FR2668822A1 - Dispositif de mesure electrique d'un angle de calage. - Google Patents
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Abstract
Pour mesurer l'angle de calage d'un organe de réglage sans qu'il y ait contact et en produisant une valeur numérique, dans des plages de mesure grossière et fine, un dispositif à électrode (28) du support (13) présente plusieurs électrodes de graduation angulaire (31), destinées à la mesure grossière et plusieurs électrodes de graduation angulaire (31), pour la mesure fine ainsi qu'une électrode de lecture (30). Selon l'angle de calage, un dispositif à électrodes du disque rotatif assure le couplage à l'électrode de lecture (30). Un circuit d'exploitation applique cycliquement un signal sur les électrodes de graduation angulaire (29) et capte cycliquement, sur l'électrode de lecture (30), l'existence ou l'absence de couplage capacitif de ce signal.
Description
U@ 'esnoa 4000 q Le ao @op -4 se sapo J 4:Da La e s JI-41 sodstp sap
ainqonqs el *au t ainsaw ap auoz aun qe aala Lssolfi ainsaw op auoz aun ua ainsam @p a 6 e Ld el @p UOLSL Aipqns 5 ú ap na Jd sed q 58 u LI 'IVLL 6 '60 '0 -30elsuep ql Jog 9 p qsa óL Loedeo e Jnsam ap 4 L 14 sodstp un saqoa Jd s$Ua Lu AU Oo DUL Sa L usluess Jd SLI soiqqwotquaqod sap sn At Jd quos 'Lssne o I 'IYZ 6 S'ZN'ZE-3 Q O ú e L suep LJO Dap queatle 69 aqsa 4 uaae L 6 ue U 9 p uo LL Lded un Ans aquow 9 Ansem ap óLk Lsods Lp un Àsdwa; e L suep aainsse sed qsau as Lnba J uoist Dogd e 3 -enb L 6 o Leue Ane Le A ap q L 4 q a G k L>e J-a afl l Op aa Aa Lp Jd UOLS Uaq el 'einsem ap uo Ls Loaid el aq Jnqiad sz a Jnsn ells 3 'aginp en 6 uo L ap quemauuo Llouoó un, p 4 noq ne anl Dxa sed -sau ainsn aunp uo,-4 Lueddel esaqs Ld sot ins aqoió joeluoo a L enb q Leó nq 'Lqoadse J a 6 e Leo op a 16 uei L e puodsai Jo D Lnb anb L Jqoalp uo Lsu@ aun ae Lonpuoo a s Ld e L ns Aa^e Lgid LSU Le oz 4 nad uo ',Lqeqoi anbs Lp a L ins esods Lp lsa 'saesed sot ans Àess LL 6 ap a Lq Lldaosns 'oequoo un '9 ^As Lsa e 4 s Ld eun q Sa sa J nel -e eoJLnpuo D a-sid aun qsa aun L quop sa s Ld 'e Be L 69, op @ 1 Leln 6 ue e 6 eld no auoz aun suep '4 Joddns et Jns sen Aaid 4 uos A UO Le 4 Oo J @p axe L si J qjodde J Jed senb Liquaouoo saqs Ld sad Z 03 011 '0 E 9 ú-3 el suep qk og Dap qse ainsa W @p jj,4 Lsods Lp Laq un *,D-,Ln Le D es q Ioddej led ex L 4 lqjoddns un qe a 6 e 16 aj @p oue 64 o L Oe Ae uatuemu Lofuo D Jeu Jno 4 @p a Lq Lkdaosns óLqelo J anbs Lp un Jlajeo un suep sn Aaid 01 quos no 'e L Lqowo 4 ne alno L,4 a A unp a U Jeo UL uo Lslnqmo D e jnaow unp quawa L 6 ue Jqpp uo L Lkded un Ja L Lno Lq Jed Ue 'UOL 4 eq OJ @p axe unp inoqne Jau Jnoq ap alqkqdaesns B 6 e 16 ai ap aue 6 Jo unp a 6 ele O ap e L 6 ue unp enb L Jq Dela e Jnse W @p ój 1 Lsods L Lp un a U Je Uo O UO 1 Ua AULI a L 9 Le 3 ap'L-"-Ue unp en BOlo@ ensam @p L, LSO 3 ÉSL O I
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particulier s'il est souhaité une résolution élevée
dans la zone de mesure fine.
Le but de l'invention est de proposer un dispositif de mesure du type indiqué au début, à l'aide duquel on puisse effectuer la mesure sans contact et numérique de l'angle de réglage respectif, o la plage de mesure est divisée en une zone de mesure grossière
et une zone de mesure fine.
Selon l'invention, le problème ci-dessus est résolu par le fait que, pour assurer la mesure grossière, le dispositif à électrodes du disque rotatif présente une première zone, qui, selon l'angle de calage est située en face de l'une des électrodes de graduation angulaire et/ou des électrodes de graduation angulaire voisines de celle-ci (segments de piste grossier), et présente une deuxième zone, qui est en face de l'électrode de lecture, pour chaque angle de calage, en ce que, pour effectuer la mesure fine, le dispositif à électrodes du disque rotatif présente des aiguilles de lecture, associées à des électrodes de graduation angulaire supplémentaires (segments de piste fine) du support, les électrodes de graduation angulaire supplémentaires étant plus étroites que les autres électrodes de graduation angulaire du support, et en ce que le circuit d'exploitation applique le signal cycliquement aux électrodes de graduation angulaire, les unes après les autres, et capte numériquement, cycliquement, sur l'éle(ctrode de lecture, l'existence ou l'absence de couplage capacitif
de ce signal.
Lors de chaque processus de mesure, le circuit d'exploitation applique le signal à toutes les électrodes, les unes après les autres Ce n'est que pour l'électrode de graduation angulaire qui, dans le cas respectif, se trouve en face de la première zone du dispositif à électrodes du disque rotatif, que le signal bénéficie d'un couplage capacitif avec l'électrode de lecture, par l'intermédiaire de la deuxième zone Il ne s'établit aucun couplage capacitif du signal pour les autres électrodes de graduation angulaire On obtient ainsi, de manière simple une exploitation numérique du processus de mesure Il peut être assuré de ce fait une précision élevée de la
résolution dans la plage de mesure fine.
Du fait qu'il n'y a aucun contact entre le disque rotatif et le support, il ne faut pas s'attendre à une usure qui pourrait altérer la précision dans le temps Il est également avantageux que le dispositif de mesure travaille de façon sure dans une large plage de température, par exemple allant de -40 e C à + 1400 C. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de mesure est caractérisé également par le fait que toutes les électrodes de graduation angulaire (segments de piste fine) du dispositif à électrodes disposé sur le support fixe présentent un espacement identique (c) et une même largeur (d), que la première zone, disposée sur le disque rotatif, du dispositif à électrodes du disque rotatif forme une pluralité d'aiguilles de lecture dont, dans la plage angulaire de réglage, toujours au moins deux aiguilles de lecture se trouvant au-dessus des électrodes de graduation angulaire (segments de piste fine), et en ce qu'un circuit d'exploitation assure la mesure, par l'intermédiaire d'une électrode de lecture en forme de cercle partiel, concentrique à l'axe de rotation et appartenant au support, cette ou ces aiguilles de lecture, recouvre, respectivement recouvrent en une telle proportion l'électrode de graduation angulaire respective (segment de piste fine), que se produit une
valeur de seuil de recouvrement.
Un tel dispositif travaille selon le principe du vernier A chaque mesure, on exploite la position d'au moins deux aiguilles de lecture par rapport aux électrodes de graduation angulaire respectives Il est également mesure l'ampleur du chevauchement entre les aiguilles de lecture et les électrodes de graduation angulaire les plus proches, dans la position de mesure respective. Grâce à ce dispositif de mesure, on peut obtenir une résolution angulaire d'à peu prés 0, 2 Les électrodes de graduation angulaire ont alors une largeur et un espacement de chaque fois 0,6 et les
aiguilles de lecture ont une largeur de par exemple 1 .
Un tel dimensionnement peut être réalisé dans la
pratique sans difficultés particulières.
A chaque cycle de mesure, il est appliqué un signal, à tous les segments de piste fine, les uns après les autres, et également aux segments de piste grossières décrits ci-dessous plus en détail Pour le segment de piste fine qui est recouvert par l'une des aiguilles de lecture, dans une proportion telle que la valeur de seuil est dépassée, il y a entre ce segment de piste fine et cette aiguille de lecture un couplage capacitif comparativement élevé du signal, de sorte que ce signal est capté par l'intermédiaire de l'électrode de lecture, par le circuit d'exploitation Dans le cas d'aiguilles de lecture dont le recouvrement est moindre, il n'y a pas un tel couplage, ce que mesure le circuit d'exploitation Les signaux sont exploitables numériquement. Dans le mode de réalisation de l'invention, la valeur de seuil est placée telle que pour toute position du disque rotatif, elle est dépassée pour l'une des aiguilles de lecture La valeur de seuil peut également être placée de façon a être dépassée pour chaque position du disct:é rotatif, pour au moins deux
aiguilles de lecture.
Cette sélection des valeurs de seuil peut s'effectuer de façon alternée Il est cependant également possible de prévoir conjointement les deux
valeurs de seuil.
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Pour la résolution angulaire citée de 0,20, un nombre de seize électrodes de graduation angulaire est suffisant (segments de piste fine) dans le mode de réalisation de l'invention Il est ainsi possible, de travailler dans la plage de mesure avec des pistes grossières, qui travaillent chacun avec un échelonnement angulaire d'à peu près 4 et de les mesurer au moyen des segments à piste fine, avec chaque
fois une résolution angulaire de 0,2 '.
De préférence, il est prévu sur le support une seule électrode de lecture en forme de cercle partiel et, dans le dispositif à électrodes du disque rotatif, les aiguilles de lecture pour les segments de piste fine et celles pour les segments de piste grossière étant reliées au moyen d'une électrode, concentrique par rapport à l'axe de rotation, en forme de cercle partiel, qui se trouve en face de l'électrode de lecture On obtient de ce fait que seul un amplificateur de lecture est globalement nécessaire pour les segments de piste grossière et les segments de piste fine Il est de ce fait possible, en particulier, d'utiliser plus librement la place sur le disque rotatif et sur le support On peut cependant également prévoir deux amplificateurs de lecture et deux
électrodes de lecture.
D'autres modes de réalisation avantageux de l'invention sont caractérisés par le fait que: les aiguilles de lecture sont plus espacées que les électrodes de graduation angulaire leur étant
associées.
le circuit d'exploitation présente un registre à décalage raccordé aux électrodes de graduation angulaire et des mémoires, associées aux emplacements de registre à décalage, captent le couplage et le non-couplage capacitifs, lors du cycle
de mesure.
la valeur de seuil est telle qu'elle est dépassée par l'une des aiguilles de lecture, pour toute
position du disque rotatif.
la valeur de seuil est telle qu'elle est dépassée par au moins deux aiguilles de lecture, pour
toute position du disque rotatif.
en chaque position en rotation du disque rotatif, il y a trois aiguilles de lecture au-dessus
des segments de piste fine.
chacune des aiguilles de lecture est plus large que chacun des segments de piste fine, tout en étant plus étroite que la somme de la largeur du segment de piste fine et de la distance (c) entre deux
segments de piste fine.
il n'est prévu sur le support qu'une électrode de lecture en forme de cercle partiel et en ce que, dans le cas de la disposition à électrodes du disque rotatif, les aiguilles de lecture destinées aux segments de piste fine et les aiguilles de lecture destinées aux segments de piste grossière sont reliées par une électrode concentrique par rapport à l'axe de rotation, en forme de cercle partiel, qui se trouve en
face de l'électrode de lecture.
il est raccordé à l'électrode de lecture un amplificateur de lecture qui mesure la charge de la capacité (Cl), couplée en retour par l'intermédiaire de l'électrode de lecture et qui compare, à la valeur de seuil lui ayant été affectée comme réglage, l'ampleur respective du couplage capacitif de retour, effectué
par l'intermédiaire de l'électrode de lecture.
Un exemple de réalisation de l'invention est expliqué ci-dessous plus en détail et représenté sur le dessin, dans lequel: La figure 1 représente le disque rotatif avec ses aiguilles de lecture, la figure 2 représente le support fixe, avec les segments de piste fine, les segments de piste grossière et l'électrode de lecture, la figure 3 représente un circuit d'exploitation, la figure 4 représente un amplificateur de lecture du circuit d'exploitation, la figure 5 représente les évolutions, superposées, des signaux sur les segments de piste fine, en fonction de l'angle de rotation, la figure 6 représente une évolution des signaux binaires des segments de piste fine, obtenus par l'intermédiaire d'une valeur de seuil supérieure, en fonction de l'angle de rotation, la figure 7 représente l'évolution des signaux binaires, obtenus par l'intermédiaire d'une valeur de seuil inférieure, des segments de piste fine, en fonction de l'angle de rotation, la figure 8 représente un résumé des positions de verrouillage i sultant de la figure 5, et la figure 9 représente la structure mécanique
du dispositif de mesure, en coupe.
Un dispositif de mesure (voir figure 9) présente un carter ( 1), sur lequel une douille d'entraînement ( 2) est monté à rotation Un arbre, non représenté, d'un papillon d'étranglement d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile est susceptible d'être accouplé, sur un tourillon récepteur ( 3) de la douille d'entraînement ( 2) L'axe de rotation
est désigné par ( 4).
La douille d'entraînement ( 2) est isolée de façon étanche par rapport au carter ( 1), au moyen d'un joint torique ( 5) Un ressort de rappel ( 6), agit sur la douille d'entraînement ( 2), en la faisant revenir
contre une butée ( 7).
Sur la douille d'entraînement ( 2) est disposé un élément à ressort ( 8), qui agit sur un rotor ( 9) Ce dernier est monté à rotation autour de l'axe de rotation ( 4), dans une garniture métallique ( 10) du carter ( 1) en matière synthétique L'élément à ressort ( 8) assure le dêcouplage, en direction de l'axe de rotation ( 4), des déplacements axiaux entre le papillon
d'étranglement, ou de son arbre, et le rotor ( 9).
Un disque rotatif ( 11) est monté sur le rotor ( 9) au moyen d'un adhésif ( 12) Un support ( 13) en forme de disque, dont le plan est parallèle au disque rotatif ( 11), est collé dans la garniture ( 10) Une bague d'écartement ( 14) est prévue pour assurer l'espacement nécessaire entre le disque rotatif ( 11) et le support ( 13) Un circuit d'exploitation ( 15) électronique, qui pénètre dans un évidement ( 16) du
disque rotatif ( 11) est fixé au centre du support ( 13).
Une bague en caoutchouc ( 18) est disposée entre le support ( 13) et un couvercle ( 17), en matière synthétique, du carter ( 1) Le couvercle ( 17) est soudé, par la matière synthétique, au carter ( 1) Sur le couvercle ( 17) est réalisé une prise d'enfichage ( 19) à trois plots d'enfichage ( 20), auxquels est
raccordé le circuit d'exploitation ( 15).
Des passages ( 21) sont en outre prévus dans le carter ( 1), en vue d'obtenir un 6 ilibrage de pression Un perçage d'équilibrage de pression ( 22), ménagé à l'intérieur de la prise d'enfichage ( 19) est protégé vis-à-vis de l'intérieur du carter, à l'aide
d'un joint d'étanchéité en feutre ( 23).
Le disque rotatif ( 11) et le support ( 13) se composent d'un verre plat, recouvert d'IT 0-nickel-or, comme ceci est connu dans la technique des affichages à cristaux liquide, ou d'un substrat en céramique Ils sont d'une planéité extrêmement poussée et insensibles
aux chocs de température, dans la zone située entre -
40 C et + 1400 C En outre, ces matériaux peuvent être usinés économiquement dans la technologie à couche mince. enbs Lp np (SE) L 9 Ljed a Lz Àe: a p aw Ao 4 u a apo Aq:Da Lq, ap 9 oe U@ a an S -sa lnb '(a) uo L 4 e;ol op axeàL q anb Liquaouoo LGL 4 Jed a L o a ap a wo ua 'anb Lun ( O ú) a Jnoa L @p apo 4 oa Le aun a; uasaud (Z ain 6 ij JIOA) (El) qjoddns np ( 8 Z) sepooloa L 9 e jkqksods Lp al *Lel Ied alzÀal op awio O ume e() uotleqou ap 9 xe L e enb Luqouoo '( 8 E) GP O 14 oa L 9 aun,p uaow Oú ne S 9 aa L 9 a 4 uos ( 6 ú'lt) ain 4 oa L ap sa LL Ln 6 fe Sa L saqnol À Ja sso I 6 ainsem e L K lu^a -s se LL 3 '( ) a noa L ap se LL Ln 6 Le sa 4 ne xnap aquasa d (ST) Lkeqoj anbs Lp np ( 9 Z) sepo-O Da Lp q jkqksods Lp a L eal-no u 3 Àae OLS So 06 aln SOM el OP S@a Le Lpg M Waq Ut S@Uoz 59 L SZ suep au L ainsaw e L q qua Ai^s ( 6 E) ainqoa L 9 p sa L Lkn 6 Le sal 'ol ap (q) an 6 a Je L aun a;uasaid ( 6 ú) sanqoa L ap a LL Ln 6 Le anbe 43 ',jzo ap qse (e) quawaoedsat Àanbt Luep L(e) quamaoedsa un adnoj 6 al suep 9 unoeqo;ue Ae e( 6 S) ainqoa L ap sa LL Ln 6 Le jnau-x Lp n Aaid oz -sa l I a B 6 e L 6 Ba O ap @Le Ln 6 ue a 6 eld e L q puodsaijoo Lnb o 511 said nad qp a 16 ue un ins puaqss adnoj 6 e 3 '( 6 ú)
a Jn oal @p sa Lltn 6,Leip adnoj 6 un awm Ló ($),Le 2 o.
anbs Lp np ( 9 ú) sapoaqoa La e 4 Lk Lsods Lp al *anbt Laoatgip un qa equawass LL 6 @p m Ll ap q Ue Aia S Si ( 9 z) e L Lnqp m L,à un l U 9 a SUL aeq 9 qned ( 1 $) k L-eqoi enbstp a L qa (úE);aoddns e L aa Iua quawa Aio Dedsea esep Oa 4 Do LPq sjqjsods Lp se L ai Xu 3 ÀLejo Lu ue eameil assem sp aoecans aun n Aaid qse os 2 a A nv 'op aqonoo e L ans agnb L Ldde qsa 'sap Im LA Lod 01 ue a Ldwaxe jed eo Laqo Daoid aeqnoo eun 'san Bo Leue no 'loip a La,L u ap 'OU Lz- Wn Lpu LpsepÀxo,p s O Lidoidde sanbi L Leqam sm LóL ua sanbil Leqgm saqonoo ap sesodwoo;uos apo J 4 ala L só,Lksods Lp sol '(ú 1) ç 4 oddns ne e 99 uo óuoo a 3 eo es Àns '(;$) ó 14 e 4 oi anbstp s a L Ans anb L Ldde qsa 'óL 1 Lkedeo ad ap '( 9 ú) apo oe L 9 q;,L Rsods Lp uf '( 11) jj 4 e:oa anbsip ne aeguoi 4 uoo 9 eoe es ans '(úT) 1 aoddns a L Jns enb L Ldde qsa jkq Loedeo ad Aq @p ( 8 Z)9 po-J 4:oa e q Lj Lsods Lp un
ZZ 9999 Z
Le dispositif à électrodes ( 28) présente en outre une pluralité, en particulier dix-neuf, de segments de piste grossière ( 29) (électrodes de graduation angulaire), auxquels les deux autres aiguilles de lecture ( 37) du disque rotatif ( 11) sont associées. Le dispositif à électrodes ( 28) du support ( 13) comprend des segments de piste fine ( 31), (électrodes de graduation angulaire), dont les espacement (c) et les largeurs (d) sont égaux et font chaque fois à peu près 0,6 ' Il en résulte qu'à l'aide de ces segments de piste fine d'une largeur de 0,6 , on peut atteindre une résolution angulaire située dans une plage de mesure de 0,20 La largeur (d) des segments de piste fine est supérieure à la résolution que l'on peut atteindre Si la largeur (d) était encore réduite, par exemple jusqu'à 0,3 , on pourrait atteindre une résolution correspondante plus élevée Des limites techniques sont cependant imposées à l'étroitesse des segments de piste fine Il faut alors constater que le support ( 13) et, de manière correspondante, le disque rotatif ( 11) sont représentés de toute façon sur les figures 1 et 2 à une échelle agrandie du facteur ( 4) par rapport à leur
taille réelle.
Il est prévu 2 ô segments de piste fine ( 31) pour la mesure, N valant 3,4,5, et 16 segments de piste fine ( 31) dans l'exemple de réalisation spécial Les deux segments de piste fine les plus extérieurs servent seulement à l'équilibrage des capacités électriques de bordure Les aiguilles de lecture ( 39) du disque rotatif ( 11) sont associées aux segments de piste fine ( 31) Il est visible que pour chaque position en rotation du disque rotatif ( 11), il y a dans les limite de la plage de mesure d'à peu près 115 toujours trois aiguilles de lecture ( 39) au-dessus des segments de piste fine ( 31) Les trois aiguilles de lectures ( 39) concernées recouvrent alors trois des segments de piste fine ( 31), dans une proportion différente L'une des aiguilles de lecture recouvre entièrement, à chaque position en rotation, l'un des segments de piste fine
( 31).
L'ordre de succession de la sollicitation par un signal des segments de piste fine ( 31) est tel
qu'indiqué par les chiffres 1 â 16 sur la figure 2.
Donc, des segments de piste fine ( 31) situés spatialement les uns à côté des autres ne sont pas sollicités les uns après les autres Bien plus, ce sont les segments de piste fine ( 31) dont les trois des aiguilles de lecture ( 39) sont les plus proche qui sont
sollicités les uns après les autres.
Le circuit d'exploitation ( 15), qui sert à l'exploitation de la position angulaire du disque rotatif ( 11) par rapport au support ( 13), présente un registre à décalage ( 41), avec un amplificateur de sortie ( 42), dont les sorties (Pl à P 16) sont raccordées sur les segments de piste fine ( 31), dans l'ordre de succession représenté par les chiffres 1 à 16 Les sorties ( 51 à 519) sont raccordées aux segments
de piste grossière.
Des verrous ( 45) (mémoire d'interception) sont associées aux bascules du registre à décalage ( 41), par l'intermédiaire de portes logiques ET ( 50) Les verrous ( 45) sont commandés par les portes logiques ET ( 50), depuis un amplificateur de lecture ( 43) raccordé à l'électrode de lecture ( 30) Les verrous ( 45) sont reliés à un décodeur ( 46), qui est raccordé, par l'intermédiaire d'un convertisseur parallèle-série ( 47), à un circuit de commande non représenté en détail, qui détermine, à partir de l'état respectif des verrous ( 45) (voir figure 8) le résultat de mesure
susceptible d'être traité.
Pour assurer la commande du circuit d'exploitation ( 15), en particulier de ses registres à décalage ( 41) et de ses commutateurs de verrouillage il ( 45), il est prévu une électronique de commande ( 48), avec un oscillateur ( 49), par exemple un oscillateur à Mhz. Le mode de fonctionnement du circuit d'exploitation dans un cycle de mesure est à peu près le suivant: Au début de chaque cycle de mesure, l'électronique de commande ( 48) ramène à 'état initial le registre à décalage ( 41) et les interrupteurs de verrouillage ( 45) Ensuite, l'électronique de commande
( 48) introduit un 'Yl' dans le registre à décalage ( 41).
Celui-ci est transporté à chaque cycle de la valeur d'un emplacement, dans le registre à décalage ( 41) A chaque fois que ceci se produit, il apparaît, sur l'amplificateur de sortie ( 42) correspondant, un signal H', sur le segment de piste fine ( 31), respectivement
le segment de piste grossière ( 29) lui étant raccordé.
Si le segment de piste fine ( 31), respectivement le segment de piste grossière ( 29) concerné, est réaccouplé capacitivement, par les aiguilles de lecture ( 39, respectivement 37), suivant la position angulaire respective, par l'intermédiaire de l'électrode ( 38) et de l'électrode de lecture ( 30), il y a un retour en lecture du signal, par l'amplificateur de lecture ( 43), grâce à quoi ce signal " 17, ou H' est pris en charge dans l'interrupteur de
verrouillage ( 45) associé.
Après que le signal '17 soit passé dans l'ensemble du registre à décalage ( 41), le cycle de mesure est achevé et le décodeur ( 46) prend en charge toutes les positions de verrouillage et les transmet, par l'intermédiaire du convertisseur ( 47) On obtient de ce fait la position angulaire respective du disque
rotatif ( 11) par rapport au support ( 13).
Les amplificateurs de sortie ( 42) sont construits en amplificateurs à trois états Ils peuvent prendre soit l'état HW' (haut), 'L' (bas) ou forte nt resistant (tristate) Le circuit est alors choisi de façon que seul est placé sur "H' le segment ( 29,31) qui vient justement d'être commandé Les deux segments voisins localement sont placés au niveau "L" Tous les autres segments sont placés sur l'état "tristatew On diminue ainsi l'effet des capacités parasites, de sorte
que l'amplitude exploitable du signal est augmentée.
L'amplificateur de lecteur ( 43) (voir figure 4) présente un amplificateur opérationnel ( 51), auquel est
raccordé l'électrode de lecture ( 30 à du support ( 13).
La capacité qui existe, suivant la position angulaire, sur l'électrode ( 38), respectivement entre les aiguilles de lecture ( 39,37) et les segments ( 31,29), est désignée par Cl L'amplificateur opérationnel ( 51) est l'objet d'un couplage de retour, par un
condensateur (C 2) et une résistance parallèle ( 51).
L'amplificateur opérationnel ( 51) mesure de ce fait la charge de la capacité (Cl) Ceci est plus avantageux qu'une mesure d'intensité ou de tension, du fait que lors de la mesure de position, les capacités parasites entrent moins en ligne de compte et que des impulsions
rectangulaires peuvent être utilisées pour le signal.
Côté sortie, l'amplificateur opérationnel ( 51) est relié à un comparateur ( 52) et a une mémoire de valeurs de crête ( 53), qui est reliée de son côté au comparateur ( 52) Il peut être branché un étage
amplificateur en position intermédiaire.
La mémoire de valeur de crête ( 53) est commandée par une commande de déroulement, par exemple venant de l'électronique de commande ( 48), et mesure toujours les valeurs de crête (recouvrement à 100 % des
segments ( 29,31) par les aiguilles de lecture ( 39,37)).
Ceci est avantageux, du fait qu'au cours du fonctionnement, la capacité (Cl) peut changer pour des positions angulaires identiques, parce que la distance entre le disque rotatif ( 11) et le support ( 13) peut
par exemple changer.
La sortie de la mémoire de valeurs de crête ( 53) est reliée au comparateur ( 52), par l'intermédiaire d'un diviseur de tension ( 54) Le diviseur de tension ( 54) est conçu de façon qu'il raccorde au comparateur ( 52) la valeur de seuil précitée, qui est située au-dessous de la valeur de crête Le comparateur ( 52) compare si le signal présent de l'amplificateur opérationnel ( 51) dépasse ou non la valeur de seuil Si le signal présent de l'amplificateur opérationnel ( 51) dépasse la valeur de seuil, il produit un signal 'H' sur les portes logiques
ET ( 50) Autrement, il leur fournit un signal 'L'.
Les segments de piste grossière ( 29) aboutissent à une mesure relativement grossière des plages angulaires, ces dernières étant séparées entre elles d'à peu près 6 Les aiguilles de lecture ( 39) travaillant avec les segments de piste fine ( 31) aboutissent à un résolution située dans les limites des plages angulaires grossières, en obtenant une résolution de 0,2 Ceci est représenté sur les figures à 8, les figures 5 à 6 ne montrant, par soucis de simplification, que la mesure fine, jusqu'à 2,30, dans
la plage de mesure fine de 6 .
On a représenté en traits pleins sur la figure 5 le chevauchement, respectivement la capacité (Cl), lorsque le segment de piste fine ( 1), respectivement le segment de piste fine ( 4) sont balayés par l'une des aiguilles de lecture De manière correspondante, on a représenté en pointillé les conditions, sur le segment de piste fine ( 2), et ensuite sur le segment de piste fine ( 5) De manière correspondante, les conditions pour le segment de piste fine ( 3, respectivement 6), qui suit sont représentées en traits mixtes La numérotation des segments de piste fine ( 31) se réfère alors aux numéros des segments de piste fine de la
figure 2.
Il est représenté sur la figure 5 un seuil de commutation supérieur (A) et un seuil de commutation inférieur (B) Le diviseur de tension ( 54) peut être réglé sur chacun dc deux seuils de commutation Le seuil de commutation (A) est situé à peu près à 83 % du recouvrement à 100 % Le seuil de commutation (B) est
situé à peu près à 50 % du recouvrement à 100 %.
On a représenté sur la figure 6 les signaux qui résultent, sur les segments de piste fine (segments 1 à 6) d'une plage angulaire comprise entre 0,1 et 2,3 , à la sortie de l'amplificateur de lecture ( 43), respectivement du comparateur ( 52), lorsque le seuil de commutation supérieur (A) est établi Il en est de même sur la figure 7, pour le réglage du seuil de
commutation inférieur (B).
Si par exemple l'une des aiguilles de lecture ( 39) pour O , se trouve sur le segment de piste fine (segl), alors on dépasse sur le segment de piste fine (segl) le seuil de commutation (A), de sorte que le comparateur ( 52) passe à "HF", alors que par contre, dans les autres segments de piste fine, le seuil (A)
n'est pas dépassé, de sorte qu'ils se trouvent sur 'L".
Si l'une des aiguilles de lecture ( 39) se trouve à 0,2 , pour les deux segments de piste fine (segment 1 segment 2), il y a dépassement du seuil de commutation (A), alors que par contre, ils sont dépassés pour les autres segments de piste fine, de sorte que, lorsqu'on leur applique le signal, celui-ci n'est pas l'objet d'un retour de couplage capacitif, et qu'ils se trouvent alors sur "L" Il en résulte ainsi des positions des commutateurs de verrouillage ( 45) des segments de piste fine, telles que représentées sur la figure 8 Si l'on considère par exemple encore le cas de 0,8 , il est visible qu'il n'y a alors dépassement de la valeur deseuil (A) que pour le segment de piste fine (seg 3) et que, pour les segments de piste fine ayant été sollicités auparavant ou ensuite par le À sa JE Ln 6 ue suoi$lsod sa Jqne sa L inod amgmui ap q Sa ua LI 'Z( 5) inlae Jedtoo np ai LE Lp UJ Ja 4 ULAL Jed '(G) a 6 e L LlnoÀJa A ap s Jna e ntuoo sa L Ans I,, Le U 6 LS un s L Wsue Aq E Jes A Lk 4 (E 6 as a 9 z 6 @s e I 6 as) au Lj aqs Ld ap squau 6 as sioi Sa@L 'e() uo Lqennioo D ap Llnas 51 a L jnod 'e J Le Ln 6 ue uo Lq Lsod a lao Jnod anb a Lqks LA s 1 o Le;sa L S (z 6 as) au L a 4 s Ld ap quaw 6 as ne q Joddeu Jed o 'O ap a L 6 ue un suep @Anoil @s ( 6) a Jnqoal ap s 9 L Lln 6 Le sap aun L a L Lanbe L Jnod uo Lqsod e L a Lduaxa Jed a 9 Jp Lsuoo uo L S 'a Jnsa J ap a LoA un Ap Sa 4 m Lw L 01 se L suep, HM e jassed qua Anad tnb (IE) au Ló a 4 S Ld ap su@aw 6 as sap S Lo 01;ue Wa Le 69 S Le W 'xnap quewa Lnes sed qsa u a '9 acn 6 Ló e L 8 p a L e Auoo ne Anb a L- a^J @s LL ( 9) 9 Jna Lgla JUL L,L 1 N 2 S op 'na Le A e L op Lq Jed 4 sa uo e L Lenb EL suep ej e Jn BLó e L que A Jasqo U 3 S Àau LL aes Ld ap squae 6 es sae Jne sa L Jnod eassedep qsa L Lnas ap Jna Le A e L I uame Le 6 a 8 '0 oap uo L:Lsod aq@o ap seo a L sued 'aessedgp sa ( ) Llnas ap ina LA e L '( 6 as qa Z 6 as) Leu 6 ts 9 l
ZZ 9999 Z
Claims (9)
1 Dispositif de mesure électrique d'un angle de calage d'un organe de réglage, susceptible de tourner autour d'un axe de rotation, en particulier un papillon d'étranglement d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile, o sont prévus dans un carter un disque rotatif susceptible de tourner conjointement avec l'organe de réglage et un support, fixe par rapport à celui-ci, sur lequel est monté un premier dispositif à électrodes ( 28) capacitif, qui présente, dans la plage angulaire de réglage, plusieurs électrodes de graduation angulaire ( 29), réparties autour de l'axe de rotation ( 4), et une électrode de lecture ( 30) concentrique à l'axe de rotation ( 4), en forme de cercle partiel, et un deuxième dispositif à électrodes ( 36) capacitif étant monté sur le disque rotatif ( 11) et, selon l'angle de calage, assurant le couplage capacitif à l'électrode de lecture ( 30) et un circuit d'exploitation ( 15), qui applique cycliquement un signal sur les électrodes de graduation angulaire, les unes après les autres, caractérisé en ce que, pour assurer la mesure grossière, le dispositif à électrodes ( 36) du disque rotatif ( 11) présente une première zone ( 37), qui, selon l'angle de calage est située en face de l'une des électrodes de graduation angulaire ( 29) et/ou des électrodes de graduation angulaire voisines de celle-ci (segments de piste grossier), et présente une deuxième zone ( 38), qui est en faf de l'électrode de lecture ( 30), pour chaque angle de calage, en ce que, pour effectuer la mesure fine, le dispositif à électrodes ( 36) du disque rotatif ( 11) présente des aiguilles de lecture ( 39), associées à des électrodes de graduation angulaire supplémentaires ( 31) (segments de piste fine) du support ( 13), les électrodes de graduation angulaire supplémentaires ( 31) étant plus étroites que les autres électrodes de graduation angulaire ( 29) du support ( 13), et en ce que le circuit d'exploitation ( 15) applique le signal cycliquement aux électrodes de graduation angulaire ( 29,31), les unes après les autres, et capte numériquement, cycliquement, sur l'électrode de lecture ( 30), l'existence ou
l'absence de couplage capacitif de ce signal.
2 Dispositif de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que les aiguilles de lecture ( 29) sont plus espacées que les électrodes de
graduation angulaire ( 31) leur étant associées.
3 Dispositif de mesure selon l'une
quelconque des revendications précédentes, caractérisé
en ce que le circuit d'exploitation ( 15) présente un registre à décalage ( 41) raccordé aux électrodes de graduation angulaire ( 29,31) et que des mémoires ( 45), associées aux emplacements de registre à décalage, captent le couplage et le non-couplage capacitifs, lors
du cycle de mesure.
4 Dispositif de mesure selon l'une
quelconque des revendications précédentes, caractérisé
en ce que toutes les électrodes de graduation angulaire ( 31) (segments de piste fine) du dispositif à électrodes ( 28) disposé sur le support fixe ( 13) présentent un espacement identique (c) et une même largeur (d), en ce que la première zone ( 39), disposée sur le disque rotatif ( 11), du dispositif à électrodes ( 36) du disque rotatif ( 11) forme une pluralité d'aiguilles de lecture ( 39) dont, dans la plage angulaire de réglage, toujours au moins deux aiguilles de lecture S: trouvant au-dessus des électrodes de graduation angulaire ( 31) (segments de piste fine), et en ce qu'un circuit d'exploitation ( 15) assure la mesure, par l'intermédiaire d'une électrode de lecture ( 30) en forme de cercle partiel, concentrique à l'axe de rotation ( 4) et appartenant au support ( 13), cette ou ces aiguilles de lecture ( 39), recouvre, respectivement recouvrent en une telle proportion l'électrode de graduation angulaire ( 31) respective (segment de piste fine), que se produit une valeur de
seuil de recouvrement.
5 Dispositif de mesure selon l'une
quelconque des revendications précédentes, caractérisé
en ce que la valeur de seuil (A,B) est telle qu'elle est depassee par l'une des aiguilles de lecture ( 39),
pour toute position du disque rotatif ( 11).
6 Dispositif de mesure selon l'une
quelconque des revendications précédentes, caractérisé
en ce que la valeur de seuil (B) est telle qu'elle est dépassée par au moins deux aiguilles de lecture ( 39),
pour toute position du disque rotatif ( 11).
7 Dispositif de mesure selon l'une
quelconque des revendications précédentes, caractérisé
en ce qu'en chaque position en rotation du disque rotatif ( 11), il y a trois aiguilles de lecture ( 39)
au-dessus des segments de piste fine ( 31).
8 Dispositif de mesure selon l'une
quelconque des revendications précédentes, caractérisé
en ce que chacune des aiguilles de lecture ( 39) est plus large que chacun des segments de piste fine ( 31), tout en étant plus étroite que la somme de la largeur du segment de piste fine ( 31) et de la distance (c)
entre deux segments de piste fine ( 31).
9 Dispositif de mesure selon l'une
quelconque des revendications précédentes, caractérise
en ce qu'il n'est prévu sur le support ( 13) qu'une électrode de lecture ( 30) en forme de cercle partiel et en ce que, dans le cas de la disposition à électrodes du disque rotatif ( 11), les aiguilles de lecture ( 39) destinées aux segments de piste fine ( 31) et les aiguilles - e lecture ( 37) destinées aux segments de piste grossière sont reliées par une électrode ( 38) concentrique par rapport à l'axe de rotation ( 4), en forme de cercle partiel, qui se trouve en face de
l'électrode de lecture ( 30).
Dispositif de mesure selon l'une
quelconque des revendications précédentes, caractérisé
en ce qu'est raccordé à l'électrode de lecture ( 30) un amplificateur de lecture ( 43) qui mesure la charge de la capacité (C 1), couplée en retour par l'intermédiaire de l'électrode de lecture ( 30) et qui compare, à la valeur de seuil lui ayant été affectée comme réglage, l'ampleur respective du couplage capacitif de retour, effectué par l'intermédiaire de l'électrode de lecture
( 30).
Applications Claiming Priority (2)
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| DE19904034991 DE4034991A1 (de) | 1990-11-03 | 1990-11-03 | Messeinrichtung zum elektrischen erfassen eines stellwinkels |
| DE4118218A DE4118218A1 (de) | 1990-11-03 | 1991-06-04 | Kapazitive messeinrichtung zum elektrischen erfassen eines stellwinkels, insbesondere einer drosselklappe |
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| FR2668822A1 true FR2668822A1 (fr) | 1992-05-07 |
| FR2668822B1 FR2668822B1 (fr) | 1994-12-16 |
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- 1991-10-29 IT ITMI912867A patent/IT1251646B/it active IP Right Grant
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| ITMI912867A0 (it) | 1991-10-29 |
| FR2668822B1 (fr) | 1994-12-16 |
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| ST | Notification of lapse |