FR3107348A1 - Dispositif de capteurs micromécaniques de vitesse de rotation - Google Patents
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Abstract
TITRE : Dispositif de capteurs micromécaniques de vitesse de rotation Dispositif de capteurs micromécaniques de vitesse de rotation comprenant une première installation de capteur (100) de rotation autour d’un premier axe (z) par une installation d’entraînement (AT1, AT2) par l’intermédiaire d’une installation de cadres d’entraînement (RA1a, RA1b, RA2a, RA2b; RA1a', RA1b', RA2a, RA2b; RA1', RA2'), pour saisir une première vitesse autour d’un second axe (y) et une seconde vitesse autour d’un troisième axe (x) et une seconde installation de capteur de vitesse de rotation (200) par l’installation d’entraînement (AT1, AT2) pour saisir une troisième vitesse de rotation autour du premier axe (z). La première installation (100) est reliée à la seconde installation (200) par l’installation de cadres d’entraînement (RA1a, RA1b, RA2a, RA2b). Figure 1
Description
DOMAINE DE L’INVENTION
La présente invention se rapporte à un dispositif de capteurs micromécaniques de vitesses de rotation ainsi qu’un réseau de tels capteurs de vitesse de rotation et un procédé de réalisation de tels capteurs.
De façon plus particulière, l’invention se rapporte à un dispositif de capteurs micromécaniques de vitesse de rotation comprenant :
- une première installation de capteur de vitesse de rotation rotative autour d’un premier axe oscillant, entraîné par une installation de cadres d’entraînement pour saisir une première vitesse de rotation externe autour d’un second axe et une seconde vitesse de rotation externe autour d’un troisième axe, le premier, le second et le troisième axe étant perpendiculaires, et
- une seconde installation de capteur de rotation entraînée en oscillation le long du troisième axe par l’installation d’entraînement par l’intermédiaire de l’installation de cadres d’entraînement pour saisir une troisième vitesse de rotation externe autour du premier axe,
- la première installation de capteur de vitesse de rotation étant reliée par l’installation de cadres d’entraînement à la seconde installation de capteur de vitesse de rotation,
- l’installation de cadres d’entraînement ayant un premier cadre d’entraînement et un second cadre d’entraînement qui sont entraînés en oscillation en opposition de phase le long du troisième axe par l’installation d’entraînement,
- la première installation de capteur de vitesse de rotation entraînée en rotation comprenant une première installation de rotation entraînée en rotation autour du premier axe, une seconde installation de rotation entraînée en oscillation autour du premier axe en opposition de phase avec la première installation de rotation,
- la première installation de rotation pouvant basculer par la première vitesse de rotation externe autour du second axe et par la seconde vitesse de rotation externe autour du troisième axe, et la seconde installation de rotor est basculée par la première vitesse de rotation externe autour du second axe et la seconde vitesse de rotation externe autour de l’axe de façon antiparallèle à la première installation de rotor,
- une première installation de couplage ayant une première installation de ressorts par laquelle la première installation de rotor et la seconde installation de rotor sont couplées de façon à interdire un basculement parallèle autour du second axe et permettre un basculement antiparallèle autour du second axe,
- une seconde installation de couplage par laquelle la première installation de rotor et la seconde installation de rotor sont couplées pour interdire un basculement parallèle autour du troisième axe et permettre un basculement antiparallèle autour du troisième axe,
- une première installation de saisie pour saisir le basculement antiparallèle de la première et de la seconde installation de rotor autour du second axe, et
- une seconde installation de saisie pour saisir le basculement antiparallèle de la première et de la seconde installation de rotor autour du troisième axe.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Selon les documents DE 10 2017/216010 A1 et US 2019/0078887 A1, on connaît un dispositif de capteurs micromécaniques de vitesse de rotation. Ce dispositif comporte une première installation de capteur de vitesse de rotation entraînée en rotation et une seconde installation de capteur de vitesse de rotation entraînée en oscillation linéaire.
On connaît d’autres capteurs de vitesse de rotation selon les documents DE 10 2010 062 095 A1, WO 96/39615 A1, DE 10 2010 061 755 A1, et DE 10 2011 006 394 A1.
EXPOSE ET AVANTAGES DE L’INVENTION
La présente invention a pour objet un dispositif de capteurs micromécaniques de vitesse de rotation du type défini ci-dessus,
caractérisé en ce que
la seconde installation de couplage (K1, K2) comporte une première-troisième bascule (3a, 3a1, 3a2),
* la première bascule (3a1) étant reliée par des installations de ressorts (y3, y5) à la première installation de rotor (1a) et au premier cadre d’entraînement (RA1a), la seconde bascule (3a2) étant reliée par des installations de ressorts à la seconde installation de rotor (1b) et au second cadre d’entraînement (RA2a), la première et la seconde bascules (3a1, 3a2) étant reliées par des installations de ressorts respectivement à la troisième bascule (3a), et
la seconde installation de couplage (K1, K2) comporte des quatrième-sixième bascules (3b, 3b1, 3b2),
* la quatrième bascule (3b1) étant reliée par des installations de ressorts (y7) à la première installation de rotor (1a) et au premier cadre d’entraînement (RA1b), la cinquième bascule (3b2) étant reliée par des installations de ressorts (y8, y10) à la seconde installation de rotor (1b) et au second cadre d’entraînement (RA2b) et la quatrième et la cinquième bascule (3b1, 3b2) sont reliées par des installations de ressorts (y11, y12) respectivement à la sixième bascule (3b).
L’invention a également pour objet un réseau de capteurs micromécaniques de vitesse de rotation comprenant un ensemble de dispositifs de capteurs micromécaniques de vitesse de rotation répartis suivant une disposition en réseau et reliés par des dispositifs de capteurs micromécaniques de vitesse de rotation.
L’invention a également pour objet un procédé de fabrication d’un dispositif de capteurs micromécaniques de vitesse de rotation comprenant les étapes suivantes consistant à :
- former une installation de cadres d’entraînement qui comprend un premier cadre d’entraînement et un second cadre d’entraînement entraînées par une installation d’entraînement en opposition de phase le long du troisième axe,
- former une première installation de capteur de vitesse de rotation entraînée en rotation autour d’un premier axe, en oscillation, par l’installation d’entraînement par l’intermédiaire de l’installation de cadres d’entraînement avec une première installation de capteur pour générer une première vitesse de rotation externe autour d’un second axe et une troisième vitesse de rotation externe autour d’un troisième axe, le premier, le second et le troisième axe étant perpendiculaires entre eux, et
- former une oscillation linéaire le long du troisième axe par l’installation d’entraînement avec la seconde installation de capteur de vitesse de rotation le long du troisième axe (x) par l’installation d’entraînement par l’intermédiaire de l’installation de cadres d’entraînement, pour saisir une troisième vitesse de rotation externe autour du premier axe, et
- relier la première installation de capteur de vitesse de rotation par l’installation de cadres d’entraînement à la seconde installation de capteur de vitesse de rotation,
* la première installation de capteur de vitesse de rotation entraînée en rotation comprenant :
** une première installation de rotor, qui est entraînée en oscillation autour du premier axe,
** une seconde installation de rotor entraînée en oscillation par rapport à la première installation de rotor autour du premier axe,
* la première installation de rotor étant basculée par la première vitesse de rotation externe autour du second axe et par la seconde vitesse de rotation externe autour du troisième axe, et
* la seconde installation de rotor étant basculée de façon antiparallèle par rapport à la première installation de rotor par la première vitesse de rotation externe autour du second axe et la seconde vitesse de rotation externe autour du troisième axe,
- une première installation de couplage ayant une première installation de ressorts couplant la première installation de rotor et la seconde installation de rotor de façon à interdire un basculement parallèle autour du second axe et permettre un basculement antiparallèle autour du second axe,
- une seconde installation de couplage couplant la première installation de rotor et la seconde installation de rotor de façon à interdire un basculement parallèle autour du troisième axe et permettre un basculement antiparallèle autour du troisième axe,
- une première installation de saisie pour saisir un basculement antiparallèle de la première et de la seconde installations de rotor autour du second axe, et
- une seconde installation de saisie pour saisir un basculement antiparallèle de la première et de la troisième installation de rotor autour du troisième axe,
ce procédé étant caractérisé en ce que
- la seconde installation de couplage comprend des première-quatrième bascules,
* la première bascule étant reliée par des installations de ressorts à la première installation de rotor et au premier cadre d’entraînement,
* la seconde bascule étant reliée par des installations de ressorts à la seconde installation de rotors et au second cadre d’entraînement et la première et la seconde bascules étant reliées par des installations de ressorts respectivement à la troisième bascule et, la seconde installation de couplage a des quatrième-sixième bascules, la quatrième bascule étant reliée par des installations de ressorts à la première installation de rotor et au premier cadre d’entraînement, la cinquième bascule étant reliée par des installations de ressorts à la seconde installation de rotor et au second cadre d’entraînement et la quatrième et la cinquième bascules étant reliées par des installations de ressort respectivement avec la sixième bascule.
L’idée de base de l’invention consiste à relier un capteur de vitesse de rotation à un axe et un capteur de vitesse de rotation à deux axes par un mécanisme d’entraînement commun. Le capteur de vitesse de rotation a trois axes obtenu est robuste vis-à-vis des accélérations linéaire et de rotation, extérieures, de sorte qu’en particulier, les exigences concernant les applications relatives à la sécurité sont remplies dans le domaine de l’automobile.
Le dispositif de capteurs micromécaniques de vitesse de rotation avec un mécanisme d’entraînement commun pour les trois axes de mesure offre de nombreux avantages par rapport à trois capteurs de vitesse de rotation distincts. En effet, comme il n’y a qu’un mécanisme d’entraînement, on économise les structures d’entraînement dans le cœur des capteurs ainsi que les chemins de raccordement et les câblages correspondants. Cela permet également d’avoir un dispositif ASIC compact car il suffit d’un circuit de réglage d’entraînement. De manière particulièrement avantageuse, on évite les fréquences d’entraînement différentes pour les différents capteurs de vitesse de rotation, ce qui évite les interactions, par exemple, par des combinaisons parasites des forces d’entraînement. De plus, le conditionnement est plus simple et les risques de mauvais positionnement des différents capteurs de vitesse de rotation, les uns par rapport aux autres sont exclus de par la conception du dispositif de capteurs de vitesse de rotation selon l’invention.
Les modes parasites qui peuvent se répercuter de différentes manières par un signal de défaut d’un capteur de vitesse de rotation à trois axes, par exemple, par les excitations (résonances) par des forces externes (vibrations) ou par des combinaisons non linéaires dans le mécanisme ou l’électronique du système sont ainsi évitées. Si l’on utilise trois capteurs de vitesse de rotation mono-axes, identiques, tous les capteurs de vitesse de rotation ont les mêmes modes parasites qui se situent à des fréquences différentes du fait du procédé, de sorte que globalement le nombre de modes parasites est triplé dans la plage de fréquences considérée. Un capteur de vitesse de rotation à plusieurs axes permet de réduire les modes parasites du fait que les mêmes structures de détection sont conçues pour plus qu’un seul axe dans le sens de la détection.
Selon l’invention, on prévoit respectivement trois bascules qui, en combinaison, relient la première installation de rotor, la seconde installation de rotor, le premier cadre d’entraînement et le second cadre d’entraînement. Les bascules tournent autour d’axes parallèles et la bascule médiane bascule en mode antiparallèle par rapport aux bascules de part et d’autre. Une telle construction utilise pour sa réalisation, un nombre réduit d’installations de ressorts. Cette construction avec moins de structures en méandres permet de réduire la taille du dispositif de capteurs de vitesse de rotation. De plus, on peut mieux régler les fréquences des bascules.
Selon un développement préférentiel, la seconde installation de capteur de vitesse de rotation, à entraînement linéaire comporte une installation de cadre avec une première partie de cadre et une seconde partie de cadre, la première partie de cadre et la seconde partie de cadre étant entraînées en oscillation selon le troisième axe. La seconde installation de capteur de vitesse de rotation comprend ainsi uniquement un cadre de détection subdivisé en une première partie de cadre et une seconde partie de cadre. Le cadre de détection se déplace avec le mouvement d’entraînement. La première et la seconde partie de cadre sont déplacées en oscillation le long du second axe par la troisième vitesse de rotation externe autour du premier axe en opposition de phase. De façon préférentielle, l’installation de cadre se compose exactement de deux parties de cadre. En réduisant les structures mécaniques mobiles ont réduit avantageusement le nombre des modes excités aux basses fréquences.
Selon un autre développement préférentiel, la seconde installation de capteur de vitesse de rotation à entraînement linéaire comporte une installation de cadres avec un premier cadre et un second cadre, le second cadre étant entouré au moins en partie par le premier cadre, le premier cadre étant entraîné en oscillation autour du troisième axe et le second cadre étant entraîné en oscillation le long du troisième axe en opposition de phase avec le premier cadre ; le premier et le second cadre sont déplacés en oscillation par la troisième vitesse de rotation externe autour du premier axe en opposition de phase le long du second axe et le premier cadre comporte une première partie de cadre et une seconde partie de cadre, le second cadre comportant une troisième partie de cadre et une quatrième partie de cadre. Une troisième installation de couplage assure le couplage de la première partie de cadre et de la troisième partie de cadre de façon à bloquer un débattement en phase de la première et de la troisième partie de cadre le long du troisième axe ; une quatrième installation de couplage reliant la seconde partie de cadre et la quatrième partie de cadre est telle qu’elle évite un débattement en phase de la seconde et de la quatrième partie de cadre le long du troisième axe et permette un débattement en opposition de phase de la seconde et de la quatrième partie de cadre le long du troisième axe. Une troisième installation de saisie permet de saisir un débattement en opposition de phase du premier et du second cadre le long du second axe. Une telle installation de capteur de vitesse de rotation peut bien être couplée à la première installation de capteur de vitesse de rotation qui est entraînée en rotation.
Selon un autre développement préférentiel, l’installation comprend une installation de couplage pour relier la première partie d’entraînement de cadre et la troisième partie d’entraînement de cadre ainsi qu’une installation de couplage pour relier la seconde partie d’entraînement de cadre et la quatrième partie d’entraînement de cadre. Cela permet d’avoir un couplage linéaire, efficace, des autres parties d’entraînement de cadre.
Selon un autre développement préférentiel, l’installation d’entraînement a un premier entraînement pour entraîner le premier cadre d’entraînement et un second entraînement pour entraîner le second cadre d’entraînement ce qui permet un entraînement symétrique.
Selon un autre développement préférentiel, l’installation d’entraînement a un unique entraînement commun pour entraîner le premier cadre d’entraînement et le second cadre d’entraînement ce qui réduit l’encombrement.
Selon un autre développement préférentiel, la première et/ou seconde installation de rotor comporte une ou plusieurs électrodes en carré conçues pour coopérer avec des électrodes en carré qui se trouvent en dessous, ce qui améliore la précision de l’entraînement.
Selon un autre développement préférentiel, d’autres électrodes sont prévues sous la première installation de rotor et/ou la seconde, compensant les mouvements en quadrature et/ou fournissant des signaux de tests. Une telle construction peut notamment être prévue pour une commande en boucle ouverte. De plus, on peut prévoir des électrodes pour accorder en fréquence et pour détecter le mouvement d’entraînement.
Selon un autre développement préférentiel, la première installation de saisie et la seconde installation de saisie ont chacune plusieurs électrodes en plaques, capacitives, prévues sous la première et la seconde installations de rotor ce qui permet de détecter de manière fiable le basculement.
Selon un autre développement préférentiel, la troisième installation de saisie comporte un ensemble d’électrodes en peigne, capacitives dans le premier et le second cadre, ce qui permet de détecter, de façon fiable, un débattement antisymétrique.
Selon un autre développement préférentiel, le dispositif de capteurs micromécaniques de vitesse de rotation comprend une autre seconde installation de capteur de vitesse de rotation, la première installation de capteur de vitesse de rotation étant reliée à cette autre seconde installation de capteur de vitesse de rotation par l’installation d’entraînement. La construction de la seconde installation de capteur de vitesse de rotation et de l’autre seconde installation de capteur de vitesse de rotation peut être la même. En particulier, l’autre seconde installation de capteur de vitesse de rotation est également l’oscillation linéaire le long du troisième axe entraîné par l’installation d’entraînement à l’aide de l’installation d’entraînement de cadre pour saisir une troisième vitesse de rotation externe autour du premier axe. La seconde installation de capteur de vitesse de rotation et l’autre seconde installation de capteur de vitesse de rotation sont, de préférence, symétriques par rapport à la première installation de capteur de vitesse de rotation. En augmentant la symétrie on réduit l’influence des tolérances de fabrication. L’ensemble de l’installation de capteur de vitesse de rotation est symétrique par rapport à deux axes perpendiculaires dont l’intersection est au centre de l’installation de capteur de vitesse de rotation.
De manière particulièrement avantageuse, le dispositif de capteurs micromécaniques de vitesse de rotation comporte un ensemble de dispositifs de capteurs micromécaniques de vitesse de rotation reliés entre eux en forme de réseau et qui comprennent respectivement une seconde et une autre seconde installations de capteur de vitesse de rotation. La structure globale a ainsi une symétrie plus poussée.
La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l’aide d’exemples de dispositif de capteurs micromécaniques de vitesse de rotation représentés dans les dessins annexés dans lesquels :
DESCRIPTION DE MODES DE REALISATION
Dans les figures les mêmes références désignent des éléments identiques analogues ou de même fonction.
La est une représentation schématique en plan pour décrire un dispositif de capteurs micromécaniques de vitesse de rotation selon un premier mode de réalisation de la présente invention.
A la , la référence 100 désigne une première installation de capteur de vitesse de rotation entraînée en oscillation autour d’un premier axe (axe z) pour saisir une première vitesse de rotation autour d’un second axe (axe y) et une seconde vitesse de rotation externe autour d’un troisième axe (axe x). Le premier, le second et le troisième axes (z, y, x) sont perpendiculaires.
La première installation de capteur de vitesse de rotation (100) entraînée en rotation comprend une première installation de rotor 1a entraînée en oscillation autour du premier axe (axe z) et une seconde installation de rotor (1b) entraînée en oscillation autour du premier axe (axe z) en opposition de phase par rapport à la première installation de rotor 1a.
Dans le présent mode de réalisation, la première installation de rotor 1a et la seconde installation de rotor 1b sont des plaques de forme carrée ; dans l’évidement central respectif sont installées et accrochées une première et une seconde installation de suspension A1a, A1b.
La première installation de rotor 1a bascule autour du second axe (axe y) à la première vitesse de rotation externe et autour du troisième (axe x) à la seconde vitesse de rotation externe. La seconde installation de rotor 1b est basculée autour du second axe (axe y) par la première vitesse de rotation externe et autour du troisième axe x par la seconde vitesse de rotation externe en mode antiparallèle par rapport à la première installation de rotor 1a.
La première et la seconde installation de rotor 1a, 1b sont couplées par une première installation de ressorts F13 comme première installation de couplage pour interdire le basculement parallèle autour du second axe (axe y) et permettre un basculement antiparallèle autour du second axe (axe y) grâce à une constante de ressort anisotrope.
Il est en outre prévu de coupler une seconde installation de couplage K1, K2 par la première installation de rotor 1a et la seconde installation de rotor 1b de façon à interdire un basculement parallèle autour du troisième axe (axe x) et permettre un basculement antiparallèle autour du troisième axe (axe x) et cela également grâce à la constante de ressort anisotrope de la seconde installation de couplage K1, K2.
La seconde installation de couplage K1, K2 a une première partie K1 avec une première bascule 3a1 reliée à la première installation de rotor 1a par une première installation de ressorts y3 et un élément de liaison 3c1. La seconde bascule 3a2 est reliée à la seconde installation de rotor 1b par une seconde installation de ressorts y4 et un élément de liaison 3c2. La première et la seconde bascule 3a1, 3a2 sont reliées par une troisième et une quatrième installation de ressorts y4, y6 respectives à une troisième bascule 3a. La troisième bascule 3a est fixée au substrat (non représenté) par une première suspension élastique A1.
La seconde installation de couplage K1, K2 comporte en outre une quatrième-sixième bascules 3b, 3b1, 3b2 ; la quatrième bascule 3b1 est reliée par une cinquième installation de ressorts y9 et un élément de liaison 3d1 à la première installation de rotor 1. La cinquième bascule 3a2 est reliée par une sixième installation de ressorts y10 et un élément de liaison 3d2 à la seconde installation de rotor 1b. La quatrième et la cinquième bascule 3b1, 3b2 sont reliées respectivement par une septième et une huitième installation de ressorts y11, y12 à la sixième bascule 3b. La sixième bascule 3b est fixée au substrat par une seconde suspension élastique A2.
La première bascule 3a1 et la seconde bascule 3a2 sont reliées par une neuvième et une dixième installation de ressorts y1 et y2 à une première partie de cadre d’entraînement RA1a et à une seconde partie de cadre d’entraînement RA1b; la première partie de cadre d’entraînement RA1a et la seconde partie de cadre d’entraînement RA1b font partie d’un premier cadre d’entraînement RA1a, RA1b.
Enfin, la quatrième bascule 3b1 et la cinquième bascule 3b2 sont reliées par une onzième et une douzième installation de ressorts y7 et y8 à une troisième partie de cadre d’entraînement RA2a et à une quatrième partie de cadre d’entraînement RA2b; la troisième partie de cadre d’entraînement RA2a et la quatrième partie de cadre d’entraînement RA2b font partie d’un second cadre d’entraînement RA2a, RA2b.
Une première installation de saisie CPY, CNY ; CPY', CNY' sert à saisir le basculement antiparallèle de la première et de la seconde installation de rotor 1a, 1b autour du second axe (axe y). Une seconde installation de saisie CPX, CNX ; CPX', CNX' sert à saisir le basculement antiparallèle de la première et de la seconde installation de rotor 1a, 1b autour du troisième axe (axe x).
La première installation de saisie CPY, CNY ; CPY', CNY' et la seconde installation de saisie CPX, CNX ; CPX', CNX' ont, par exemple, un ensemble respectif d’électrodes en forme de plaques, capacitives ou d’autres électrodes permettant d’avoir des mouvements en quadrature, équilibrés et/ou des signaux de test ; elles sont installées sous la première et la seconde installations de rotor 1a, 1b comme cela est indiqué par des cercles respectifs à la .
Une installation d’entraînement AT1, AT2, par exemple, une installation d’entraînement Kamman (représentée seulement schématiquement) comprenant un premier entraînement AT1 et un second entraînement AT2 pour assurer un entraînement oscillant, linéaire, selon le troisième axe (axe x).
Le premier entraînement AT1 est relié au premier cadre d’entraînement RA1a, RA1b.
Le second entraînement AT2 est relié au second cadre d’entraînement RA2a, RA2b.
Le premier cadre d’entraînement RA1a, RA1b et le second cadre d’entraînement RA2a, RA2b sont de forme angulaire et passent latéralement par rapport à la première installation de rotor 1a dans son plan.
La première partie de cadre d’entraînement RA1a est reliée par des ressorts F1, F2 à un support non représenté. La seconde partie de cadre d’entraînement RA1b est reliée par des ressorts F3, F4 au support. En outre, le premier cadre d’entraînement RA1a et le second cadre d’entraînement RA1b sont reliés par un ressort F5. Les ressorts F1-F5 sont réalisés de façon à avoir, de préférence, un mouvement oscillant selon le troisième axe (axe x).
La troisième partie de cadre d’entraînement RA2a est reliée par des ressorts F6, F7 au support non représenté. La quatrième partie de cadre d’entraînement RA2b est reliée par des ressorts F8, F9 au support. En outre, la troisième partie de cadre d’entraînement RA2a et la quatrième partie de cadre d’entraînement RA2b sont reliées l’une à l’autre par un ressort F10. Les ressorts F6-F10 sont également conçus pour assurer de façon préférentielle, un mouvement oscillant le long du troisième axe (axe x).
Les ressorts F10, F14 relient la troisième partie de cadre d’entraînement RA2a et la quatrième partie de cadre d’entraînement RA2b.
La troisième partie de cadre d’entraînement RA2a et la quatrième partie de cadre d’entraînement RA2b entourent la seconde installation de rotor 1b et une seconde installation de capteur de vitesse de rotation 200 entraînée en oscillation linéaire le long du troisième axe (axe x) pour saisir une troisième vitesse de rotation externe, autour du premier axe (axe z) qui ne sera pas détaillé.
La troisième partie de cadre d’entraînement RA2a et la quatrième partie de cadre d’entraînement RA2b s’étendent dans l’intervalle entre la première installation de vitesse de rotation de capteur 100 et la seconde installation de capteur de vitesse de rotation 200, intervalle dans lequel ces installations sont reliées l’une à l’autre par le ressort F14.
En outre, la première partie de cadre d’entraînement RA1a et la troisième partie de cadre d’entraînement RA2a sont reliées par un ressort 11 et la seconde partie de cadre d’entraînement RA1b et la quatrième partie de cadre d’entraînement RA2b sont reliées l’une à l’autre par un ressort F12. Les ressorts F11, F12 sont conçus pour assurer de préférence un mouvement oscillant en opposition de phase le long du troisième axe (axe x) et bloquer le mouvement en phase. La direction respective du mouvement d’entraînement AB du premier et du second cadre d’entraînement (RA1a, RA1b, RA2a, RA2b; RA1a', RA1b', RA2a, RA2b; RA1', RA2') est donnée par des flèches.
La seconde installation de capteur de vitesse de rotation 200 comporte une installation de cadres avec un premier cadre R1a, R1b et un second cadre R2a, R2b; le premier cadre R1a, R1b entoure une première partie de cadre R1a et une seconde partie de cadre R1b et le second cadre R2a, R2b entoure une troisième partie de cadre R2a et une quatrième partie de cadre R2b. Les deux cadres R2a, R2b sont prévus sur les trois côtés voisins du premier cadre R1a, R1b.
Le premier cadre R1a, R1b est entraîné le long du troisième axe x par le second entraînement AT2 par l’intermédiaire de la troisième et de la quatrième partie de cadre d’entraînement RA2a, RA2b et une installation de ressorts F20-F23, F30-F33.
Le second cadre R2a, R2b est entraîné en oscillation par le premier cadre R1a, R1b le long du troisième axe x en opposition de phase au premier cadre R1a, R1b car il est prévu une installation de ressorts F71-F74 qui couple la première partie de cadre R1a et la troisième partie de cadre R2a pour interdire un débattement en phase de la première et de la troisième partie de cadre R1a, R2a le long du troisième axe x et permettre un débattement en opposition de phase de la première et de la troisième partie de cadre R1a, R2a le long du troisième axe x. Une installation de ressorts analogue F81-F84 couple la seconde partie de cadre R1b et la quatrième partie de cadre R2b de façon à interdire un débattement en phase de la seconde et de la quatrième partie de cadre R1b, R2b le long du troisième axe x et permettre un débattement en opposition de phase de la seconde et de la quatrième parties de cadre R1b, R2b le long du troisième axe x.
Une installation de ressorts anisotropes F24, F25, F91, F92 relie la troisième partie de cadre R2a au support ; une installation de ressorts anisotropes F26-F27, F93, F94 relie la quatrième partie de cadre R2b au substrat et une installation de ressorts anisotropes F15 relie le substrat à la troisième partie de cadre R2a et à la quatrième partie de cadre R2b ainsi que la troisième partie de cadre R2a et la quatrième partie de cadre R2b par une liaison réciproque.
Le premier et le second cadre R1a, R1b, R2a ; R2b sont déplacés en oscillation par la troisième vitesse de rotation externe autour du premier axe z, en opposition de phase le long du second axe y. La direction du mouvement d’entraînement AB et la direction du mouvement de détection DB sont représentées par des flèches appropriées.
Une troisième installation de saisie EK1, EK2, par exemple, une structure en peigne, capacitive, sert à saisir un débattement réciproque du premier et du second cadre R1a, R1b, R2a, R2b le long du second axe y ; dans le présent exemple, seul le débattement réciproque de la troisième partie de cadre R2a et de la quatrième partie de cadre R2b est saisi par la troisième installation de saisie EK1, EK2.
La est une représentation schématique dans un plan pour décrire une seconde variante d’une installation de capteur de vitesse de rotation 200’. Le capteur comporte une installation de cadre R1a, R1b avec une première partie de cadre R1a’ et une seconde partie de cadre R1b’ ; la première partie de cadre R1a’, R1b’ et la seconde partie de cadre R1b’ sont entraînées en oscillation le long du troisième axe x. La première et la seconde parties de cadre R1a’, R1b’ sont déplacées en oscillation par la troisième vitesse de rotation externe autour du premier axe z, en opposition de phase, le long du second axe y. En particulier, l’installation de cadre R1a’, R1b’ se compose précisément de deux parties de cadre R1a’, R1b’ à la place des quatre parties de cadre R1a, R2a, R1b, R2b, présentées à la .
La montre une représentation schématique en plan pour la description d’un dispositif de capteurs micromécaniques de vitesse de rotation selon un second mode de réalisation de l’invention.
Le second mode de réalisation a une structure analogue à celle du premier mode de réalisation selon la et cette forme de réalisation se distingue uniquement en ce que la première partie de cadre d’entraînement RA1a et la troisième partie de cadre d’entraînement RA2a ne sont plus reliées directement et aussi la seconde partie de cadre d’entraînement RA1b et la quatrième partie de cadre RA2b ne sont pas reliées directement. La première partie de cadre RA1a est reliée au substrat par un ressort F2a ; la seconde partie de cadre RA1b est reliée au substrat par un ressort F4a, la troisième partie de cadre RA2a est reliée au substrat par un ressort F7a et la quatrième partie de cadre est reliée au substrat par un ressort F9a.
Dans le second mode de réalisation décrit ci-dessus, la liaison indirecte entre le premier cadre d’entraînement RA1a, RA1b du second cadre d’entraînement RA2a, RA2b du second mode de réalisation est représentée avec les composants décrits y1-y6, 3a, 3a1, 3a2 sur un côté contre l’installation de saisie de vitesse de rotation 100 et les composants décrits ci-dessus y7-y12, 3b, 3b1, 3b2 sont prévus sur le composant opposé.
La est une vue de détail à échelle agrandie d’une première variante de couplage entre le premier et le second cadre d’entraînement du dispositif de cadre selon un premier mode de réalisation de l’invention.
Dans la première variante de couplage, la première partie de cadre d’entraînement RA1a et la troisième partie de cadre d’entraînement RA2a ont chacune une extrémité en équerre E1 ou E2 et entre les extrémités E1, E2 un ressort en carré F12b est ancré dans le substrat.
La montre une vue de détail à échelle agrandie d’une seconde variante de couplage du premier et du second cadre d’entraînement du dispositif de capteurs de vitesse de rotation selon le premier mode de réalisation de la présente invention.
Dans la seconde variante de couplage, la première partie de cadre d’entraînement RA1a et la seconde partie de cadre d’entraînement RA2a ont également une extrémité en équerre E1, E2 ; entre les extrémités E1, E2 un ressort F12c en forme de U est accroché dans le substrat. En plus, il est prévu un ressort F1c accroché dans le substrat à la première extrémité E1 et un ressort F2c accroché dans le substrat à la seconde extrémité.
La est une représentation schématique en plan pour décrire un troisième mode de réalisation d’un dispositif de capteurs micromécaniques de vitesse de rotation selon la présente invention.
Dans ce troisième mode de réalisation, la première partie de cadre d’entraînement RA1a’ et la seconde partie de cadre d’entraînement RA1b’ ne sont pas en équerre, mais sont droits et ils ne sont pas reliés l’un à l’autre car le ressort F5 est supprimé.
En particulier, ce troisième mode de réalisation, a uniquement un entraînement, ici le second entraînement AT2, déjà décrit ci-dessus.
Du reste, le premier entraînement AT1 peut être supprimé dans toutes les formes de réalisation si le premier cadre d’entraînement RA1a, RA1b et le second cadre d’entraînement RA2a, RA2b sont couplés linéairement.
Il est en outre représenté schématiquement une électrode en carré Q1 appliquée à la première installation de rotor 1a qui coopère de manière capacitive avec l’électrode en carré Q2 qui se trouve en dessous, pour éviter les mouvements à l’extérieur du plan xy en appliquant une tension correspondante. De telles électrodes en carrés peuvent également être prévues en différents endroits des deux installations de rotor 1a, 1b pour stabiliser le fonctionnement de la première installation de saisie de vitesse de rotation.
Les figures 7a-7c montrent schématiquement une représentation en plan pour décrire différentes installations de suspension par ressort du dispositif de capteurs micromécaniques de vitesse de rotation selon la présente invention.
Aux figures 7a-c, on a représenté, en particulier trois réalisations différentes A’, A’’, A’’’ de la première et seconde installation de suspension A1a, A1b de la première et de la seconde installation de rotor 1a, 1b.
La première réalisation comporte un premier ressort plié L1 qui peut tourner autour du premier axe (axe Z) et basculer autour du second axe (axe Y) et troisième (axe X).
La seconde réalisation comporte un ressort L2 plié différemment qui a les mêmes propriétés mécaniques.
La troisième réalisation A1’’’ comprend une combinaison de ressorts élastiques L3a, L3b, L3c reliés entre eux par des segments d’arcs cintrés, rigides, RK1, RK2. La troisième réalisation A1’’’ peut également tourner autour du premier axe (axe Z) et basculer autour du second axe (axe Y) et du troisième axe (axe X).
Les installations de suspension A’, A’’, A’’’ sont accrochées de manière centrale au substrat (non représenté).
La est une représentation schématique plane pour décrire le dispositif de capteurs micromécaniques de vitesse de rotation selon un quatrième mode de réalisation de l’invention.
Le quatrième mode de réalisation correspond au premier mode de réalisation dans lequel le second entraînement AT2’ n’est pas à l’extérieur du second cadre d’entraînement RA2a’, RA2’b’, mais à l’intérieur ce celui-ci.
En outre, le second cadre d’entraînement est interrompu, les zones de bord RA2a’’, RA2b’’ étant reliées au substrat uniquement par les ressorts F7, R9, mais non directement avec le second entraînement AT2’.
La montre schématiquement en plan pour la description, un dispositif de capteurs micromécaniques de vitesse de rotation selon un cinquième mode de réalisation de l’invention. Ce dispositif comporte deux secondes installations de capteur de vitesse de rotation 200 ; la première installation de capteur de vitesse de rotation 100 est reliée à la seconde installation de capteur de vitesse de rotation 200 par des installations de cadre d’entraînement RA1’, RA2’. Les deux secondes installations de capteur de vitesse de rotation 200 sont symétriques par rapport aux installations de rotor 1a’, 1b’ de la première installation de capteur de vitesse de rotation 100.
La figure est schématique. En particulier, la première et la seconde installation de capteur de vitesse de rotation 100, 200 et les installations de cadres d’entraînement RA1’, RA2’ peuvent avoir n’importe quelle forme de réalisation présentée et décrite ci-dessus.
La est une vue en plan schématique pour décrire un réseau de capteurs de vitesse de rotation selon une forme de réalisation de la présente invention. Le réseau de capteurs micromécaniques de vitesse de rotation comporte un ensemble de dispositifs de capteurs micromécaniques de vitesse de rotation organisés en réseau et reliés les uns aux autres comme le montre la . Les dispositifs de capteurs de vitesse de rotation sont reliés les uns aux autres par des liaisons rigides V1, V2.
Bien que la présente invention soit décrite ci-dessus avec des modes de réalisation préférentiels, elle n’est pas limitée à ceux-ci et en particulier les matières citées et les topologies ne sont données qu’à titre d’exemple non limitatif.
La géométrie et la symétrie de la première et de la seconde installations de capteur de vitesse de rotation présentée dans les formes de réalisation ci-dessus, ne sont données qu’à titre d’exemple et peuvent être modifiées.
En résumé, l’invention a pour objet un dispositif de capteurs micromécaniques de vitesse de rotation comprenant :
- une première installation de capteur de vitesse de rotation tournant autour d’un premier axe (z) oscillant, entraîné par une installation de cadres d’entraînement (RA1a, RA1b, RA2a, RA2b ; RA1a', RA1b', RA2a, RA2b; RA1', RA2') pour saisir une première vitesse de rotation externe autour d’un second axe (y) et une seconde vitesse de rotation externe autour d’un troisième axe (x), le premier, le second et le troisième axe (z, y, x) étant perpendiculaires, et
- une seconde installation de capteur de rotation (200) entraînée en oscillation le long du troisième axe (x) par l’installation d’entraînement (AT1, AT2; AT1', AT2') par l’intermédiaire de l’installation de cadres d’entraînement (RA1a, RA1b, RA2a, RA2b; RA1a', RA1b', RA2a, RA2b; RA1', RA2') pour saisir une troisième vitesse de rotation externe autour du premier axe (z),
- la première installation de capteur de vitesse de rotation (100) étant reliée par l’installation de cadres d’entraînement (RA1a, RA1b, RA2a, RA2b; RA1a', RA1b', RA2a, RA2b; RA1', RA2') à la seconde installation de capteur de vitesse de rotation (200),
- l’installation de cadre d’entraînement (RA1a, RA1b, RA2a, RA2b; RA1a', RA1b', RA2a, RA2b; RA1', RA2') ayant un premier cadre d’entraînement (RA1a, RA1b;RA1') et un second cadre d’entraînement (RA2a, RA2b;RA2') qui sont entraînés en oscillation en opposition de phase le long du troisième axe (x) par l’installation d’entraînement (AT1, AT2; AT1', AT2'),
- la première installation de capteur de vitesse de rotation entraînée en rotation comprenant :
* une première installation de rotation (1a, 1a’) entraînée en rotation autour du premier axe (z),
* une seconde installation de rotation (1b, 1b’) entraînée en oscillation autour du premier axe (z) en opposition de phase avec la première installation de rotation (1a, 1a’),
- la première installation de rotation (1a, 1a’) pouvant basculer par la première vitesse de rotation externe autour du second axe (y) et par la seconde vitesse de rotation externe autour du troisième axe (x), et la seconde installation de rotor (1b, 1b’) est basculée par la première vitesse de rotation externe autour du second axe (y) et la seconde vitesse de rotation externe autour de l’axe (x) de façon antiparallèle à la première installation de rotor (1a, 1a’),
- une première installation de couplage (F5 ; F6 ; SA, SB, F12) ayant une première installation de ressorts (F13) par laquelle la première installation de rotor (1a, 1a’) et la seconde installation de rotor (1b, 1b’) sont couplées de façon à interdire un basculement parallèle autour du second axe (y) et permettre un basculement antiparallèle autour du second axe (y),
- une seconde installation de couplage (K1, K2) par laquelle la première installation de rotor (1a, 1a’) et la seconde installation de rotor (1b, 1b’) sont couplées pour interdire un basculement parallèle autour du troisième axe (x) et permettre un basculement antiparallèle autour du troisième axe (x),
- une première installation de saisie (CPY, CNY ; CPY', CNY') pour saisir le basculement antiparallèle de la première et de la seconde installation de rotor (1a, 1b, 1a’, 1b’) autour du second axe (y), et
- une seconde installation de saisie (CPX, CNX ; CPX', CNX') pour saisir le basculement antiparallèle de la première et de la seconde installations de rotor (1a, 1b, 1a’ ; 1b’) autour du troisième axe (x), ce dispositif de capteurs étant caractérisée en ce que la seconde installation de couplage (K1, K2) comporte une première-troisième bascule (3a, 3a1, 3a2),
* la première bascule (3a1) étant reliée par des installations de ressorts (y3, y5) à la première installation de rotor (1a) et au premier cadre d’entraînement (RA1a),
* la seconde bascule (3a2) étant reliée par des installations de ressorts à la seconde installation de rotor (1b) et au second cadre d’entraînement (RA2a), et
* la première et la seconde bascule (3a1, 3a2) sont reliées par des installations de ressorts respectivement à la troisième bascule (3a) et, la seconde installation de couplage (K1, K2) comporte des quatrième-sixième bascules (3b, 3b1, 3b2),
* la quatrième bascule (3b1) étant reliée par des installations de ressort (y7) à la première installation de rotor (1a) et au premier cadre d’entraînement (RA1b), la cinquième bascule (3b2) étant reliée par des installations de ressorts (y8, y10) à la seconde installation de rotor (1b) et au second cadre d’entraînement (RA2b) et la quatrième et la cinquième bascules (3b1, 3b2) étant reliées par des installations de ressorts (y11, y12) respectivement à la sixième bascule (3b).
Ce dispositif de capteurs micromécaniques de vitesse de rotation est en particulier caractérisé en ce que la seconde installation de capteur de vitesse de rotation (200) entraînée de façon linéaire, comprend :
- une installation de cadres (R1a’, R1b’) avec une première partie de cadre (R1a’) et une seconde partie de cadre (R1b’),
* la première partie de cadre (R1a’) et la seconde partie de cadre (R1b’) étant entraînées en oscillation autour du troisième axe (x),
* la première et la seconde partie de cadre (R1a’, R1b’) étant déviées en oscillation par la troisième vitesse de rotation externe autour du troisième axe (z) en opposition de phase le long du second axe (y).
Suivant une autre caractéristique avantageuse la seconde installation de capteur de vitesse de rotation (200) à entraînement linéaire comprend :
- une installation de cadres (R1a, R1b; R2a, R2b) avec un premier cadre (R1a, R1b) et un second cadre (R2a, R2b),
* le second cadre (R2a, R2b) étant entouré au moins partiellement par le premier cadre (R1a, R1b),
* le premier cadre (R1a, R1b) étant entraîné en oscillation le long du troisième axe (x), et
* le second cadre (R2a, R2b) étant entraîné en oscillation le long du troisième axe (x) en opposition de phase au premier cadre (R1a, R1b),
* le premier et le second cadre (R1a, R1b; R2a, R2b) étant entraînés en oscillation par la troisième vitesse de rotation externe autour du premier axe (z) en opposition de phase le long du second axe (y),
* le premier cadre (R1a, R1b) ayant une première partie de cadre R1a) et une seconde partie de cadre (R1b), le second cadre (R2a, R2b) ayant une troisième partie de cadre (R2a) et une quatrième partie de cadre (R2b),
- une troisième installation de couplage (F71-F74), par laquelle la première partie de cadre (R1a) et la troisième partie de cadre (R2a) sont couplées pour interdire un débattement en phase de la première et de la troisième partie de cadre (R1a ; R2a) le long du troisième axe (x) et permettre un débattement en opposition de phase de la première et de la troisième partie de cadre (R1a, R2a) le long du troisième axe (x),
- une quatrième installation de couplage (F81-F84) couplant la seconde partie de cadre (R1b) et la quatrième partie de cadre (R2b) de façon à interdire un débattement en phase de la première et de la quatrième partie de cadre (R1b, R2b) le long du troisième axe et de permettre le débattement en opposition de phase de la seconde et de la quatrième partie de cadre (R1b, R2b) le long du troisième axe (x), et
- une troisième installation de saisie (EK1, EK2) pour saisir un débattement en opposition de phase du premier et du second cadre (R1a, R1b ; R2a, R2b) le long du second axe (y).
Suivant une autre caractéristique avantageuse, le dispositif de capteurs micromécaniques comprend une installation de couplage (F11) pour relier la première partie de cadre d’entraînement (RA1a) et la troisième partie de cadre (RA2a) et une installation de couplage (F12) pour relier la seconde partie de cadre d’entraînement (RA2b) et la quatrième partie de cadre d’entraînement (RA2b).
Suivant une autre caractéristique avantageuse, l’installation d’entraînement (AT1, AT2; AT1', AT2') a un premier entraînement (AT1, AT1’) pour entraîner le premier cadre d’entraînement (RA1a, RA1b;RA1') et un second entraînement (AT2, AT2’) pour entraîner le second cadre d’entraînement (RA2a, RA2b;RA2').
Suivant une autre caractéristique avantageuse, l’installation d’entraînement (AT1, AT2; AT1', AT2') a un unique entraînement commun (AT2) pour entraîner le premier cadre d’entraînement (RA1a, RA1b;RA1') et le second cadre d’entraînement (RA2a, RA2b;RA2').
En particulier, une ou plusieurs électrodes de signaux de tests sont prévues sous la première et/ou la seconde installations de rotor (1a, 1b; 1a’, 1b’).
Suivant une autre caractéristique, la première et/ou seconde installation de rotor (1a, 1b, 1a’, 1b’) ont une ou plusieurs électrodes au carré (Q1) qui sont réalisées pour coopérer avec les électrodes au carré (Q2) se trouvant en dessous.
Suivant une autre caractéristique, la première installation de saisie (CPY, CNY ; CPY', CNY') et la seconde installation de saisie (CPX, CNX ; CPX', CNX') ont plusieurs électrodes de plaques capacitives, respectives installées sous la première et la seconde installation de rotor (1a, 1b, 1a’, 1b’).
Suivant une autre caractéristique, la troisième installation de saisie (EK1, EK2, EK3) a plusieurs électrodes en peigne, capacitives, qui sont prévues dans le premier et le second cadres (R1, R2, R1’, R2’, R1’’, R2’’).
Suivant une autre caractéristique avantageuse, le dispositif comprend une autre seconde installation de capteur de vitesse de rotation (200), la première installation de capteur de vitesse de rotation (100) étant reliée à la seconde installation de capteur de vitesse de rotation (200) par l’installation de cadres d’entraînement (AT1, AT2; AT1', AT2').
L’invention a également pour objet un réseau de capteurs micromécaniques de vitesse de rotation comprenant un ensemble de dispositifs de capteurs micromécaniques de vitesse de rotation répartis suivant une disposition en réseau et reliés par des dispositifs de capteurs micromécaniques de vitesse de rotation.
Enfin, l’invention a pour objet également un procédé de fabrication consistant à :
- former une installation de cadres d’entraînement (RA1a, RA1b, RA2a, RA2b ; RA1a', RA1b', RA2a, RA2b; RA1', RA2') qui comprend un premier cadre d’entraînement (RA1a, RA1b;RA1') et un second cadre d’entraînement (RA2a, RA2b;RA2') entraînés par une installation d’entraînement (AT1, AT2; AT1', AT2') en opposition de phase le long du troisième axe (x) entraîné en oscillation,
- former une première installation de capteur de vitesse de rotation entraînée en rotation autour d’un premier axe (z) en oscillation par l’installation d’entraînement (AT1, AT2; AT1', AT2') par l’intermédiaire de l’installation de cadre d’entraînement (RA1a, RA1b, RA2a, RA2b; RA1a', RA1b', RA2a, RA2b; RA1', RA2') avec une première installation de capteur (100) pour générer une première vitesse de rotation externe autour d’un second axe (y) et une troisième vitesse de rotation externe autour d’un troisième axe (x), le premier, le second et le troisième axes (z, y, x) étant perpendiculaires entre eux, et
- former la seconde installation de capteur de vitesse de rotation (200) oscillant linéairement le long du troisième axe (x) par l’installation d’entraînement (AT1, AT2; AT1', AT2') avec la seconde installation de capteur de vitesse de rotation (200) par l’intermédiaire de l’installation de cadres d’entraînement (RA1a, RA1b, RA2a, RA2b; RA1a', RA1b', RA2a, RA2b; RA1', RA2'), pour saisir une troisième vitesse de rotation externe autour du premier axe (z), et
- relier la première installation de capteur de vitesse de rotation (100) par l’installation de cadres d’entraînement (RA1a, RA1b, RA2a, RA2b ; RA1a’, RA1b’, RA2a, RA2b ; RA1’, RA2’) à la seconde installation de capteur de vitesse de rotation (200),
- la première installation de capteur de vitesse de rotation (100) entraînée en rotation comprenant :
* une première installation de rotor (1a, 1a’), entraînée en oscillation autour du premier axe (z),
* une seconde installation de rotor (1b, 1b’) entraînée en oscillation par rapport à la première installation de rotor (1a, 1a’) autour du premier axe (z),
* la première installation de rotor (1a, 1a’) étant basculée par la première vitesse de rotation externe autour du second axe (y) et par la seconde vitesse de rotation externe autour du troisième axe (x), et
* la seconde installation de rotor (1b, 1b’) étant basculée de façon antiparallèle par rapport à la première installation de rotor (1a, 1a’) par la première vitesse de rotation externe autour du second axe (y) et la seconde vitesse de rotation externe autour du troisième axe (x),
- une première installation de couplage (F5, F6, SA, SB, F12) ayant une première installation de ressorts (F13) couplant la première installation de rotor (1a, 1a’) et la seconde installation de rotor (1b, 1b’) de façon à interdire un basculement parallèle autour du second axe (y) et permettre un basculement antiparallèle autour du second axe (y),
- une seconde installation de couplage (K1, K2) couplant la première installation de rotor (1a, 1a’) et la seconde installation de rotor (1b, 1b’) de façon à interdire un basculement parallèle autour du troisième axe (x) et permettre un basculement antiparallèle autour du troisième axe (x),
- une première installation de saisie (CPY, CNY ; CPY', CNY') pour saisir un basculement antiparallèle de la première et de la seconde installations de rotor (1a, 1b, 1a’, 1b’) autour du second axe (y), et
- une seconde installation de saisie (CPX, CNX ; CPX', CNX') pour saisir un basculement antiparallèle de la première et de la troisième installations de rotor (1a, 1b, 1a’, 1b’) autour du troisième axe,
ce procédé étant caractérisé en ce que
- la seconde installation de couplage (K1, K2) comprend des première-quatrième bascules (3a1, 3a2), la première bascule (3a1) étant reliée par des installations de ressorts (y3, y5) à la première installation de rotor (1a) et au premier cadre d’entraînement (RA1a), la seconde bascule (3a2) étant reliée par des installations de ressorts à la seconde installation de rotor (1b) et au second cadre d’entraînement (RA2a) et la première et la seconde bascules (3a1, 3a2) étant reliées par des installations de ressorts respectivement à la troisième bascule (3a), et
- la seconde installation de couplage (K1, K2) ayant une quatrième-sixième bascule (3b; 3b1, 3b2), la quatrième bascule (3b1) étant reliée par des installations de ressorts (y7) à la première installation de rotor (1a) et au premier cadre d’entraînement (RA1b), la cinquième bascule (3b2) étant reliée par des installations de ressorts (y8, y10) à la seconde installation de rotor (1b) et au second cadre d’entraînement (RA2b) et la quatrième et la cinquième bascule (3b1, 3b2) étant reliées par des installations de ressorts (y11, y12) respectivement avec la sixième bascule (3b).
Claims (13)
- Dispositif de capteurs micromécaniques de vitesse de rotation comprenant :
- une première installation de capteur de vitesse de rotation rotative autour d’un premier axe (z) oscillant, entraînée par une installation de cadres d’entraînement (RA1a, RA1b, RA2a, RA2b ; RA1a', RA1b', RA2a, RA2b; RA1', RA2') pour saisir une première vitesse de rotation externe autour d’un second axe (y) et une seconde vitesse de rotation externe autour d’un troisième axe (x), le premier, le second et le troisième axe (z,y, x) étant perpendiculaires, et
- une seconde installation de capteur de rotation (200) entraînée en oscillation le long du troisième axe (x) par l’installation d’entraînement (AT1, AT2; AT1', AT2') par l’intermédiaire de l’installation de cadres d’entraînement (RA1a, RA1b, RA2a, RA2b; RA1a', RA1b', RA2a, RA2b; RA1', RA2') pour saisir une troisième vitesse de rotation externe autour du premier axe (z),
- la première installation de capteur de vitesse de rotation (100) étant reliée par l’installation de cadres d’entraînement (RA1a, RA1b, RA2a, RA2b; RA1a', RA1b', RA2a, RA2b; RA1', RA2') à la seconde installation de capteur de vitesse de rotation (200),
- l’installation de cadres d’entraînement (RA1a, RA1b, RA2a, RA2b; RA1a', RA1b', RA2a, RA2b; RA1', RA2') ayant un premier cadre d’entraînement (RA1a, RA1b;RA1') et un second cadre d’entraînement (RA2a, RA2b;RA2') qui sont entraînés en oscillation en opposition de phase le long du troisième axe (x) par l’installation d’entraînement (AT1, AT2; AT1', AT2'),
- la première installation de capteur de vitesse de rotation entraînée en rotation comprenant :
* une première installation de rotation (1a, 1a’) entraînée en rotation autour du premier axe (z),
* une seconde installation de rotation (1b, 1b’) entraînée en oscillation autour du premier axe (z) en opposition de phase avec la première installation de rotation (1a, 1a’),
- la première installation de rotation (1a, 1a’) pouvant basculer par la première vitesse de rotation externe autour du second axe (y) et par la seconde vitesse de rotation externe autour du troisième axe (x), et la seconde installation de rotor (1b, 1b’) est basculée par la première vitesse de rotation externe autour du second axe (y) et la seconde vitesse de rotation externe autour de l’axe (x) de façon antiparallèle à la première installation de rotor (1a, 1a’),
- une première installation de couplage (F5 ; F6 ; SA, SB, F12) ayant une première installation de ressorts (F13) par laquelle la première installation de rotor (1a, 1a’) et la seconde installation de rotor (1b, 1b’) sont couplées de façon à interdire un basculement parallèle autour du second axe (y) et permettre un basculement antiparallèle autour du second axe (y),
- une seconde installation de couplage (K1, K2) par laquelle la première installation de rotor (1a, 1a’) et la seconde installation de rotor (1b, 1b’) sont couplées pour interdire un basculement parallèle autour du troisième axe (x) et permettre un basculement antiparallèle autour du troisième axe (x),
- une première installation de saisie (CPY, CNY ; CPY', CNY') pour saisir le basculement antiparallèle de la première et de la seconde installation de rotor (1a, 1b, 1a’, 1b’) autour du second axe (y), et
- une seconde installation de saisie (CPX, CNX ; CPX', CNX') pour saisir le basculement antiparallèle de la première et de la seconde installation de rotor (1a, 1b, 1a’ ; 1b’) autour du troisième axe (x),
dispositif de capteurs caractérisée en ce que
la seconde installation de couplage (K1, K2) comporte une première-troisième bascule (3a, 3a1, 3a2),
* la première bascule (3a1) étant reliée par des installations de ressorts (y3, y5) à la première installation de rotor (1a) et au premier cadre d’entraînement (RA1a), la seconde bascule (3a2) étant reliée par des installations de ressorts à la seconde installation de rotor (1b) et au second cadre d’entraînement (RA2a), la première et la seconde bascules (3a1, 3a2) étant reliées par des installations de ressorts respectivement à la troisième bascule (3a), et
la seconde installation de couplage (K1, K2) comporte des quatrième-sixième bascules (3b, 3b1, 3b2),
* la quatrième bascule (3b1) étant reliée par des installations de ressorts (y7) à la première installation de rotor (1a) et au premier cadre d’entraînement (RA1b), la cinquième bascule (3b2) étant reliée par des installations de ressorts (y8, y10) à la seconde installation de rotor (1b) et au second cadre d’entraînement (RA2b) et la quatrième et la cinquième bascule (3b1, 3b2) sont reliées par des installations de ressorts (y11, y12) respectivement à la sixième bascule (3b). - Dispositif de capteurs micromécaniques de vitesse de rotation selon la revendication 1,
dans lequel
la seconde installation de capteur de vitesse de rotation (200) entraînée de façon linéaire, comprend :
une installation de cadre (R1a’, R1b’) avec une première partie de cadre (R1a’) et une seconde partie de cadre (R1b’),
* la première partie de cadre (R1a’) et la seconde partie de cadre (R1b’) étant entraînées en oscillation autour du troisième axe (x),
* la première et la seconde parties de cadre (R1a’, R1b’) étant déviées en oscillation par la troisième vitesse de rotation externe autour du troisième axe (z) en opposition de phase le long du second axe (y). - Dispositif de capteurs micromécaniques de vitesse de rotation selon la revendication 1,
selon lequel
la seconde installation de capteur de vitesse de rotation (200) à entraînement linéaire comprend :
- une installation de cadres (R1a, R1b; R2a, R2b) avec un premier cadre (R1a, R1b) et un second cadre (R2a, R2b),
* le second cadre (R2a, R2b) étant entouré au moins partiellement par le premier cadre (R1a, R1b),
* le premier cadre (R1a, R1b) étant entraîné en oscillation le long du troisième axe (x), et
* le second cadre (R2a, R2b) étant entraîné en oscillation le long du troisième axe (x) en opposition de phase au premier cadre (R1a, R1b),
* le premier et le second cadre (R1a, R1b; R2a, R2b) étant déplacés en oscillation par la troisième vitesse de rotation externe autour du premier axe (z) en opposition de phase le long du second axe (y),
* le premier cadre (R1a, R1b) ayant une première partie de cadre R1a) et une seconde partie de cadre (R1b) et le second cadre (R2a, R2b) ayant une troisième partie de cadre (R2a) et une quatrième partie de cadre (R2b),
- une troisième installation de couplage (F71-F74), par laquelle la première partie de cadre (R1a) et la troisième partie de cadre (R2a) sont couplées pour interdire un débattement en phase de la première et de la troisième parties de cadre (R1a ; R2a) le long du troisième axe (x) et permettre un débattement en opposition de phase de la première et de la troisième partie de cadre (R1a, R2a) le long du troisième axe (x),
- une quatrième installation de couplage (F81-F84) couplant la seconde partie de cadre (R1b) et la quatrième partie de cadre (R2b) de façon à interdire un débattement en phase de la première et de la quatrième partie de cadre (R1b, R2b) le long du troisième axe et de permettre le débattement en opposition de phase de la seconde et de la quatrième partie de cadre (R1b, R2b) le long du troisième axe (x), et
- une troisième installation de saisie (EK1, EK2) pour saisir un débattement en opposition de phase du premier et du second cadres (R1a, R1b ; R2a, R2b) le long du second axe (y). - Dispositif de capteurs micromécaniques de vitesse de rotation selon l’une des revendications précédentes,
comprenant :
une installation de couplage (F11) pour relier la première partie de cadre d’entraînement (RA1a) et la troisième partie de cadre (RA2a) et une installation de couplage (F12) pour relier la seconde partie de cadre (RA2b) et la quatrième partie de cadre (RA2b). - Dispositif de capteurs micromécaniques de vitesse de rotation selon l’une quelconque des revendications précédentes,
selon lequel
l’installation d’entraînement (AT1, AT2; AT1', AT2') a un premier entraînement (AT1, AT1’) pour entraîner le premier cadre d’entraînement (RA1a, RA1b;RA1') et un second entraînement (AT2, AT2’) pour entraîner le second cadre d’entraînement (RA2a, RA2b;RA2'). - Dispositif de capteurs micromécaniques de vitesse de rotation selon l’une des revendications 1 à 4,
selon lequel
l’installation d’entraînement (AT1, AT2; AT1', AT2') a un unique entraînement commun (AT2) pour entraîner le premier cadre d’entraînement (RA1a, RA1b;RA1') et le second cadre d’entraînement (RA2a, RA2b;RA2'). - Dispositif de capteurs micromécaniques de vitesse de rotation selon l’une quelconque des revendications précédentes,
selon lequel
une ou plusieurs électrodes de signaux de test sont prévues sous la première et/ou la seconde installation de rotor (1a, 1b ; 1a’, 1b’). - Dispositif de capteurs micromécaniques de vitesse de rotation selon l’une quelconque des revendications précédentes,
selon lequel
la première et/ou seconde installation de rotor (1a, 1b, 1a’, 1b’) ont une ou plusieurs électrodes en carré (Q1) réalisées pour coopérer avec les électrodes en carré (Q2) se trouvant en dessous. - Dispositif de capteurs micromécaniques de vitesse de rotation selon l’une quelconque des revendications précédentes,
selon lequel
la première installation de saisie (CPY, CNY ; CPY', CNY') et la seconde installation de saisie (CPX, CNX ; CPX', CNX') ont plusieurs électrodes de plaques capacitives, respectives installées sous la première et la seconde installation de rotor (1a, 1b, 1a’, 1b’). - Dispositif de capteurs micromécaniques de vitesse de rotation selon l’une quelconque des revendications 3 à 9,
selon lequel
la troisième installation de saisie (EK1, EK2, EK3) a plusieurs électrodes en peigne, capacitives prévues dans le premier et le second cadre (R1, R2, R1’, R2’, R1’’, R2’’). - Dispositif de capteurs micromécaniques de vitesse de rotation selon l’une quelconque des revendications précédentes,
comprenant:
une autre seconde installation de capteur de vitesse de rotation (200), la première installation de capteur de vitesse de rotation (100) étant reliée par l’installation de cadre d’entraînement (AT1, AT2; AT1', AT2') à la seconde installation de capteur de vitesse de rotation (200). - Réseau de capteurs micromécaniques de vitesse de rotation comprenant un ensemble de dispositifs de capteurs micromécaniques de vitesse de rotation répartis suivant une disposition en réseau et reliés par des dispositifs de capteurs micromécaniques de vitesse de rotation.
- Procédé de fabrication d’un dispositif de capteurs micromécaniques de vitesse de rotation comprenant les étapes suivantes consistant à :
- former une installation de cadres d’entraînement (RA1a, RA1b, RA2a, RA2b ; RA1a', RA1b', RA2a, RA2b; RA1', RA2') qui comprend un premier cadre d’entraînement (RA1a, RA1b;RA1') et un second cadre d’entraînement (RA2a, RA2b;RA2') entraînés en oscillation par une installation d’entraînement (AT1, AT2; AT1', AT2') en opposition de phase le long du troisième axe (x),
- former une première installation de capteur de vitesse de rotation entraînée en rotation autour d’un premier axe (z) en oscillation par l’installation d’entraînement (AT1, AT2; AT1', AT2') par l’intermédiaire de l’installation de cadres d’entraînement (RA1a, RA1b, RA2a, RA2b; RA1a', RA1b', RA2a, RA2b; RA1', RA2') avec une première installation de capteur (100) pour générer une première vitesse de rotation externe autour d’un second axe (y) et une troisième vitesse de rotation externe autour d’un troisième axe (x), le premier, le second et le troisième axe (z, y, x) étant perpendiculaires entre eux, et
- former la seconde installation de capteur de vitesse de rotation (200) oscillant linéairement le long du troisième axe (x) par l’installation d’entraînement (AT1, AT2; AT1', AT2') par l’intermédiaire de l’installation de cadres d’entraînement (RA1a, RA1b, RA2a, RA2b; RA1a', RA1b', RA2a, RA2b; RA1', RA2'), pour saisir une troisième vitesse de rotation externe autour du premier axe (z), et
- relier la première installation de capteur de vitesse de rotation (100) par l’installation de cadres d’entraînement (RA1a, RA1b, RA2a, RA2b ; RA1a’, RA1b’, RA2a, RA2b ; RA1’, RA2’) à la seconde installation de capteur de vitesse de rotation (200),
* la première installation de capteur de vitesse de rotation (100) entraînée en rotation comprenant :
** une première installation de rotor (1a, 1a’), entraînée en oscillation autour du premier axe (z),
** une seconde installation de rotor (1b, 1b’) entraînée en oscillation par rapport à la première installation de rotor (1a, 1a’) autour du premier axe (z),
* la première installation de rotor (1a, 1a’) étant basculée par la première vitesse de rotation externe autour du second axe (y) et par la seconde vitesse de rotation externe autour du troisième axe (x), et
* la seconde installation de rotor (1b, 1b’) étant basculée de façon antiparallèle par rapport à la première installation de rotor (1a, 1a’) par la première vitesse de rotation externe autour du second axe (y) et la seconde vitesse de rotation externe autour du troisième axe (x),
- une première installation de couplage (F5, F6, SA, SB, F12) ayant une première installation de ressort (F13) couplant la première installation de rotor (1a, 1a’) et la seconde installation de rotor (1b, 1b’) de façon à interdire un basculement parallèle autour du second axe (y) et permettre un basculement antiparallèle autour du second axe (y),
- une seconde installation de couplage (K1, K2) couplant la première installation de rotor (1a, 1a’) et la seconde installation de rotor (1b, 1b’) de façon à interdire un basculement parallèle autour du troisième axe (x) et permettre un basculement antiparallèle autour du troisième axe (x),
- une première installation de saisie (CPY, CNY ; CPY', CNY') pour saisir un basculement antiparallèle de la première et de la seconde installation de rotor (1a, 1b, 1a’, 1b’) autour du second axe (y), et
- une seconde installation de saisie (CPX, CNX ; CPX', CNX') pour saisir un basculement antiparallèle de la première et de la troisième installation de rotor (1a, 1b, 1a’, 1b’) autour du troisième axe,
procédé caractérisé en ce que
- la seconde installation de couplage (K1, K2) comprend des première-quatrième bascules (3a1, 3a2),
* la première bascule (3a1) étant reliée par des installations de ressorts (y3, y5) à la première installation de rotor (1a) et au premier cadre d’entraînement (RA1a),
* la seconde bascule (3a2) étant reliée par des installations de ressorts à la seconde installation de rotor (1b) et au second cadre d’entraînement (RA2a) et la première et la seconde bascule (3a1, 3a2) étant reliées par des installations de ressorts respectivement à la troisième bascule (3a), et
- la seconde installation de couplage (K1, K2) a des quatrième-sixième bascules (3b; 3b1, 3b2), la quatrième bascule (3b1) étant reliée par des installations de ressorts (y7) à la première installation de rotor (1a) et au premier cadre d’entraînement (RA1b), la cinquième bascule (3b2) étant reliée par des installations de ressorts (y8, y10) à la seconde installation de rotor (1b) et au second cadre d’entraînement (RA2b) et la quatrième et la cinquième bascule (3b1, 3b2) étant reliées par des installations de ressorts (y11, y12) respectivement avec la sixième bascule (3b).
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