FR2835053A1 - Capteur de course comportant un element convertisseur magnetoelectrique - Google Patents
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Abstract
Capteur de course comportant au moins un convertisseur électromagnétique (5) ainsi qu'un circuit de flux (2, 3, 4) et un aimant (6). Le mouvement d'un élément influence le flux magnétique d'une façon perceptible par l'élément convertisseur (5). Les pièces conductrices (2, 3, 4) et l'élément convertisseur (5) sont dans une position relative inchangée pendant la mesure de la course. Une modification du champ magnétique exploitable par l'élément convertisseur (5) est produite par le mouvement de l'aimant (6) pénétrant dans le champ de mesure. L'aimant (6) comporte, en direction du champ de mesure (7), dans une zone prédéterminée (8), au début de l'immersion dans le champ de mesure, une polarité opposée à celle régnant lors du début de la pénétration dans le champ de mesure par rapport à la zone suivante (9).
Description
Etat de la technique L'invention concerne un capteur de course comportant
au
moins un élément convertisseur magnétoélectrique et un ctrcuit magnéti-
que formé d ' au mo ins un e piè ce c o ndu ctric e de flux et d' au moins un ai mant selon lequel le mouvement d'un élément produit une influence du
champ magnétique mesurable par l'élément convertisseur.
On connait déjà un dispositif de capteur selon le document DE 43 17 259 A1. Ce capteur est prévu pour un angle de rotation. Dans ce capteur un générateur de flux magnétique génère un flux magnétique o mesurable dans une installation de commande électrique. Des éléments convertisseurs magnétoélectriques sont prévus dans lesquels on produit une variation du flux magnétique par le mouvement de rotation d'un corps
conducteur d'aimantation.
Dans les convertisseurs magnétoélectriques connus, on uti s lise un effet de mesure produit lorsque la densité du flux magnétique dans les éléments de convertisseur varie en fonction de l'angle. En général, pour cela, dans le circuit magnétique composé de pièces conductrices de flux et
d'un aimant permanent, on fait tourner l'un par rapport à l'autre des piè-
ces conductrices de flux et l'aimant permanent, ce qui permet de modifier o la densité de flux dans l'élément de capteur. Ces principes font que des
effets secondaires génants comme par exemple les jeux de palier des piè-
ces en mouvement modifient également les champs dans l'élément con-
vertisseur et ainsi le résultat de la mesure.
Selon le document DE 197 53 775 A1 il est connu, dans un s tel dispositif de mesure équipé d'un élément Hall, comme capteur de
course, d'utiliser des pièces conductrices de flux en une matière condui-
sant le flux magnétique pour diriger les lignes de flux. En général, la plage de mesure commande par exemple dans un capteur d'angle travaillant dans une plage de +/-90 , pour une induction B = 0 mT dans l'élément so Hall car fréquemment la courbe de mesure est une courbe triangulaire
symétrique, avec des surfaces initiales aplaties.
Le document EP 0 670 471 A1 décrit un dispositif dans le-
quel tout le ctrcuit magnétique est entrainé en rotation avec le convertis-
seur électromagnétique. L'effet de mesure est obtenu alors par la forme ss donnée à l'aimant. L'effet magnétique s'obtient par la forme donnée à l'aimant correspondant à une variation définie de l'entrefer en fonction de l'angle de rotation. Dans ce cas on peut en principe mesurer des angles plus grands avec le méme signe algébrique de l'induction dans l'élément Hall. Toutefois, dans ce cas, la plage de mesure ne commence pas pour B = 0 mT dans l'élément Hall mais pour un ordre de grandeur de 10 % à
% de l'induction Bma': pour l'angle de mesure maximum.
Avantage de l' invention s La présente invention a pour but de développer un tel cap teur de course pour détecter un mouvement selon le type défini ci-dessus comportant un élément convertisseur magnétoélectrique et un ctrcuit ma gnétique, caractérisé en ce qu'au moins quelques pièces conductrices de flux et l'élément convertisseur se trouvent dans une position relative in o changée pendant la mesure du chemin, ces pièces et au moins un aimant étant mobiles l'un par rapport à l'autre, et une variation du champ ma gnétique exploitable par l'élément convertisseur est produite par un mou vement de l'aimant pénétrant dans le champ de mesure, l'aimant étant polarisé dans la direction du chemin de mesure dans une zone prédéter s minée au début de l'immersion dans le champ magnétique, de façon oppo
sée à la zone suivante.
En d'autres termes, on influence le flux magnétique de ma nière mesurable par l'élément convertisseur par le mouvement d'un élé ment, de façon que les pièces conductrices de flux et l'élément o convertisseur se trouvent dans une position relative inchangée pendant la
mesure de la course, pendant la pénétration de l'aimant.
La variation du champ magnétique exploitable par l'élément convertisseur, par exemple un élément Hall, est ainsi produite par un mouvement de l'aimant dans le champ de mesure; selon l'invention, s l'aimant comporte dans une zone prédéterminée, au début de la pénétra tion dans le champ de mesure, une polarisation opposée à celle de la zone adUacente. Ainsi, il importe peu qu'une pièce de guidage de flux qui porte l'aimant, tourne ou non avec celui-ci; la position angulaire de cet élément
conducteur de flux n'a pas d'influence sur le circuit magnétique.
so Ainsi, l'invention permet de réaliser avantageusement un capteur de course qui travaille selon le principe de l'aimant plongeur et permet de mesurer par exemple un angle inférieur à 90 et en même temps d'utiliser un angle initial pour l'induction B = 0 mT, avantageuse ment car les tolérances sont les plus faibles à ce niveau dans un élément s Hall. Le dispositif selon l'invention permet d'exploiter ce point de mesure sans un aimant permanent supplémentaire ou sans une quelconque pré
contrainte magnétique.
Selon un premier mode de réalisation, le capteur de course est un capteur de mouvement linéaire et le paroours du chemin de mesure est une droite. Le capteur de mesure peut également être un capteur de course radiale ou d'angle dans lequel le tracé du chemin de mesure pour
s la mesure angulaire est un cercle ou un segment de cercle.
Dessins La présente invention sera décrite ci-après à l'aide d'exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés dans les quels: o - la figure 1 montre un capteur de course pour une mesure de mouve ment linéaire comprenant un aimant dont une zone prédéterminée est polarisée en sens opposé de la zone suivante, au début de la plongée dans le champ de mesure, - la figure 2 montre un capteur de course pour une mesure de mouve ment radial ou de mouvement d'angle avec un aimant dont une zone prédéterminée est également polarisée dans la direction opposée à la
zone suivante, au début de la pénétration dans le champ de mesure.
Description des exemples de réalisation
La figure 1 montre un capteur de course linéaire 1 ayant un circuit magnétique formé de pièces conductrices de flux 2, 3, 4, par exem ple en fer, un élément Hall 5 comme convertisseur électromagnétique et un aimant 6 qui plonge dans les pièces de guidage de flux 3, 4, selon le principe de l'aimant plongeur, le long d'un chemin de mesure 7. Grâce à une induction B qui varie lors de la pénétration de l'aimant 6, on aura, au niveau de l'élément Hall 5, une courbe de signal prédétermince dans
l'élément Hall 5 et ainsi un signal de mesure pour la mesure de la course.
Selon l'invention, dans la zone 8 à une extrémité, qui pénè tre au début de la mesure de la course dans les pièces conductrices de flux 3, 4, l'aimant 6 est polarisé de façon opposée à la zone suivante; cela est indiqué par des flèches directionnelles correspondantes pour le champ magnétique. Par le changement de la direction de polarisation, au début du chemin de mesure 7, entre les zones 8 et 9 de l'aimant 6, on aura ainsi pour l'induction B = 0 mT de la zone de mesure de l'élément Hall 5, avan
tageusement un point de mesure prédéterminé.
Dans l'exemple de réalisation de la figure 2, le chemin de mesure 10 est un chemin ctrculaire de sorte que l'on a un capteur de course radiale ou un capteur d'angle 20. Le circuit magnétique est muni d'un aimant 11 et de pièces conductrices de flux 12, 13, 14 équipées de
manière correspondante. Un élément Hall 15 est prévu à un endroit cor-
respondant entre les pièces conductrices de flux 13, 14. Le principe de la mesure correspond à celui de la figure 1. L'aimant 11 est adapté ici au chemin de mesure ou à l'angle de mesure 10, radialement, et comporte s également ici au début du chemin de mesure 10 une zone 16 par laquelle il plonge dans les pièces de guidage de flux 13, 14 au début de la mesure de la course. Cette zone 13 est ici polarisce dans le sens opposé à la zone
17 suivante, ce qui est également caractérisé par des flèches directionnel-
les correspondantes pour le champ magnétique.
Claims (4)
1 ) Capteur de course comportant au moins un élément convertisseur ma-
gnétoélectrique (5, 15) et un circuit magnétique formé d'au moins une pièce conductrice de flux (2, 3, 4; 12, 13, 14) et d'au moins un aimant (6, s 11) selon lequel le mouvement d'un élément produit une influence du champ magnétique mesurable par l'élément convertisseur (5; 15), caractérisé en ce qu' - au moins quelques pièces conductrices de flux (2, 3, 4, 12, 13) et l'élément convertisseur (5; 15) se trouvent dans une position relative o inchangée pendant la mesure du chemin, ces pièces et au moins un aimant (6; 11) étant mobiles l'un par rapport à l'autre, et une variation du champ magnétique exploitable par l'élément conver tisseur (5; 15) est produite par un mouvement de l'aimant (6; 11) pé nétrant dans le champ de mesure, l'aimant (6; 11) étant polarisé dans s la direction du chemin de mesure (7; 10) dans une zone prédéterminée (8;
16) au début de l'immersion dans le champ magnétique, de façon
opposce à la zone suivante (9; 17).
2 ) Capteur de course selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur (1) est un capteur de course linéaire et le tracé du chemin de
mesure (7) est une droite.
3 ) Capteur de course selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur de course (20) est un capteur de course radiale, et le tracé du
chemin de mesure (10) est un cercle ou un segment de cercle.
4 ) Capteur de course selon la revendication 1, caractérisé en ce que
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