneidad manifiestamente no buscados, por tanto en especial los puntos en el núcleo del cuerpo magnetizado o de la porción anular asociada del cuerpo magnetizado.

En los ejemplos ilustrados, se ha ilustrado el caso en el que el o los planos de magnetización son estrictamente paralelos al eje A de giro y/o al eje A' principal. Se concibe que la noción de estricto de paralelismo o paralelismo del plano de magnetización con respecto al eje A de giro y/o al eje A' principal debe apreciarse en este caso también con respecto a la técnica habitual en el campo de los campos magnéticos y en especial de la magnetización de un cuerpo magnetizado. También debe apreciarse con respecto a la técnica anterior en donde el plano de magnetización es perpendicular al eje A de giro y/o al eje A' principal. Debe también apreciarse con respecto a las ventajas y beneficios de la invención, que son en especial la simplicidad de realización del cuerpo magnetizado y, como se verá más adelante, la compacidad, según la dirección radial con respecto al eje A de giro y/o el eje A' principal, del sistema sensor que puede realizarse con dicho cuerpo magnetizado.

También, en el sentido de la presente invención, se considerará que el o los planos de magnetización son estrictamente paralelos al eje A de giro y/o al eje A' principal si forman con el eje considerado un eje inferior a 5 grados. Se considerará que el o los planos de magnetización son paralelos al eje A de giro y/o al eje A' principal si forman con el eje considerado un ángulo de inclinación inferior a 30 grados, con preferencia inferior a 20 grados. En estas condiciones, se considerará que el plano PM, PM1, PM2 de magnetización del o de los cuerpos magnetizados es paralelo al eje A de giro y/o al eje A' principal.

Para la descripción siguiente se puede definir una referencia ortogonal (O',X,Y,Z)de la cual:

- el punto 0' de origen es un punto del eje A' principal, con preferencia el centro del cuerpo 10 magnetizado según la dirección del eje A' principal,

-las direcciones de los vectoresXy ? de base son arbitrarias pero ortogonales entre sí y conocidas en un plano perpendicular al eje A' principal, por tanto perpendicular al eje A de giro,

- el vector Z0 de base es paralelo al eje A’ principal, por tanto puede coincidir con el vectorZbase de la referencia relacionada con la segunda pieza 16.

Esta referencia está relacionada con el cuerpo 10 magnetizado, por tanto las direcciones de los vectoresXy y de base están relacionadas con el cuerpo 10 magnetizado. En el ejemplo siguiente, el centro O’ de la referencia relacionada con el cuerpo magnetizado puede coincidir con el centro O de la referencia relacionada con la segunda pieza 16.

Por comodidad, se describe de forma más particular la situación para los casos en los que el cuerpo magnetizado comprenda un plano de magnetización único para toda su extensión angular y en los que este plano de magnetización sea perpendicular a la bisectriz de la extensión angular del cuerpo 10 magnetizado alrededor del eje A ’ principal. En este caso, se puede, de forma ventajosa, tomar como dirección del vectorXde base la dirección de la bisectriz de la extensión angular del cuerpo 10 magnetizado alrededor del ejeAprincipal. En este caso, el plano PM de magnetización es perpendicular a la dirección del vectorXde base, y cualquier plano PMi paralelo, se define por las direcciones de los vectoresY, Z.Como se ve en la figura 5A, en un plano PMi dado, paralelo al plano de magnetización, un punto P(xi,y,z) del cuerpo magnetizado puede por tanto ser definido por sus coordenadas (xi,y,z), el valor xi el cual es idéntico para todos los puntos del plano MPi dado. En dicho plano, el vector M(P) de magnetización puede definirse por sus coordenadas (my, mz) o incluso por su orientación con respecto al vector y de base que puede estar representado por el ángulo ayz entre el vector M(P) de magnetización, en el punto P considerado y el vector y de base. Este ángulo ayz representa la orientación del vector de magnetización en el punto P(xi,y,z) del cuerpo magnetizado.

El vector M(P) de magnetización presenta una dirección continuamente variable en el plano PMi, en función de la posición del punto P considerado del cuerpo magnetizado según la dirección Y perpendicular al eje principal en el plano PMi de magnetización. De esta manera, la función ayz(y) es una función continuamente variable a lo largo de la extensión del tramo del cuerpo del cuerpo magnetizado contenido en el plano PMi considerado, para y variando según la posición del punto en la dirección del vector y de base. Esta propiedad es variable a lo largo de toda la extensión del cuerpo magnetizado si se tiene una porción angular única que cubre la totalidad de la extensión angular y asociada a un plano de magnetización único o a lo largo de una porción angular considerada si hay varias porciones angulares distintas correspondientes cada una a un plano de magnetización.

Con preferencia, a lo largo de la extensión de la porción angular del cuerpo 10 magnetizado alrededor del ejeAprincipal, correspondiente al plano de magnetización considerado, la orientación del vector M(P) de orientación presenta un valor diferente para cualquier posición según el eje Y. Por tanto, a lo largo de la extensión de la porción angular del cuerpo 10 magnetizado alrededor del eje A’ principal, la orientación del vector M(P) de orientación varía a lo largo de al menos 360 grados de ángulo. Por el contrario, para favorecer la precisión de la determinación de la posición angular, se utiliza con preferencia un cuerpo magnetizado para el cual, a lo largo de la extensión angular del cuerpo 10 magnetizado alrededor del ejeAprincipal, la orientación del vector M(P) de orientación varía continuamente a lo largo de más de 180 grados de ángulo, con preferencia más de 270 grados de ángulo, pero a lo largo de menos de 360 grados de ángulo.

Con preferencia, el vectorM(P)de magnetización presenta, para los puntos de la porción angular considerada del cuerpo magnetizado contenidos en el plano PMi, una dirección constante o casi constante para todos los puntos que tengan una posición dada según la dirección Y perpendicular al eje principal en el plano PMi de magnetización. De esta manera, la función ayz(y) es una función constante o casi constante con respecto a la variación de ayz(y), para un valor de y dado a lo largo de la extensión del tramo del cuerpo magnetizado contenido en el plano PMi considerado. Sin embargo, una variación de la función ayz(y) es admisible. Dicha variación estará con preferencia comprendida entre 0 y 30 grados de ángulo.

En algunos modos de realización, la dirección del vector de magnetización varía linealmente o casi linealmente en función de la posición del punto considerado en el cuerpo magnetizado según la dirección del vector y de base. Por ejemplo, la función ayz(y) es una función continuamente lineal o casi lineal en el plano PMi considerado.

Si se toma el caso de la figura 5 y de la figura 5a y si Ts designa el periodo espacial de la variación, es decir la distancia que separa, según la dirección del vector y de base, dos puntos para los cuales el vector de magnetización poseería la misma dirección, expresada en la unidad de medida de la coordenada y, la expresión de este ángulo magnético ayz(z) que tiene una variación lineal y no dependiente de la dirección se escribirá:

, . 2n n

ay Á y )-Tsyj

Con preferencia, en especial implementando el procedimiento de magnetización que se ha descrito posteriormente, el vectorM(P)de magnetización será invariable o casi invariable según la dirección perpendicular al plano PM de magnetización.

Para el caso en el que el cuerpo magnetizado comprenda un plano de magnetización único para toda su extensión angular, la expresión de este vector de magnetización estará por tanto, en la referencia (O',X,Y,Z)relacionada con el cuerpo 10 magnetizado:

( Mx = 0

M(P)¡ M y =M. cos(ayz(y))

[ Mz =M.sen(ayz(y))

En la realización práctica, la función ayz(y) puede ser no lineal y puede también servir para:

- gestionar los efectos de borde del campo magnético creado por el imán;

- imponer una respuesta lineal o, por el contrario, no lineal deseada del sistema sensor.

De hecho, se propone por otro lado un procedimiento de fabricación de un cuerpo magnetizado para un sistema de determinación de una posición angular relativa, que permite en especial implementar un método según la invención.

En este procedimiento, se proporciona un cuerpo de material magnetizable que tenga una forma tal como la definida más arriba. El material magnetizable es, en especial, un material ferromagnético, en especial ferromagnético duro, ferrimagnético o antiferromagnético, capaz de formar, tras una magnetización controlada, un imán permanente. Dichos materiales incluyen variaciones, por ejemplo de neodimio, de hierro y devoró (Nd2Fe14B) de samario y de cobalto (SmCo5 y Sm2Co17) y las ferritas así como los AlNiCo.

En primer lugar nos centramos en el caso en el que el cuerpo magnetizado comprende un plano de magnetización único para toda su extensión angular. Para la implementación del procedimiento se dispone, como se ilustra en las figuras 6 y 7, en las proximidades del cuerpo del material 10 magnetizable, una red 20 de conductores 22 eléctricos paralelos que comprenden varios haces 24 de conductores eléctricos paralelos, orientados cada uno según un eje perpendicular al eje A' principal. La orientación de los conductores eléctricos, a continuación denominados conductores 22 de magnetización, está en un plano perpendicular al eje A principal, con preferencia comprendido en un intervalo angular definido por los dos radios R1 y R2 obtenidos del eje A' principal y que pasan por los extremos angulares del cuerpo magnetizado alrededor del eje A' principal, por tanto, en el ejemplo ilustrado, que pasan por las caras 9 laterales.

La orientación de los conductores 22 de magnetización determinará una posición angular relativa preferente del cuerpo 10 magnetizado con respecto a las celdas 10, 11 de medida, para lo cual la precisión de medida de la posición angular por el sistema 1 sensor es en teoría la más grande. Esta posición corresponde a la posición angular sobre el cuerpo 10 magnetizado definido por un radio obtenido del eje A' principal y que tiene la orientación de los conductores 22 de magnetización. Cuanto más nos alejemos de la posición de referencia, mayor riesgo de disminuir la precisión de medida. Para obtener una precisión óptima a lo largo de todo el recorrido angular del sistema 1 sensor, se puede tener interés en que la posición angular preferente esté dispuesta a la mitad del recorrido angular. En este caso, se podrá prever que la orientación de los conductores de magnetización corresponde a la orientación de una bisectriz de la extensión angular del cuerpo 10 magnetizado, o todo a menos que esté comprendido en un intervalo limitado alrededor de la orientación de la bisectriz. El intervalo limitado es por ejemplo un intervalo de 15 grados de ángulo, centrado en la orientación de la bisectriz.

Se denomina haz 24 de conductores 22 de magnetización a un grupo de conductores de magnetización en los cuales, en un instante dado, la corriente circula en un mismo sentido y que no están separados por un conductor 22 de magnetización en el que la corriente circula en otro sentido, en la referencia relacionada con el imán. Un haz 24 puede comprender un solo conductor 22 de magnetización o, con preferencia, varios conductores 22 de magnetización por ejemplo en la gama que va de 4 a 40 conductores 22 de magnetización para el haz 24. Diferentes haces 24 pueden comprender un número diferente de conductores 22 de magnetización.

En un haz 24, algunos de los conductores 22 de magnetización o todos los conductores 22 de magnetización pueden estar yuxtapuestos entre sí. En este caso, se puede prever que los conductores 22 de magnetización estén aislados eléctricamente entre sí, por ejemplo por un manguito aislante. Por el contrario, uno o varios conductores 22 de magnetización de un haz 24 pueden estar separados transversalmente de otros conductores de magnetización del mismo haz 24 o todos los conductores 22 de magnetización pueden estar separados entre sí. Un haz 24 puede comprender una envolvente externa, por ejemplo de material aislante eléctricamente que rodea a los conductores 22 de magnetización del haz.

En el ejemplo de las figuras 6 y 7, se han ilustrado cuatro haces 24. En dos de los haces 24, la corriente circula según un primer sentido según la orientación de los conductores de magnetización, mientras que en los otros dos haces, la corriente circula según un segundo sentido, opuesto al primero.

Un conductor 22 de magnetización está constituido con preferencia de un hilo o de una barra de material conductor, por ejemplo de cobre, alargada según la orientación.

Los haces 24 están desplazados lateralmente entre sí según una dirección de desplazamiento perpendicular a su orientación y perpendicular al eje A' principal. Esta dirección de desplazamiento es paralela al plano de magnetización que se busca crear. En los ejemplos ilustrados en las figuras 7, 10 y 11, los haces 24 están alineados según la dirección de desplazamiento. Sin embargo, ciertos haces 24 podrán estar, además, desplazados de otros haces según una dirección perpendicular al plano de magnetización que se busca crear. Los mismos se disponen con preferencia en las proximidades inmediatas del cuerpo del material magnetizable, con preferencia en las proximidades inmediatas de la superficie terminal frente a la que van a estar dispuestas las celdas 11, 12 de medida en el sistema 1 sensor, por lo tanto la superficie 5 superior terminal en el ejemplo ilustrado.

Normalmente, los haces están dispuestos a menos de 10 mm de la superficie terminal incluso a menos de 5 mm de la superficie terminal.

El procedimiento indica por supuesto la circulación de una corriente eléctrica en los haces de los conductores 22 de magnetización, el sentido de circulación de la corriente el cual es, en un instante dado, por ejemplo un instante para el cual la intensidad de corriente es máxima, idéntico en todos los conductores 22 de magnetización de un mismo haz 24 y que es inverso en dos haces 24 adyacentes.

Para esta circulación de la corriente eléctrica, se puede por tanto distinguir uno o varios haces 24 de ida, que forman un grupo de ida de haces, en los cuales, en un instante dado, por ejemplo un instante para el cual la intensidad de corriente es máxima, la corriente circula según un primer sentido y uno o varios haces 24 de vuelta, que forman un grupo de vuelta de haces, en los cuales, en el mismo instante dado, la corriente circula según el segundo sentido, inverso al primero.

De esta manera, la corriente eléctrica que circula en los haces 24 es adecuada para generar, alrededor de la red 20 y por tanto en los cuerpos de material magnetizable, un campo magnético de magnetización propio para magnetizar los cuerpos de material magnetizable. En especial, esta corriente eléctrica debe presentar un valor máximo de intensidad suficiente. Por la disposición de los haces 24 perpendicularmente al eje A' principal y alternando los haces de ida y los haces de vuelta, se puede generar un campo magnético propio para conferir, al cuerpo de material magnetizable, una magnetización tal como la descrita más arriba.

En especial, el campo magnético creado por la red de conductores de magnetización es con preferencia adecuado para saturar magnéticamente material magnetizable, en todos los puntos del mismo. Una vez que se ha magnetizado de esta manera, el cuerpo de material magnetizable puede servir de cuerpo 10 de material magnético en un método y en un sistema 1 sensor según la invención.

Para ello, se podrán adaptar en especial los parámetros siguientes:

- intensidad de corriente eléctrica en un haz y por tanto en un conductor tomando en cuenta en especial la intensidad máxima;

- densidad de los haces en conductores;

- posicionamiento relativo de los haces y de los conductores en un haz;

- número de conductores por haz;

- separación de los haces con respecto al cuerpo de material magnetizable y en especial con respecto a la superficie 3 envolvente delantera del imán, así como con respecto a la superficie terminal superior, según la dirección del eje principal;

- etc....

En el ejemplo de la figura 7, la red de conductores comprende dos haces de ida y dos haces de vuelta, dispuestos alternados. Un primer haz de ida y un primer haz de vuelta se disponen simétricamente a cada lado de un plano de simetría del cuerpo magnetizado que contiene el eje A' principal en el interior de los límites definidos por las caras 9 laterales del cuerpo 10 magnetizado. Un segundo haz de ida y un segundo haz de vuelta se disponen simétricamente a cada lado del plano de simetría del cuerpo magnetizado que contiene el eje A' principal, en el exterior de los límites definidos por las caras 9 laterales del cuerpo magnetizado.

En el ejemplo de la figura 10, la red de conductores comprende únicamente un haz de ida y un haz de vuelta dispuestos simétricamente a cada lado de un plano de simetría del cuerpo magnetizado que contiene el eje A' principal. En el ejemplo, se disponen en el interior de los límites definidos por las caras 9 laterales del cuerpo magnetizado.

En el ejemplo de la figura 11, la red de conductores comprende un haz de ida y un haz de vuelta. La configuración inversa es posible, con un haz de vuelta y un haz de ida. El haz único, en este caso el haz de ida, se dispone en un plano de simetría del cuerpo magnetizado que contiene el eje A' principal. Los dos haces del mismo sentido, en este caso los dos haces de vuelta, se disponen simétricamente a cada lado del plano de simetría del cuerpo magnetizado que contiene el eje A' principal. En el ejemplo, se disponen en los límites definidos por las caras 9 laterales del cuerpo magnetizado.

Se observa que los diferentes haces 24 no comprenden necesariamente el mismo número de conductores. Por ejemplo, el número de conductores para el haz 24 puede disminuir a medida que se aleja del plano de simetría del cuerpo magnetizado que contiene el eje A' principal.

En el grupo de ida de haces 24, por un lado, y en el grupo de vuelta de haces 24, por otro lado, se puede prever que los diferentes haces 24, incluso todos los haces 24, estén alimentados eléctricamente en paralelo. Del mismo modo, en un haz 24 dado, se puede prever que varios conductores 22 de magnetización o todos los conductores 22 de magnetización estén alimentados eléctricamente en paralelo.

Sin embargo, con preferencia, se preverá que varios haces 24 incluso todos los haces 24, que comprenden haces de ida y haces de vuelta, estén conectados eléctricamente en serie. Se podrá prever que varios conductores 22 de magnetización incluso todos los conductores 22 de magnetización, que comprenden conductores de magnetización de ida y de conductores de magnetización de vuelta, están conectados eléctricamente en serie para formar una o varias bobinas de magnetización.

Se puede prever por tanto que los conductores 22 de magnetización de los haces estén formados por tramos de al menos un enrollamiento de un bobinado de un hilo conductor a lo largo del cual se suceden, de forma repetitiva, al menos un conductor 22 de magnetización de un haz de ida, un tramo de conexión y un conductor 22 de magnetización de un haz de vuelta, otro tramo de conexión y otro conductor 22 de magnetización de un haz de ida. Por tanto, en el seno de una red, se puede reagrupar el conjunto de conductores 22 de magnetización en un solo enrollamiento de bobinado, en dos enrollamientos de bobinados o en más de dos enrollamientos de bobinados.

En otro modo de realización (no representado), una red de conductores podrá estar formada de una rejilla que comprende, en un lado del cuerpo de material magnetizable, una primera barra de conexión a un primer potencial eléctrico y, en el otro lado del cuerpo de material magnetizable, una segunda barra de conexión a un segundo potencial eléctrico. Cada conductor de la red podrá por tanto tomar la forma de un segmento rectilíneo cuya longitud correspondería a la distancia entre las barras, cada conductor que se extiende entre las dos barras y está conectado por sus dos extremos respectivamente a la primera y a la segunda barra de conexión.

Los conductores 22 de magnetización presentan una longitud según su orientación que se extiende entre dos cabezales de magnetización que pueden, por ejemplo, estar constituidos cada uno por el tramo de conexión en el marco de un bobinado o por una barra de conexión en el marco de un haz formado de una rejilla. En los cabezales de magnetización, la corriente eléctrica puede circular según una dirección trasversal o sensiblemente trasversal con respecto a la orientación de los conductores. Es deseable limitar la influencia magnética de estas corrientes, para limitar las perturbaciones en la magnetización del cuerpo de material magnetizable y por tanto es deseable que los conductores de magnetización tengan una longitud suficiente para alcanzar este objetivo. Los conductores 22 de magnetización tendrán por tanto una longitud superior a la extensión del cuerpo de material magnetizable según la orientación de los conductores 22 de magnetización.

En la figura 14, se ha ilustrado esquemáticamente el procedimiento que permite realizar un cuerpo magnetizado que comprende una primera porción 10.1 angular y al menos una segunda porción 10.2 angular distintas alrededor del eje A' principal, el cuerpo magnetizado que presenta una magnetización cuyo vector de magnetización es tal que:

- en cualquier punto de la primera porción 10.1 angular del cuerpo magnetizado, el vector de magnetización es paralelo a un primer plano PM1 de magnetización fijo,

- en cualquier punto de la segunda porción 10.2 angular del cuerpo magnetizado, el vector de magnetización es paralelo a un segundo plano PM2 de magnetización fijo, y

- el vector de magnetización presenta una dirección continuamente variable en el plano PM1, PM2 de magnetización considerado en función de la posición del punto del cuerpo magnetizado de la porción angular considerada según una dirección perpendicular al eje A' principal en el plano de magnetización considerado.

Para ello, el procedimiento prevé una primera red 20.1 de conductores eléctricos paralelos que se extiende frente a una primera porción del cuerpo de material magnetizable. La primera red comprende varios haces 24.1 de conductores 22 eléctricos paralelos que tienen una orientación X1 perpendicular al eje A' principal y paralela a un primer radio director que se obtiene del eje A' principal y que está comprendida en la extensión angular de la primera porción 10.1 angular considerada del cuerpo magnetizado.

Esta primera red comprende al menos un haz de ida y al menos un haz de vuelta.

Por otro lado se prevé una segunda red 20.2 de conductores eléctricos paralelos, que se extiende frente a una segunda porción del cuerpo de material magnetizable, distinta de la primera porción. Los haces 24.2 de conductores 22 eléctricos paralelos de la segunda red 20.2 están orientados según una segunda orientación X2 perpendicular al eje (A') principal y paralela al segundo radio director obtenido del eje (A') principal y comprendida en la extensión angular de la segunda porción 10.2 angular considerada.

El segundo haz comprende al menos un haz de ida y al menos un haz de vuelta.

Al crear planos de magnetización diferenciados en las dos porciones angulares, se puede obtener una precisión óptima a lo largo de todo el recorrido angular del sistema 1 sensor, en especial para sistemas sensores que tienen un cuerpo magnetizado que presenta una gran extensión angular. Para optimizar aún más la precisión, se podrá prever que la orientación de los conductores de magnetización de cada una de las redes 20.1, 20.2 corresponda a la orientación de una bisectriz de la extensión angular de la porción 10.1, 10.2 angular correspondiente del cuerpo 10 magnetizado o todo a menos que esté comprendido en un intervalo limitado alrededor de la orientación de esta bisectriz. El intervalo limitado es por ejemplo un intervalo de 15 grados de ángulo, centrado en la orientación de la bisectriz.

Por supuesto, el principio de tener varios planos de magnetización, tal y como se describió anteriormente con referencia a la figura 14, con dos planos de magnetización diferenciados para dos porciones angulares distintas puede declinar se a tres, cuatro, o más, planos de magnetización diferenciados para el mismo número de porciones angulares distintas.

Como se vio más arriba, en los ejemplos ilustrados, el sistema 1 sensor puede comprender una sola celda de medida o puede comprender al menos dos celdas de medida. En el caso de la presencia de dos celdas de medida, los puntos C1 y C2 de medida de la primera y de la segunda celda 11, 12 están dispuestos con preferencia en un mismo plano perpendicular al eje A de giro, desplazado axialmente según la dirección del eje A de giro con respecto a la cara 5 terminal superior del cuerpo 10 magnetizado. En el sistema 1 sensor, la celda 11 o cada una de las dos celdas 11, 12 de medida determina, en un punto C1, C2 de medida correspondiente, los valores representativos de la orientación del campo B magnético creado por el cuerpo 10 magnetizado en estos puntos C1, C2 de medida. Cada celda 11, 12 de medida proporciona al menos dos señales eléctricas, por ejemplo digitales y/o analógicas, representativas respectivamente de una componente primaria y de una componente secundaria del vector representativo del campo B magnético inducido por el cuerpo 10 magnetizado en el punto de medida de la celda considerada, respectivamente según un eje AP1, AP2 de medida primario y según un eje AS1, AS2 de medida secundario que son ortogonales entre sí y contenidos en un plano paralelo al eje A de giro. Por supuesto, la invención cubre modos de realización que pueden implementar celdas de medida que tengan capacidades superiores, por ejemplo que proporcionan más de dos señales y/o señales representativas por ejemplo de más de dos componentes del vector representativo del campo B magnético inducido por el cuerpo 10 magnetizado en el punto de medida de la celda considerada.

En el ejemplo que se describirá más en detalle más abajo, se podrán utilizar, para la determinación de la posición angular relativa, únicamente dos señales eléctricas representativas, respectivamente, de una componente primaria y de una componente secundaria del vector representativo del campo B magnético inducido por el cuerpo 10 magnetizado en el punto de medida de la celda considerada, esto incluso si la celda utilizada fuera capaz de dar las tres componentes. Estas dos componentes definen, por tanto, para cada celda un plano de medida en dos dimensiones.

En el ejemplo de realización que comprende una sola celda 11 de medida, ilustrado en la figura 1A, el eje AP1 de medida primario es con preferencia paralelo al eje A de giro y perpendicular al vectorX0de base radial y por tanto paralelo al vector yo de base, por tanto tangencial con respecto a un giro alrededor del eje A de giro. Dicho de otra manera, con preferencia, el plano de medida es perpendicular al vectorX0de base radial que forma un radio obtenido del eje A y que pasa por el punto de medida.

En el ejemplo de realización que comprende dos celdas 11, 12, ilustrado en la figura 1B los planos de medida de las dos celdas 11,12 son paralelos e incluso coincidentes. Para ello, se elige que los ejes AP1, AP2 de medida primarios de las dos celdas 11, 12 de medida estén contenidos en un mismo plano paralelo al eje A de giro, por tanto paralelo a un plano definido por los vectoresX0y yo de base. Además, en el ejemplo de realización que comprende dos celdas 11, 12, los ejes AP1, AP2 primarios de medida de las dos celdas 11, 12 de medida son paralelos entre sí y paralelos al eje A de giro, por tanto paralelos a la dirección del vectorZ0de base. Dicho de otra manera, el plano de medida de las celdas 11, 12 de medida es con preferencia paralelo al eje A de giro.

Por otro lado, en los dos ejemplos, el plano de medida de la celda de medida o de cada una de las celdas 11, 12 de medida puede ser paralelo al plano de magnetización del cuerpo 10 magnetizado para una posición de referencia entre la primera pieza 14 y la segunda pieza 16, es decir para una posición de referencia entre el cuerpo 10 magnetizado y las celdas 11, 12. Esta posición de referencia está, con preferencia, comprendida en el recorrido angular entre la primera pieza 14 y la segunda pieza 16, es decir en el recorrido angular relativo entre el cuerpo 10 magnetizado y las celdas 11, 12.

En el ejemplo de realización que comprende una sola celda 11, ilustrado en la figura 1A, se ha previsto que la posición de referencia, para la cual el plano de medida de las celdas es estrictamente paralelo al plano de magnetización, se corresponda a la posición para la cual la celda 10 de medida está dispuesta frente a la posición preferente determinada por la orientación de los conductores eléctricos durante la magnetización del cuerpo magnetizado en el caso en el que se utilice el procedimiento de magnetización anterior. En el ejemplo de realización que comprende dos celdas 11, 12 ilustrado en la figura 1B, se ha previsto que la posición de referencia, para la cual el plano de medida de las celdas es simétricamente paralelo al plano de magnetización, corresponde a la posición para la cual las celdas 10, 11 de medida están dispuesta simétricamente con respecto a la posición preferente determinada por la orientación de los conductores eléctricos durante la magnetización del cuerpo magnetizado en el caso en el que se utilice el procedimiento de magnetización anterior.

En los dos ejemplos ilustrados, esta posición de referencia, para la cual el plano de medida de la celda o de las celdas es estrictamente paralelo al plano de orientación, se dispone en la mitad del recorrido angular. Esto se ilustra de forma más particular en la figura 2A, para el ejemplo de realización que comprende dos celdas 11, 12. Se podría prever que esta posición de referencia esté comprendida en un intervalo limitado alrededor de la bisectriz del recorrido angular. El intervalo limitado es por ejemplo un intervalo de 15 grados de ángulo, centrado en la orientación de la bisectriz. En otras variantes, esta posición de referencia podría corresponder a un extremo del recorrido angular.

En el ejemplo de realización que comprende una sola celda 11, el primer punto C1 de medida de la primera celda 11 de medida se dispone a una distancia R del eje A de giro. Esta distancia es tal que el punto C1 de medida se dispone frente a la cara 5 superior terminal del cuerpo magnetizado, con preferencia para todo el recorrido angular del sistema sensor.

En el ejemplo de realización que comprende dos celdas 11, 12, el primer punto C1 de medida de la primera celda 11 de medida y el segundo punto C2 de medida de la segunda celda de medida están dispuestos a una distancia R igual del eje A de giro. Esta distancia es tal que los puntos C1 y C2 de medida están dispuestos también frente a la cara 5 terminal superior del cuerpo magnetizado, con preferencia para todo el recorrido angular del sistema sensor.

Por tanto, en los dos casos, se puede disponer el o los puntos de medida de la o las celdas de medida a una distancia R del eje A de giro que es inferior al radio de la superficie 3 envolvente delantera del cuerpo magnetizado, que forma el radio externo del cuerpo magnetizado.

Esta disposición es particularmente ventajosa ya que permite limitar el volumen ocupado del sistema sensor según la dirección radial con respecto al eje A de giro.

Ventajosamente, en un sistema de dos celdas, los dos puntos de medida pueden estar, como se ilustra, dispuestos en posiciones separadas de un ángulo 28 fijo, no nulo, y estrictamente inferior a 90 grados de ángulo alrededor del eje A de giro. Con preferencia, este ángulo 28 de separación está comprendido en la gama que va de 1,5 a 30 grados de ángulo, correspondiente a una distancia entre los dos puntos de medida que está comprendida, por ejemplo, entre 1 mm y 5 mm. Los puntos C1 y C2 de medida de la primera y de la segunda celda 11, 12 son puntos distintos, separados entre sí alrededor del eje A de giro. La distancia mínima entre los dos puntos de medida debe ser tal que los valores representativos del campo magnético creado en estos dos puntos por el cuerpo magnetizado es diferente de una separación superior al poder de resolución de las celdas de medida. Dicho de otra manera, la primera y la segunda celda de medida no deben proporcionar, como resultado de sus medidas respectivas en estos dos puntos, los mismos valores representativos del vector representativo del campo magnético.

Por otro lado, en este ejemplo, la primera y la segunda celda 11, 12 de medida están, con preferencia, dispuestas en la segunda pieza 16 de tal manera que los ejes AP1 y AP2 de medida primarios de la primera y de la segunda celda 11, 12 de medida sean paralelos entre sí y que los ejes AS1, AS2 de medida secundarios de la primera y la segunda celda 11, 12 de medida sean paralelos entre sí. Dicho de otra manera, las dos celdas 11, 12 de medida en especial sus elementos de medida, se disponen paralelamente entre sí. Con preferencia, para cada celda, uno del eje AP1, AP2 de medida primario o del eje AS1, AS2 de medida secundario es paralelo al eje A de giro.

En el ejemplo ilustrado, los ejes AP1, AP2 de medida primarios de la primera y de la segunda celda 11, 12 de medida están orientados vectorialmente en el mismo sentido y los ejes AS1, AS2 de medida secundarios de la primera y de la segunda celda de medida también están orientados vectorialmente en el mismo sentido. Dicho de otra manera, las dos celdas 11, 12 de medida, en especial sus elementos magneto-sensibles, se disponen en el mismo sentido. Sin embargo, los ejes AP1, AP2 de medida primarios de la primera y de la segunda celda 11, 12 de medida y/o los ejes AS1, AS2 de medida secundarios de la primera y de la segunda celda de medida pueden estar orientados verticalmente según los dos sentidos opuestos de la misma dirección. En este caso, se tendrán sin embargo que expresar los valores algebraicos de las componentes primarias y secundarias con respecto a un mismo sentido, sobre la misma base vectorial, por tanto tomar en cuenta el valor o puesto de uno de los dos valores algebraicos proporcionados por la celda.

Como en el ejemplo de realización ilustrado que comprende dos celdas 11, 12, la primera y la segunda celda 11, 12 de medida pueden estar dispuestas sobre la segunda pieza 16 de tal manera que los ejes de medida primarios de la primera y de la segunda celda de medida o los ejes de medida secundarios de la primera y de la segunda celda de medida, estén:

- orientados perpendicularmente a la dirección de una bisectriz de la separación angular entre los dos puntos C1, C2 de medida, medida alrededor del eje A de giro en un plano perpendicular al eje A de giro, y

- orientados perpendicularmente al eje A de giro.

Por tanto se puede, como se ilustra con más detalle en la figura 2B, prever que la primera celda 11 y la segunda celda 12 de medida estén dispuestas sobre la segunda pieza 16 de tal manera que los ejes AP1, AP2 de medida primarios de la primera y de la segunda celda 11, 12 de medida estén orientados:

- perpendicularmente a la dirección de una bisectriz de la separación 28 angular entre los dos puntos C1, C2 de medida, medida alrededor del eje A de giro en un plano perpendicular al eje A de giro, y

- perpendicularmente al eje A de giro.

En las figuras 2 a 4, se ha ilustrado por tanto el caso en el que los ejes AP1, AP2 de medida primarios de la primera y de la segunda celda de medida estén orientados formando un ángulo 8 con respecto a la dirección arbitraria del vector V0 de base. Este ángulo resulta de la elección arbitraria de la orientación del vectorX0de base radial, que se elige para pasar por el punto C1 de medida de la primera celda. Se señala que este ángulo 8 corresponde a la mitad de la separación 28 angular entre los dos puntos C1, C2 de medida, medida alrededor del eje A de giro en un plano perpendicular al eje A de giro. Por otro lado, los ejes AS1, AS2 de medida secundarios de la primera y de la segunda celda de medida están orientados según la dirección del vectorZ0de base. Sin embargo, son además posibles otras orientaciones.

Existen numerosas celdas, disponibles comercialmente, que permiten obtener estas medidas.

Un ejemplo de celda que se puede utilizar en la invención puede por tanto utilizar un componente“MLX90365 Triaxis Position Sensor IC"que está comercializado por la empresa Melexis, NV, Rozendaalstraat 12, B-8900 leper, Bélgica y que se describe en especial en la documentación“MLX90365 Triaxis Position Sensor IC Datasheet",número de revisión 5.8, datada del 1/11/2016. Otras referencias del mismo constructor también se pueden utilizar, como las referencias MLX90333 o MLX90364.

Este tipo de celda 11, 12 de medida asegura una medida del campo magnético en un solo punto, minimizando el número de circuitos integrados y simplificando la producción por disminución del número de piezas, sabiendo que cada componente introduce tolerancias relacionadas con las incertidumbres de montaje. La noción de medida en un solo punto se aprecia en función de la resolución espacial de la medida de posición proporcionada por el sensor. Cada celda 11, 12 de medida puede comprender por ejemplo una unidad magneto-sensible compuesta generalmente de al menos dos elementos magneto-sensibles, muy próximos entre sí hasta el punto de estar considerados en un mismo punto y por tanto las salidas son eventualmente utilizadas por una unidad de cálculo de la celda de medida. Muy a menudo, la unidad magneto-sensible y la unidad de cálculo forman parte de un mismo componente electrónico, lo que permite reducir el coste y aumentar la fiabilidad del sensor. Se puede contemplar prever que las dos celdas 11, 12 de medida estén integradas en un mismo componente electrónico, el cual puede comprender una unidad de cálculo común a las dos celdas. Sin embargo, en el ámbito de la invención, se puede prever que las dos celdas estén provistas de una unidad de comunicación para comunicar informaciones a una unidad de cálculo remota, por ejemplo alojada en una unidad de control electrónico (UCE) o un ordenador.

Con una celda de este tipo, se puede obtener, en cada uno de los puntos C1, C2 de medida, al menos dos componentes By, Bz del vector representativo del campo B magnético creado por el cuerpo 10 magnetizado en una referencia ortogonal. Las dos referencias tienen orígenes diferentes, respectivamente en el punto C1, C2 de medida considerado, pero vectores de base idénticos. De manera nativa, una celda proporciona señales eléctricas de las componentes del vector representativo del campo B magnético según el eje AP1 de medida primario y según el eje AS1 de medida secundario. La primera celda 11 permite en especial obtener, en el plano de medida, una primera componente By1 primaria, según el eje AP1 de medida primario, del vector representativo del campo B magnético en el punto C1 y una primera componente Bz1 secundaria, según el eje AS1 de medida secundario, del vector representativo del campo B magnético creado por el cuerpo magnetizado en el punto C1. La segunda celda 12 permite, en especial, obtener, en el plano de medida, una segunda componente By2 primaria según el eje AP2 de medida primario, del vector representativo del campo B magnético en el punto C2 y una segunda componente Bz2 secundaria, según el eje AS2 de medida secundario, del vector representativo del campo B magnético creado por el cuerpo magnetizado en el punto C2. Por simples operaciones de trigonometría, estas componentes pueden expresarse en la referencia respectivamente (C1,y o , Z 0) y (C2,y o , Z 0).

Se observará que si el plano de medida no es estrictamente paralelo al plano de magnetización, la celda presentará medidas en proyección. Se encuentra esta ausencia de paralelismo debido al giro relativo del cuerpo magnetizado con respecto a las celdas. Esta ausencia de paralelismo puede también ser debida a una inclinación entre el plano de medida y el plano de magnetización alrededor de un eje perpendicular al eje de giro y/o al eje A' principal y perpendicular a un radio obtenido de este eje. Esta inclinación se convierte en una diferencia de inclinación del plano de medida y del plano de magnetización con respecto al eje A de giro y/o al eje A' principal. En la invención, esta diferencia de inclinación será poco influyente si es inferior a 30 grados de ángulo, con preferencia inferior a 20° de ángulo. En este caso, se puede considerar que el plano de medida y el plano de magnetización son paralelos. En la invención, esta diferencia de inclinación será despreciable si es inferior a 5 grados de ángulo y, en este caso, se puede considerar que el plano de medida y el plano de magnetización son estrictamente paralelos.

En el ámbito de la invención, está previsto determinar un valor representativo de la posición angular relativa entre las dos piezas 14, 16 a lo largo de un recorrido angular alrededor de un eje (A) de giro. Esta posición angular puede representarse por el ángulo 0 entre el vectorX0de base radial relacionado con la primera pieza 14, por ejemplo elegido arbitrariamente siendo el que pasa por el punto de medida de la celda de medida o de la primera celda de medida, según el número de celdas, y el vectorXde base relacionado con la segunda pieza.

Como se ilustra en la figura 8, se comprende por tanto que un módulo 100 según la invención comprende una etapa 110 de equipo de la primera pieza 14 con un cuerpo 10 magnetizado, tal y como se describió más arriba.

En este caso se describe de forma más particular un método diferencial que implementa dos celdas.

El método comprende una etapa 120 de equipo de la segunda pieza 16 con una primera celda 11 de medida en un primer punto C1 de medida y con una segunda celda 12 de medida en un segundo punto C2 de medida, según las modalidades indicadas más arriba.

En el método, cada celda de medida proporciona 130 al menos dos señales eléctricas representativas, respectivamente, de una componente By-i, By2 primaria y de una componente Bz-i, Bz2 secundaria del vector representativo del campo B(1), B(2) magnético creado por el cuerpo 10 magnetizado en el punto C1, C2 de medida de la celda considerada, respectivamente, según un eje AP1, AP2 de medida primario y según un eje AS1, AS2 de medida secundario, los cuales forman un plano de medida paralelo al eje A de giro.

En el método, la primera y la segunda celda 11, 12 de medida pueden disponerse en la segunda pieza 16 de tal manera que los ejes AP1, AP2 de medida primarios de la primera y de la segunda celda de medida son paralelos entre sí, de forma preferible orientados vectorialmente en el mismo sentido y que los ejes AS1, AS2 de medida secundarios de la primera y de la segunda celda de medida son paralelos entre sí, de forma preferible, orientados vectorialmente en el mismo sentido. Dicho de otra manera, los planos de medida de las dos celdas son paralelos. Si este no es el caso, el cambio de referencia se modificará para expresar las componentes en una misma referencia.

Las etapas anteriores del método serán implementadas, de forma ventajosa, aprovechando un sistema 1 sensor con dos celdas de medida tal como se describió anteriormente.

En la etapa 150, el método determina un valor representativo de la posición 0 angular relativa entre las dos piezas, determinando 140 un ángulo bruto “gamma”, cuya tangente es función de una composición diferencial de dichas componentes By-i, By2, Bz-i, Bz2 determinadas por las celdas. Este ángulo bruto “gamma” es igual o es representativo de la orientación del ángulo del vector de campo magnético creado en el punto de medida por el cuerpo magnetizado. Este ángulo bruto se denomina algunas veces “ángulo magnético”. La composición diferencial puede en especial ser una relación algebraica entre, por un lado, un valor representativo de la diferencia de las primeras componentes By1 , By2, posiblemente ponderadas y, por otro lado, un valor representativo de la diferencia de las segundas componentes Bz1 , Bz2, posiblemente ponderadas.

Según un modo de realización de un método diferencial, se calcula un ángulo bruto cuya tangente es función de una relación entre, por un lado, la diferencia de las componentes secundarias y, por otro lado, la diferencia de las componentes primarias, medidas por las dos celdas 11, 12 para una posición angular relativa dada.

Este método comprende por tanto una o varias etapas de cálculo que pueden implementarse en una unidad de cálculo, esta última que está integrada en el sistema 1 sensor, o que está a distancia, por ejemplo en una unidad electrónica de control o un ordenador. La unidad de cálculo comprende normalmente un módulo o varios módulos de memoria, al menos un procesador, un módulo de entrada/salida de datos y posiblemente un módulo de comunicación. Las etapas del cálculo del método son normalmente implementadas por un programa informático que contiene las instrucciones correspondientes y almacenadas en el módulo de memoria.

Por tanto, en el ejemplo, está previsto calcular un valor ABy representativo entre la primera componente By1 primaria y la segunda componente By2 primaria medidas respectivamente en los puntos C1 y C2. Normalmente, este valor de diferencia se puede escribir en forma de una función, por ejemplo una función lineal o afín:

ABy=fy (Byi - By2)

Por ejemplo, se podrá tener:

ABy= ay*(By1 - By2) cy ;De manera más simple, se puede tener: ;ABy= Byi - By2 (1) ;Del mismo modo, está previsto calcular un valorABzrepresentativo de la diferencia entre la primera componente Bzi secundaria y la segunda componente Bz2 secundaria, medidas respectivamente en los puntos C1 y C2. Normalmente, este valor de diferencia se puede escribir en forma de una función, por ejemplo una función lineal o afín: ;ABz= fz (Bzi - BZ2) ;Por ejemplo, se podrá tener: ;ABz= az*(Bzi - BZ2) cy

De manera más simple, se puede tener:

ABz= Bzi - BZ2 (2)

En este caso, la invención prevé determinar un ángulo bruto gamma siendo el arco cuya tangente es representativa de una relación entre, por un lado, la diferencia de componentes secundarias y, por otro lado, la diferencia de componentes primarias, esta relación que puede ser la relaciónABz/AByo la relaciónABy/ABz.En función de la relación elegida, se obtendrá el ángulo bruto gamma o su complementario (90° - gamma), del cual se obtendrá fácilmente el ángulo bruto buscado.

Por tanto, este valor de ángulo bruto gamma puede escribirse en forma de una función:

Gamma = Arctan {f [ABz / ABy]} o gamma = Arctan {f [ABy / ABz]}

Sea, por ejemplo:

gamma = Arctan {f [ fz (Bzi - Bz2) / fy (Byi - By2) ]}

En esta ecuación, la función f puede considerarse como una función de filtrado de valores medidos. De manera más simple, se puede tener:

gamma = Arctan {Kyz x [ (Bzi - Bz2) / (Byi - By2) ]} (3)

Donde Kxy es un valor igual a 1 para el cálculo teórico del valor del ángulo del campo magnético en el plano de medida de la celda, pero algunas veces es ventajoso utilizar otro valor con el fin de compensar las desviaciones de medida. En un modo de realización de una sola celda, el ángulo bruto puede obtenerse muy fácilmente, por ejemplo bajo la forma:

gamma = Arctan {Kyz x [ (Bzi - Bz2) / (Byi - By2) ]}

El ángulo bruto corresponde a una orientación del campo magnético en el punto de medida, o es representativo. Por el hecho de que la magnetización del cuerpo magnetizado es variable como se explicó más arriba, el campo magnético creado por el cuerpo magnetizado, en el exterior del cuerpo magnetizado, presenta el mismo una orientación variable. Mientras tanto, la orientación del vector de campo magnético en el punto de medida varía a lo largo de menos de 360 grados de ángulo en el recorrido angular relativo de las dos piezas 14, 16, es posible determinar una relación, si es posible biyectiva, entre el ángulo bruto y la posición angular relativa entre las dos piezas. Esta relación puede determinarse por ejemplo por cálculo, por simulación, o por aprendizaje.

Con el fin de ilustrar el funcionamiento del sensor presentado en la figura 5, las señales que se pueden obtener con dicho sensor se muestran en las figuras 12A, 12B y 13A y 13B. Estos resultados se obtienen por simulación.

Estas figuras muestran, respectivamente, para una configuración de una celda de medida, y para una configuración de dos celdas de medida, las señales de campo simples y diferenciales en un recorrido de 65 grados para un sensor de posición angular que tenga los parámetros siguientes:

- Radio interior del cuerpo: 15,5 mm

- Radio exterior magnetizado: 21,5 mm

- Radio de medida: 18,5 mm

- Extensión angular magnetizada: 78°

- Grosor del imán: 4 mm

- Entrehierro de medida: 1,7 mm.

La figura 12A representa las señales By y Bz medidas por una celda de medida en el punto en el medio del recorrido de giro. La figura 12B representa el ángulo obtenido por el cálculo de la arco tangente de la relación By/Bz a partir de las señales de la figura 12A.

La figura 13A representa las señales By2-By1 y Bz2-By1 diferenciales obtenidas a partir de los componentes del campo magnético en los puntos C1 y C2 separados cada uno respectivamente 0,95 mm a ambos lados del medio del recorrido de giro en la dirección tangencial, es decir en la posición de las figuras 2A y 2B. La figura 13B representa el ángulo obtenido por el cálculo de la arco tangente de la relación (By2-By1)/(Bz2-By1) de las señales diferenciales a partir de las señales de la figura 13A.

La medida basada implementa una sola celda con la ventaja de simplicidad y, a menudo, necesita menos esfuerzo para tener un campo medido (campo magnético) suficiente.

El método basado en dos celdas utilizadas en modo diferencial tiene la ventaja de ser robusto con respecto a los campos magnéticos externos, sin embargo puede ser más difícil alcanzar la señal medida (la diferencia de campo magnético) suficiente.

La presente invención permite obtener un campo magnético variable a lo largo del recorrido del sensor, lo que aumenta la precisión del sensor y, a menudo, da una posibilidad de utilizar el método diferencial.

La invención no está limitada a los ejemplos descritos y representados ya que se pueden aportar diversas modificaciones a la misma sin salir de su alcance.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Método de determinación de una posición angular relativa de una primera pieza (14) con respecto a una segunda pieza (16) a lo largo de un recorrido angular alrededor de un eje (A) de giro, en el cual:

- la primera pieza está equipada con un cuerpo (10) magnetizado, en forma de sector angular curvado alrededor del eje (A) de giro, dichos sector angular que comprende una porción angular única o varias porciones angulares sucesivas alrededor del eje (A) de giro, el cuerpo magnetizado que presenta, en cualquier punto de al menos una porción angular del cuerpo magnetizado, una magnetización cuyo vector de magnetización:

• es paralelo a un plano (PM) de magnetización fijo para dicha posición angular del cuerpo magnetizado, y

• presenta una dirección continuamente variable en el plano de magnetización en función de la posición del punto del cuerpo magnetizado según una dirección perpendicular al eje (A) de giro en el plano de magnetización;

- la segunda pieza está equipada con al menos una primera celda (11) de medida en un primer punto (C1) de medida, que proporciona dos señales eléctricas representativas, respectivamente, de una componente (By-i) primaria y de una componente (Bz-0 secundaria del campo magnético creado por el cuerpo (10) magnetizado en el punto (C1) de medida de la celda (10, 11) considerada, en el plano de medida,

- el método determina un valor (0) representativo de la posición angular relativa entre las dos piezas en función de dichas componentes medidas por la celda (11) de medida para una posición (0) angular dada;

caracterizado por queel plano (PM) de magnetización del cuerpo (10) magnetizado es paralelo al eje (A) de giro.

2. Método según la reivindicación 1,caracterizado por queel cuerpo (10) magnetizado comprende una porción angular única, el cuerpo magnetizado que presenta, en cualquier punto del cuerpo magnetizado, una magnetización cuyo vector de magnetización:

3. Método según la reivindicación 2,caracterizado por queel plano (PM) de magnetización es perpendicular a un radio obtenido del eje (A) de giro y comprendido en la extensión angular del cuerpo magnetizado alrededor del eje (A') principal, por ejemplo orientado según una bisectriz de la extensión angular del cuerpo magnetizado o del recorrido angular.

4. Método según la reivindicación 1,caracterizado por queel cuerpo (10) magnetizado comprende al menos una primera porción angular y al menos una segunda porción angular distintas alrededor del eje (A) de giro, el cuerpo magnetizado que presenta una magnetización cuyo vector de magnetización:

5. El método según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado por quela segunda pieza está equipada con una segunda celda (12) de medida en un segundo punto (C2) de medida, que proporciona dos señales eléctricas representativas, respectivamente, de una componente (By2) primaria y de una componente (Bz2) secundaria del campo magnético creado por el cuerpo (10) magnetizado en el punto (C2) de medida de la celda (10, 11) considerada, en el plano de medida, y porque el método determina un valor (0) representativo de la posición angular relativa entre las dos piezas determinando un ángulo bruto (gamma) cuya tangente es función de una composición diferencial de dichas componentes medidas por las dos celdas (11, 12) para una posición (0) angular relativa dada.

6. Método según la reivindicación 5, caracterizado porque la primera y la segunda celda (11, 12) de medida están dispuestas sobre la segunda pieza de tal manera que los ejes (AP1) de medida primarios de la primera y de la segunda celda de medida son paralelos entre sí y que los ejes (AS2) de medida secundarios de la primera y de la segunda celda de medida son paralelos entre sí.

7. Método según una de las reivindicaciones 5 o 6, caracterizado porque el método determina un valor (0) representativo de la posición angular relativa entre las dos piezas determinando un ángulo bruto (gamma) cuya tangente es función de una relación entre, por un lado, la diferencia de las componentes(ABz)secundarias y, por otro lado, la diferencia de las componentes(ABy)primarias medidas por las dos celdas (11, 12) para una posición (0) angular relativa dada.

8. Método según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el primer punto (C1) de medida de la primera celda de medida y, en caso necesario, el segundo punto (C2) de medida de la segunda celda están dispuestos a una distancia (R) del eje (A) de giro que es inferior al radio de una superficie cilindrica externa del cuerpo magnetizado, estando desplazada (s) del cuerpo magnetizado según la dirección del eje (A) de giro.

9. Método según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado por queel plano ((AP1, AS1), (AP2, AS2)) de medida de la o de las celdas de medida es/son paralelos al eje (A) de giro.

10. Sistema de sensor para la determinación de una posición angular relativa de una primera pieza (14) con respecto a una segunda pieza (16) a lo largo de un recorrido angular alrededor de un eje (A) de giro, el sistema que comprende:

- un cuerpo (10) magnetizado en forma de sector angular curvado alrededor de un eje (A') principal paralelo al eje (A) de giro, dichos sector angular que comprende una porción angular única o varias porciones angulares sucesivas alrededor del eje (A') principal y el cuerpo (10) que presenta una magnetización que tiene, en cualquier punto de al menos una porción angular del cuerpo magnetizado, una magnetización cuyo vector de magnetización:

- una primera celda (11) de medida en un primer punto (C1) de medida, que proporciona dos señales eléctricas representativas, respectivamente, de una componente (Byi) primaria y de una componente (Bz-i) secundaria del campo magnético creado por el cuerpo (10) magnetizado en el punto (C1) de medida de la celda (10, 11) considerada, en un plano de medida,

- una segunda celda (12) de medida en un segundo punto (C2) de medida, que proporciona dos señales eléctricas representativas, respectivamente, de una componente (By2) primaria y de una componente (Bz2) secundaria del campo magnético creado por el cuerpo (10) magnetizado en el punto (C2) de medida de la celda (10, 11) considerada, en el plano de medida;

11. Sistema de sensor según la reivindicación 10,caracterizado por queel cuerpo (10) magnetizado comprende una porción angular única, el cuerpo magnetizado que presenta, en cualquier punto del cuerpo magnetizado, una magnetización cuyo vector de magnetización:

• presenta una dirección continuamente variable en el plano de magnetización en función de la posición del punto del cuerpo magnetizado según una dirección perpendicular al eje (A') principal en el plano de magnetización;

12. Sistema de sensor según la reivindicación 11,caracterizado por queel plano de magnetización es perpendicular a un radio obtenido del eje (A') principal y comprendido en la extensión angular del cuerpo magnetizado alrededor del eje (A') principal, por ejemplo orientado según una bisectriz de la extensión angular del cuerpo magnetizado o del recorrido angular.

13. Sistema de sensor según la reivindicación 10,caracterizado por queel cuerpo (10) magnetizado comprende al menos una primera porción angular y al menos una segunda porción angular distintas alrededor del eje (A') principal, el cuerpo magnetizado que presenta una magnetización cuyo vector de magnetización:

• es paralelo a un primer plano de magnetización fijo, en cualquier punto de la primera porción angular del cuerpo magnetizado

• es paralelo a un segundo plano de magnetización fijo, en cualquier punto de la segunda porción angular del cuerpo magnetizado y

• presenta una dirección continuamente variable en el plano de magnetización considerado en función de la posición del punto de la porción angular considerada del cuerpo magnetizado según una dirección perpendicular al eje (A') principal en el plano de magnetización considerado.

14. Sistema de sensor según una de las reivindicaciones 10 a 13,caracterizado por queel sistema comprende una segunda celda (12) de medida y un segundo punto (C2) de medida, que proporciona dos señales eléctricas representativas, respectivamente, de una componente (By2) primaria y de una componente (Bz2) secundaria del campo magnético creado por el cuerpo (10) magnetizado en el punto (C2) de medida de la celda (10, 11) considerada, en el plano de medida, y por que el sistema de sensor determina un valor (0) representativo de la posición angular relativa entre las dos piezas determinando un ángulo bruto (“gamma”) cuya tangente es función de una componente diferencial de dichas componentes medidas por las dos celdas (11, 12) para una posición (0) angular relativa dada.

15. Sistema de sensor según la reivindicación 14,caracterizado por quela primera y la segunda celda (11, 12) de medida están dispuestas de tal manera que los ejes (AP1) de medida primarios de la primera y de la segunda celda de medida son paralelos entre sí y que los ejes (AP2) de medida secundarios de la primera y la segunda celda de medida son paralelos entre sí.

16. Sistema de sensor según una de las reivindicaciones 10 a 15,caracterizado por queel primer punto (C1) de medida de la primera celda de medida y, en caso necesario, el segundo punto (C2) de medida de la segunda celda están dispuestos a una distancia (R) del eje (A) de giro que es inferior al radio de una superficie cilindrica externa envolvente del cuerpo magnetizado, estando desplazado(s) del cuerpo magnetizado según la dirección del eje (A) de giro.

17. Sistema de sensor según una de las reivindicaciones 10 a 16,caracterizado por queel eje (A') principal coincide con el eje (A) de giro.

18. Sistema de sensor según una de las reivindicaciones 10 a 17,caracterizado por queel plano ((AP1, AS1), (AP2, AS2)) de medida de la o de las celdas de medida es paralelo al eje (A) de giro.

19. Procedimiento de fabricación de un cuerpo magnetizado para un sistema de determinación de una posición angular relativa de una primera pieza (14) con respecto a una segunda pieza (16) alrededor de un eje (A) de giro, el procedimiento que comprende la provisión de un cuerpo de material magnetizable que tenga una forma de sensor angular curvado y que tenga una extensión angular alrededor del eje (A') principal, dicho sector angular que comprende una porción angular única o varias porciones angulares sucesivas alrededor del eje (A') principal; caracterizado porque el procedimiento comprende, para al menos una primera porción angular del cuerpo magnetizado:

- la disposición, en las proximidades de la primera porción angular del cuerpo de material magnetizable, de una primera red de conductores eléctricos paralelos que comprenden varios haces de conductores eléctricos paralelos, que tienen una orientación (X1) perpendicular al eje principal y paralela a un primer radio director obtenido del eje (A') principal y comprendida en la extensión angular de la primera porción angular considerada del cuerpo magnetizado, los haces que están desplazados lateralmente unos con respecto a otros según una dirección de desplazamiento perpendicular a su orientación y perpendicular al eje (A') principal;

- la circulación de una corriente eléctrica en los haces de conductores eléctricos, el sentido de circulación de la corriente, definido en una referencia fija con respecto al cuerpo magnetizado, que es idéntico en todos los conductores de un mismo haz y que es inverso en dos haces adyacentes, que forman por tanto uno o varios haces de ida en los cuales la corriente circula según un primer sentido y uno o varios haces de vuelta en los cuales la corriente circula según un segundo sentido, inverso al primero, la corriente que circula en los haces que es adecuada para generar, alrededor de la red y en el cuerpo de material magnetizable, un campo magnético de magnetización propio para magnetizar el cuerpo de material magnetizable.

20. Procedimiento según la reivindicación 19,caracterizado por quela primera red de conductores eléctricos paralelos se extiende frente a la primera porción del cuerpo de material magnetizable que es una porción única que cubre la extensión angular del cuerpo de material magnetizable.

21. Procedimiento según la reivindicación 19 o 20,caracterizado por queel primer radio director está orientado según una bisectriz de la extensión angular del cuerpo de material magnetizable.

22. Procedimiento según una de las reivindicaciones 19 a 21,caracterizado por quela primera red de conductores eléctricos paralelos se extiende frente a una primera porción del cuerpo de material magnetizable, por que una segunda red de conductores eléctricos paralelos se extiende frente a una segunda porción del cuerpo de material magnetizable, distinta de la primera porción, los haces de conductores eléctricos paralelos de la segunda red que están orientados según una segunda orientación (D2) perpendicular al eje (A') principal y paralela a un segundo radio director obtenido del eje (A') principal y comprendida en la extensión angular de la segunda porción angular considerada.