FR3139204A1 - Longitudinal position detection system - Google Patents
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Abstract
Système de détection de position longitudinale comprenant : une structure (1a) comprenant un premier aimant (2a) et un deuxième aimant (2b) alignés et espacés, en vis-à-vis desquels est disposé un carénage (3), les aimants (2a,2b) présentant chacun une polarisation normale à leur longueur, et au carénage (3) mais de sens opposées, le premier aimant (2a) générant une intensité magnétique maximale dans un plan normal au carénage (3) et passant entre les deux aimants (2a,2b) correspondant à une première position longitudinale,un levier (1b) disposé entre les aimants (2a,2b) et le carénage (3), mobile dans une direction normale au champ magnétique des aimants (2a,2b), le levier étant muni d’un premier moyen de détection d’un champ magnétique (4) configuré pour émettre un premier état d’un signal lorsque le champ magnétique mesuré est supérieur à un seuil de déclenchement mémorisé correspondant au levier (1b) positionné dans la première position longitudinale. Figure pour l’abrégé : Fig 1Longitudinal position detection system comprising: a structure (1a) comprising a first magnet (2a) and a second magnet (2b) aligned and spaced apart, opposite which a fairing (3) is arranged, the magnets (2a , 2b) each having a polarization normal to their length, and to the fairing (3) but in opposite directions, the first magnet (2a) generating a maximum magnetic intensity in a plane normal to the fairing (3) and passing between the two magnets ( 2a, 2b) corresponding to a first longitudinal position, a lever (1b) arranged between the magnets (2a, 2b) and the fairing (3), movable in a direction normal to the magnetic field of the magnets (2a, 2b), the lever being provided with a first means for detecting a magnetic field (4) configured to emit a first state of a signal when the measured magnetic field is greater than a stored trigger threshold corresponding to the lever (1b) positioned in the first longitudinal position. Figure for abstract: Fig 1
Description
L’invention a pour domaine technique les commutateurs, notamment les commutateurs linéaires.The technical field of the invention is switches, in particular linear switches.
Les microinterrupteurs sont toujours couramment utilisés dans les actionneurs pour des applications de détermination de la fin de course et également comme capteurs de position intermédiaires et capteurs de zone.Microswitches are still commonly used in actuators for end-of-stroke applications and also as intermediate position sensors and zone sensors.
Des capteurs de positon sont connus comme alternative aux microinterrupteurs. Parmi ces capteurs, on peut citer les capteurs à effet Hall, dont le signal de sortie est proportionnel au champ magnétique détecté, et les interrupteurs à effet Hall dérivés de ceux-ci dont le signal de sortie est binaire et basé sur la comparaison de l’intensité du champ magnétique mesuré à un seuil prédéfini.Position sensors are known as an alternative to microswitches. Among these sensors, we can cite Hall effect sensors, whose output signal is proportional to the detected magnetic field, and Hall effect switches derived from these whose output signal is binary and based on the comparison of the The intensity of the magnetic field measured at a predefined threshold.
La difficulté d’utilisation des capteurs à effet Hall réside dans la précision et la répétabilité de la mesure d’une position donnée, du fait d’un point d’activation très sensible à la distance aimant-capteur, notamment dans les directions perpendiculaires à la direction de mouvement principale que l’on cherche à détecter.The difficulty in using Hall effect sensors lies in the precision and repeatability of the measurement of a given position, due to an activation point very sensitive to the magnet-sensor distance, particularly in directions perpendicular to the main direction of movement that we seek to detect.
De l’état de la technique antérieure, on connait les documents suivants :From the state of the prior art, we know the following documents:
Le document US5500589 divulgue un capteur dans lequel l’aimant est monté sur la même pièce que le capteur de champ magnétique. Le document a pour objet principal, de déplacer l’aimant par rapport au capteur pour calibrer la détection. La différence de longueur des éléments ferromagnétiques est calculée pour faciliter l’installation et la calibration de la position de l’aimant dans la cavité du capteur.Document US5500589 discloses a sensor in which the magnet is mounted on the same part as the magnetic field sensor. The main purpose of the document is to move the magnet in relation to the sensor to calibrate the detection. The difference in length of the ferromagnetic elements is calculated to facilitate installation and calibration of the position of the magnet in the sensor cavity.
Le document US5867021 divulgue un capteur rotatif, dans lequel l’aimant est monté sur la même pièce que le capteur de champ magnétique. Le but de ce document est de déterminer la distance du capteur à une roue en rotation. La longueur des éléments ferromagnétiques varie essentiellement afin de produire des signaux de longueur différente.Document US5867021 discloses a rotary sensor, in which the magnet is mounted on the same part as the magnetic field sensor. The purpose of this paper is to determine the distance from the sensor to a rotating wheel. The length of the ferromagnetic elements essentially varies in order to produce signals of different lengths.
Le document US5493216 décrit un capteur dans lequel un premier élément génère un champ magnétique et un deuxième élément détecte le champ magnétique généré et en assure le traitement. Le champ magnétique détecté varie en fonction de la position selon l’axe de mouvement principal mais la sortie ou le point de changement d’état peut varier en fonction d’une variation de la distance entre les deux éléments. Cette dépendance à la variation de distance n’est pas souhaitée dans des cas où la détection de position doit être faite avec une précision élevée.Document US5493216 describes a sensor in which a first element generates a magnetic field and a second element detects the generated magnetic field and processes it. The detected magnetic field varies depending on the position along the main axis of movement but the output or point of change of state can vary depending on a variation in the distance between the two elements. This dependence on distance variation is not desired in cases where position detection must be done with high precision.
D’une manière générale, les configurations connues de capteurs présentent une configuration similaire à celle décrite dans le document US5493216.Generally speaking, known sensor configurations have a configuration similar to that described in document US5493216.
Plusieurs combinaisons d’aimants sont connues pour modifier les propriétés du champ magnétique afin de rendre la sortie du capteur à effet Hall plus linéaire ou le point d’activation de l’interrupteur à effet Hall plus répétable.Several combinations of magnets are known to change the properties of the magnetic field to make the output of the Hall sensor more linear or the activation point of the Hall switch more repeatable.
Une configuration à trois aimants à taille inégale est connue. Cette configuration à comme avantage d’être moins sensible à la distance capteur-aimant. Dans ce cas, le capteur à effet Hall est associé à un circuit électronique en sortie, n’émettant un signal que lorsque le signal d’entrée est supérieur à un seuil prédéterminé, créant ainsi un interrupteur à effet Hall. Les aimants sont dimensionnés afin que la ligne de champ perpendiculaire à l’interrupteur à effet Hall qui correspond au seuil d’activation de celui-ci soit perpendiculaire à l’axe de mouvement principal.A three-magnet configuration of unequal size is known. This configuration has the advantage of being less sensitive to the sensor-magnet distance. In this case, the Hall effect sensor is associated with an electronic output circuit, emitting a signal only when the input signal is greater than a predetermined threshold, thus creating a Hall effect switch. The magnets are sized so that the field line perpendicular to the Hall effect switch which corresponds to its activation threshold is perpendicular to the main axis of movement.
Ces trois aimants sont montés sur une plaque de support qui peut être amagnétique ou ferromagnétique.These three magnets are mounted on a support plate which can be non-magnetic or ferromagnetic.
Il existe néanmoins un problème de fiabilité et de précision ainsi qu’une dépendance à la distance aimant-capteur dans tous les systèmes à un ou deux aimants décrits dans l’état de l’art antérieur.There is nevertheless a problem of reliability and precision as well as a dependence on the magnet-sensor distance in all the systems with one or two magnets described in the state of the prior art.
Il existe un problème de faible largeur de la zone active lorsque trois aimants sont employés, de sorte que les systèmes décrits ne peuvent remplacer les microcommutateurs pour des applications de commutateur à position d’arrêt intermédiaire (1mm).There is a problem of small width of the active area when three magnets are employed, so that the systems described cannot replace microswitches for switch applications with intermediate stop position (1mm).
L’invention a pour objet un système de détection de position longitudinale comprenant une structure et un levier, le levier étant disposé mobile en translation dans une direction préfinie.The subject of the invention is a longitudinal position detection system comprising a structure and a lever, the lever being arranged to move in translation in a predefined direction.
a. la structure comprenant un premier aimant et un deuxième aimant, alignés et espacés, en vis-à-vis desquels est disposé un carénage, les aimants présentant chacun une polarisation normale à la direction de translation du levier, et au carénage mais de sens opposé, le premier aimant générant une intensité magnétique maximale dans un plan normal au carénage et passant entre les deux aimants, correspondant à une première position longitudinale,has. the structure comprising a first magnet and a second magnet, aligned and spaced apart, opposite which a fairing is arranged, the magnets each having a polarization normal to the direction of translation of the lever, and to the fairing but in the opposite direction, the first magnet generating a maximum magnetic intensity in a plane normal to the fairing and passing between the two magnets, corresponding to a first longitudinal position,
b. le levier étant disposé entre les aimants et le carénage, le levier étant muni d’un premier moyen de détection d’un champ magnétique configuré pour émettre un premier état d’un signal lorsque le champ magnétique mesuré est supérieur à un seuil de déclenchement mémorisé correspondant au levier positionné dans la première position longitudinale.b. the lever being arranged between the magnets and the fairing, the lever being provided with a first means of detecting a magnetic field configured to emit a first state of a signal when the measured magnetic field is greater than a stored trigger threshold corresponding to the lever positioned in the first longitudinal position.
Le seuil mémorisé peut être fixe ou variable en fonction notamment de la température de sorte à compenser la variation des propriétés magnétique du premier aimant.The memorized threshold can be fixed or variable depending in particular on the temperature so as to compensate for the variation in the magnetic properties of the first magnet.
Le système de détection de position longitudinale peut comprendre une deuxième paire d’aimants et un deuxième moyen de détection d’un champ magnétique, la deuxième paire d’aimants étant fixée sur la structure, le deuxième moyen de détection étant disposé dans le levier, le champ magnétique du premier aimant de la deuxième paire d’aimants étant configuré pour présenter une intensité maximale dans un plan normal à un carénage disposé en vis-à-vis de la deuxième paire d’aimants et passant par l’espace entre les aimants de la deuxième paire d’aimants, correspondant à une deuxième position longitudinale différente de la première position longitudinale.The longitudinal position detection system may comprise a second pair of magnets and a second means for detecting a magnetic field, the second pair of magnets being fixed on the structure, the second detection means being arranged in the lever, the magnetic field of the first magnet of the second pair of magnets being configured to present a maximum intensity in a plane normal to a fairing arranged opposite the second pair of magnets and passing through the space between the magnets of the second pair of magnets, corresponding to a second longitudinal position different from the first longitudinal position.
La première position et/ou la deuxième positions longitudinales peuvent être ajustables.The first position and/or the second longitudinal positions may be adjustable.
Les deux paires d’aimants peuvent être alignées perpendiculairement à la direction de déplacement du levier et dans le plan de capteurs de champ magnétique compris dans chaque moyen de détection de champ magnétique, afin de limiter l’influence des aimants d’une paire d’aimants sur les aimants de l’autre paire d’aimants.The two pairs of magnets can be aligned perpendicular to the direction of movement of the lever and in the plane of magnetic field sensors included in each magnetic field detection means, in order to limit the influence of the magnets of a pair of magnets. magnets on the magnets of the other pair of magnets.
Le premier moyen de détection d’un champ magnétique peut comprendre un premier capteur de champ magnétique connecté à un premier moyen de calcul, la sortie du premier moyen de détection d’un champ magnétique pouvant être connectée à une entrée d’une porte ET, le deuxième moyen de détection d’un champ magnétique pouvant comprendre un deuxième capteur de champ magnétique connecté à un deuxième moyen de calcul, la sortie du deuxième moyen de détection d’un champ magnétique pouvant être connectée à la fois à une première sortie du système de détection de position longitudinale et à une entrée d’une porte NON, la sortie de la porte NON pouvant être connectée à l’autre entrée de la porte ET, la sortie de la porte ET formant une deuxième sortie du système de détection de position longitudinale, le premier moyen de détection permettant de déterminer une position de milieu de course du levier, le deuxième moyen de détection permettant de déterminer une position ouverte du levier, la deuxième sortie du système portant un signal à deux états prenant une première valeur lorsque la position de milieu de course est atteinte par le premier moyen de détection mais que la position ouverte n’est pas atteinte par le deuxième moyen de détection.The first means of detecting a magnetic field may comprise a first magnetic field sensor connected to a first calculation means, the output of the first means of detecting a magnetic field being able to be connected to an input of an AND gate, the second means for detecting a magnetic field may comprise a second magnetic field sensor connected to a second calculation means, the output of the second means for detecting a magnetic field may be connected both to a first output of the system longitudinal position detection and to an input of a NOT gate, the output of the NOT gate can be connected to the other input of the AND gate, the output of the AND gate forming a second output of the position detection system longitudinal, the first detection means making it possible to determine a mid-stroke position of the lever, the second detection means making it possible to determine an open position of the lever, the second output of the system carrying a two-state signal taking a first value when the mid-stroke position is reached by the first detection means but the open position is not reached by the second detection means.
Le capteur de champ magnétique compris dans un moyen de détection de champ magnétique peut être un capteur à effet Hall.The magnetic field sensor included in a magnetic field detection means may be a Hall effect sensor.
Les aimants peuvent être des aimants permanents.The magnets may be permanent magnets.
Le premier aimant et le deuxième aimant peuvent être fixés à la structure par un support d’aimants, le support d’aimants et le carénage pouvant être réalisés en matériau ferromagnétique.The first magnet and the second magnet can be fixed to the structure by a magnet support, the magnet support and the fairing can be made of ferromagnetic material.
Le support d’aimants peut comprendre un perçage, la structure étant munie d’un taraudage, de sorte qu’un moyen de fixation puisse être inséré simultanément à travers le perçage du support d’aimants et à travers le taraudage de la structure, de sorte à fixer le support d’aimants sur la structure.The magnet support may comprise a bore, the structure being provided with a thread, so that a fixing means can be inserted simultaneously through the bore of the magnet support and through the thread of the structure, so as to fix the magnet support on the structure.
Ledit perçage peut être débouchant dans l’espace entre les aimants, de sorte à faciliter l’insertion d’un moyen de fixation.Said drilling can open into the space between the magnets, so as to facilitate the insertion of a fixing means.
Une rainure peut être ménagée dans la structure, le support d’aimants pouvant être disposé mobile en translation dans la rainure, le taraudage dans la structure étant alors oblong, la rainure et le taraudage oblong permettant d’ajuster la position du support d’aimants, alors que la rainure permet de maintenir latéralement le support d’aimants et d’en empêcher la rotation par rapport à la direction de mouvement du levier, la rainure et le taraudage oblong permettant par ailleurs de régler la position de changement d’état d’un commutateur à champ magnétique en changeant la position relative entre d’une part le premier aimant et le deuxième aimant et, d’autre part, la structure.A groove can be provided in the structure, the magnet support can be arranged movable in translation in the groove, the tapping in the structure then being oblong, the groove and the oblong tapping making it possible to adjust the position of the magnet support , while the groove makes it possible to hold the magnet support laterally and to prevent its rotation relative to the direction of movement of the lever, the groove and the oblong tapping also make it possible to adjust the position of change of state d a magnetic field switch by changing the relative position between the first magnet and the second magnet on the one hand and, on the other hand, the structure.
Le système de détection selon l’invention a pour avantage d’être plus compact qu’une configuration à trois aimants, du fait de l’utilisation d’une configuration à deux aimants. Les configurations à deux aimants de même longueur sont utilisées pour produire un champ qui génère un signal linéaire dans le capteur de champ magnétique. L’avantage de la configuration avec deux aimants de tailles différentes est de produire une variation très rapide du champ magnétique située environ au milieu de la fente entre les deux aimants. Une telle variation de champ est idéale pour réaliser un interrupteur à champ magnétique subissant peu d’influence de facteurs perturbants comme un décalage de position ou une variabilité des aimants.The detection system according to the invention has the advantage of being more compact than a three-magnet configuration, due to the use of a two-magnet configuration. Configurations with two magnets of the same length are used to produce a field that generates a linear signal in the magnetic field sensor. The advantage of the configuration with two magnets of different sizes is to produce a very rapid variation of the magnetic field located approximately in the middle of the slot between the two magnets. Such a field variation is ideal for creating a magnetic field switch subject to little influence from disturbing factors such as position offset or magnet variability.
Une particularité de la configuration à trois aimants est de produire deux changements d’état précis (mais non ajustable). Néanmoins, pour des applications de détection de fin de course et de zone, un seul changement d’état est nécessaire, rendant inadaptées les configurations à trois aimants.A particularity of the three-magnet configuration is to produce two precise (but not adjustable) changes of state. However, for end-of-stroke and zone detection applications, only one change of state is necessary, making three-magnet configurations unsuitable.
Par ailleurs, les contraintes liées aux dimensions des aimants font qu’il n’est pas possible de créer un interrupteur de position intermédiaire qui s’active uniquement sur une distance selon une direction longitudinale suffisamment courte pour l’application en question. Il s’agit ici d’environ 0.85 mm. Les modes de réalisation de l’invention comprenant deux interrupteurs à champ magnétique décalés associés à un circuit de traitement logique rendent possible l’obtention d’une telle longueur d’activation.Furthermore, the constraints linked to the dimensions of the magnets mean that it is not possible to create an intermediate position switch which is activated only over a distance in a longitudinal direction that is sufficiently short for the application in question. This is approximately 0.85 mm. Embodiments of the invention comprising two offset magnetic field switches associated with a logic processing circuit make it possible to obtain such an activation length.
D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :Other aims, characteristics and advantages of the invention will appear on reading the following description, given solely by way of non-limiting example and made with reference to the appended drawings in which:
- la figure
- la figure
- la figure
- la figure
Le système de détection de position longitudinale selon l’invention est illustré sur la figure
Le système de détection de position longitudinale 1 comprend une structure 1a et un levier 1b monté mobile en translation par rapport à la structure 1a.The longitudinal position detection system 1 comprises a structure 1a and a lever 1b mounted movable in translation relative to the structure 1a.
La structure 1a comprend un premier aimant 2a et un deuxième aimant 2b alignés et fixés par l’intermédiaire d’un support d’aimants 2c en forme de plaque. Un espace est ménagé entre deux faces opposées des aimants 2a,2b. La figure
Lorsqu’ils sont réalisés dans le même matériau, le premier aimant 2a présente une longueur supérieure au deuxième aimant 2b alors qu’ils présentent par ailleurs la même largeur et la même hauteur. Néanmoins, l’utilisation de matériaux différent peut permettre d’employer des aimants 2a,2b de même longueur. Dans tous les cas, les champs magnétiques générés par les deux aimants sont différents. Dans un mode de réalisation particulier, les aimants sont des aimants permanents.When they are made of the same material, the first magnet 2a has a length greater than the second magnet 2b while they also have the same width and the same height. However, the use of different materials can make it possible to use magnets 2a, 2b of the same length. In all cases, the magnetic fields generated by the two magnets are different. In a particular embodiment, the magnets are permanent magnets.
Le premier aimant 2a est conçu de sorte qu’une face dans la direction longitudinale corresponde au pôle Nord, la face opposée correspondant au pôle Sud.The first magnet 2a is designed so that one face in the longitudinal direction corresponds to the North Pole, the opposite face corresponding to the South Pole.
Le deuxième aimant 2b est conçu de sorte qu’une face dans la direction longitudinale corresponde au pôle Sud, la face opposée correspondant au pôle Nord. Le pôle Sud du deuxième aimant 2b est disposé dans la même direction que le pôle Nord du premier aimant 2a.The second magnet 2b is designed so that one face in the longitudinal direction corresponds to the South Pole, the opposite face corresponding to the North Pole. The South pole of the second magnet 2b is arranged in the same direction as the North pole of the first magnet 2a.
Le support d’aimants 2c comprend un perçage permettant sa fixation sur la structure 1a. La structure 1a est munie d’un taraudage permettant l’insertion d’un moyen de fixation (vis, rivet, boulon, ...) inséré à travers le perçage du support d’aimants 2c. On peut ainsi solidariser le support d’aimants 2c à la structure 1a.The magnet support 2c includes a hole allowing it to be attached to the structure 1a. The structure 1a is provided with a thread allowing the insertion of a fixing means (screw, rivet, bolt, etc.) inserted through the drilling of the magnet support 2c. We can thus secure the magnet support 2c to the structure 1a.
Avantageusement, ledit perçage est débouchant dans l’espace entre les aimants 2a,2b, de sorte à faciliter l’insertion d’un moyen de fixation.Advantageously, said drilling opens into the space between the magnets 2a, 2b, so as to facilitate the insertion of a fixing means.
Le support d’aimants 2c présente une perméabilité magnétique élevée. Dans un mode de réalisation particulier, le support d’aimants 2c est en matériau ferromagnétique.The 2c magnet holder has high magnetic permeability. In a particular embodiment, the magnet support 2c is made of ferromagnetic material.
Un carénage 3 ou habillage est également fixé sur la structure 1a. Dans un mode de réalisation particulier, le carénage 3 est également en matériau ferromagnétique.A fairing 3 or covering is also fixed on the structure 1a. In a particular embodiment, the fairing 3 is also made of ferromagnetic material.
Les dimensions des aimants 2a,2b et la distance entre les aimants 2a,2b sont choisies en prenant en compte les contraintes suivantes.The dimensions of the magnets 2a, 2b and the distance between the magnets 2a, 2b are chosen taking into account the following constraints.
La variation de l’amplitude du champ magnétique selon l’axe de déplacement principal du levier 1b doit être la plus forte possible autour du point de sensitivité d’un capteur de champ magnétique 4a. Dans un mode de réalisation, le point de sensitivité définissant l’activation du capteur, est de 115 Gauss.The variation in the amplitude of the magnetic field along the main axis of movement of the lever 1b must be as strong as possible around the sensitivity point of a magnetic field sensor 4a. In one embodiment, the sensitivity point defining activation of the sensor is 115 Gauss.
Sur une plage de positions, le champ magnétique atteint l’intensité nécessaire pour activer un moyen de détection d’un champ magnétique 4 au même point le long de l’axe de mouvement du levier 1a portant le moyen de détection. Cela est réalisé grâce au carénage 3, qui a pour fonction principale de concentrer le flux magnétique des aimants 2a,2b, et de rendre le champ magnétique entre les aimants 2a,2b et le carénage 3 plus homogène, indépendamment de la distance entre eux. Une deuxième fonction du carénage 3 est de réduire les champs magnétiques observés à distance des aimants 2a,2b, ce qui réduit les perturbations magnétiques pour les équipements disposés autour du système de détection de position longitudinale 1.Over a range of positions, the magnetic field reaches the intensity necessary to activate a magnetic field detection means 4 at the same point along the axis of movement of the lever 1a carrying the detection means. This is achieved thanks to the fairing 3, which has the main function of concentrating the magnetic flux of the magnets 2a, 2b, and of making the magnetic field between the magnets 2a, 2b and the fairing 3 more homogeneous, regardless of the distance between them. A second function of the fairing 3 is to reduce the magnetic fields observed at a distance from the magnets 2a, 2b, which reduces magnetic disturbances for the equipment arranged around the longitudinal position detection system 1.
Dans un mode de réalisation particulier, la position de changement d’état d’un commutateur à champ magnétique peut être réglée en changeant la position de l’ensemble formé par le premier aimant 2a et le deuxième aimant 2b selon la direction de translation du levier par rapport à la structure 1a du système de détection de position longitudinale 1.In a particular embodiment, the state change position of a magnetic field switch can be adjusted by changing the position of the assembly formed by the first magnet 2a and the second magnet 2b according to the direction of translation of the lever relative to the structure 1a of the longitudinal position detection system 1.
Cela peut être réalisé en réalisant une rainure dans la structure 1a du système dans lequel le support d’aimants 2c est placé, combiné à un taraudage oblong dans la structure 1a. Un moyen de fixation (vis, rivet, boulon, …) peut être disposé à travers le perçage et le taraudage de la structure 1a afin de fixer le support d’aimants 2c. Néanmoins, le taraudage oblong permet d’ajuster la position du support d’aimants 2c avant serrage. La rainure permet de maintenir latéralement le support d’aimants 2c et d’en empêcher la rotation par rapport à la direction de mouvement du levier 1b du système de détection de position longitudinale 1.This can be achieved by making a groove in the structure 1a of the system in which the magnet support 2c is placed, combined with an oblong tapping in the structure 1a. A fixing means (screw, rivet, bolt, etc.) can be arranged through the drilling and tapping of the structure 1a in order to fix the magnet support 2c. However, the oblong thread allows the position of the 2c magnet support to be adjusted before tightening. The groove makes it possible to hold the magnet support 2c laterally and to prevent its rotation relative to the direction of movement of the lever 1b of the longitudinal position detection system 1.
Le levier 1b comprend un capteur de champ magnétique 4a fixé sur une carte électronique 4b, permettant d’assurer l’alimentation et le traitement de signaux du capteur de champ magnétique 4a. Le capteur de champ magnétique 4a et la carte électronique 4b forment un moyen de détection d’un champ magnétique 4 configuré comme un commutateur à champ magnétique.The lever 1b comprises a magnetic field sensor 4a fixed on an electronic card 4b, making it possible to ensure the power supply and signal processing of the magnetic field sensor 4a. The magnetic field sensor 4a and the electronic card 4b form a means of detecting a magnetic field 4 configured as a magnetic field switch.
En d’autres termes, le moyen de détection d’un champ magnétique 4 détecte l’intensité du champ magnétique dans lequel il se trouve, et émet un signal proportionnel au champ mesuré. Un moyen de calcul associé à une mémoire, disposé sur la carte électronique 4b, reçoit ce signal de mesure et le compare avec un seuil de déclenchement. Un signal à deux états est émis en fonction du résultat de la comparaison.In other words, the magnetic field detection means 4 detects the intensity of the magnetic field in which it is located, and emits a signal proportional to the measured field. A calculation means associated with a memory, placed on the electronic card 4b, receives this measurement signal and compares it with a trigger threshold. A two-state signal is output based on the comparison result.
Le seuil de déclenchement est fixe ou variable en fonction notamment de la température de sorte à compenser la variation des propriétés magnétique du premier aimant 2a et du deuxième aimant 2b, lorsqu’ils sont réalisés dans le même matériau.The triggering threshold is fixed or variable depending in particular on the temperature so as to compensate for the variation in the magnetic properties of the first magnet 2a and the second magnet 2b, when they are made of the same material.
De plus, le moyen de détection d’un champ magnétique 4 est configuré de sorte que le champ magnétique d’activation (i.e. le seuil prédéterminé décrit ci-dessus) soit plus important que le champ magnétique ambiant et/ou que le champ magnétique d’un élément perturbateur environnant, comme par exemple un moteur électrique. Un tel choix du champ magnétique d’activation permet d’éviter une activation non-souhaitée du système.In addition, the magnetic field detection means 4 is configured so that the activation magnetic field (i.e. the predetermined threshold described above) is greater than the ambient magnetic field and/or the magnetic field d a surrounding disturbing element, such as for example an electric motor. Such a choice of the activation magnetic field makes it possible to avoid unwanted activation of the system.
Un espace est ménagé entre les aimants 2a,2b et le carénage 3 de sorte que le capteur de champ magnétique 4a disposé sur la carte électronique 4b puisse se déplacer en translation sous les faces longitudinales correspondant aux pôles Nord et Sud des aimants 2a,2b.A space is provided between the magnets 2a, 2b and the fairing 3 so that the magnetic field sensor 4a placed on the electronic card 4b can move in translation under the longitudinal faces corresponding to the North and South poles of the magnets 2a, 2b.
La direction de polarisation de chacun des aimants 2a,2b doit être choisie en fonction du capteur de champ magnétique 4a choisi. En particulier, la polarité du premier aimant 2a est choisie pour provoquer un changement d’état du moyen de détection d’un champ magnétique 4.The direction of polarization of each of the magnets 2a, 2b must be chosen according to the magnetic field sensor 4a chosen. In particular, the polarity of the first magnet 2a is chosen to cause a change of state of the magnetic field detection means 4.
Dans un mode de réalisation, le capteur de champ magnétique 4a est un capteur à effet Hall.In one embodiment, the magnetic field sensor 4a is a Hall effect sensor.
Lors du passage du moyen de détection d’un champ magnétique 4 devant les aimants 2a,2b, deux transitions sont détectées par le moyen de détection d’un champ magnétique 4. Une première transition a lieu entre les deux aimants 2a,2b et une deuxième transition à l’extrémité du premier aimant 2a qui n’est pas voisin du deuxième aimant 2b. Seule la transition entre les deux aimants est répétable et peu influencée par une variation de position.When the magnetic field detection means 4 passes in front of the magnets 2a, 2b, two transitions are detected by the magnetic field detection means 4. A first transition takes place between the two magnets 2a, 2b and a second transition at the end of the first magnet 2a which is not close to the second magnet 2b. Only the transition between the two magnets is repeatable and little influenced by a variation in position.
Dans un autre mode de réalisation, un système de détection de position longitudinale 1 comprend un premier ensemble de deux aimants sur un premier support d’aimants 5 et d’un premier moyen de détection d’un champ magnétique 6 et un deuxième ensemble de deux aimants sur un deuxième support d’aimants 7 et d’un deuxième moyen de détection d’un champ magnétique 8, similaires à ceux décrits ci-dessus pour le premier mode réalisation. Les deux supports d’aimants 5,7 comprennent chacun deux aimants de façon similaire au support d’aimant 2c décrit ci-dessus. La figure
La position de déclenchement du premier ensemble 5,6 est décalée par rapport à la position de déclenchement du deuxième ensemble 7,8 de sorte à pouvoir détecter deux positions lors du déplacement du levier. Dans un mode de réalisation particulier, chaque ensemble d’un support et d’un moyen de détection peut être muni d’un ajustement de position tel que décrit plus haut. Chaque position détectée est alors ajustable. Un tel mode de réalisation permet notamment la détection d’une position intermédiaire, détection qui s’est avérée impossible avec les capteurs magnétiques de l’état de l’art.The trigger position of the first assembly 5.6 is offset relative to the trigger position of the second assembly 7.8 so as to be able to detect two positions when moving the lever. In a particular embodiment, each assembly of a support and a detection means can be provided with a position adjustment as described above. Each position detected is then adjustable. Such an embodiment allows in particular the detection of an intermediate position, a detection which has proven impossible with state-of-the-art magnetic sensors.
Avantageusement, les deux supports d’aimants 5,7 sont alignés perpendiculairement à la direction de déplacement du levier et dans le plan de capteurs de champ magnétique, afin de limiter l’influence des aimants d’un ensemble sur l’autre.Advantageously, the two magnet supports 5.7 are aligned perpendicular to the direction of movement of the lever and in the plane of the magnetic field sensors, in order to limit the influence of the magnets of one assembly on the other.
La figure
Un deuxième moyen de détection d’un champ magnétique 8 comprend un deuxième capteur de champ magnétique 8a connecté à un deuxième moyen de calcul 8b. Le deuxième moyen de détection 8 permet de déterminer une position ouverte et forme la première sortie du système de détection de position longitudinale. Le signal émis par le deuxième moyen de détection 8 prend une première valeur si la position ouverte est atteinte par le deuxième moyen de détection 8 et une deuxième valeur sinon.A second means of detecting a magnetic field 8 comprises a second magnetic field sensor 8a connected to a second calculation means 8b. The second detection means 8 makes it possible to determine an open position and forms the first output of the longitudinal position detection system. The signal emitted by the second detection means 8 takes a first value if the open position is reached by the second detection means 8 and a second value otherwise.
La sortie du premier moyen de détection d’un champ magnétique 6 est connectée à une entrée d’une porte ET référencée 10. La sortie du deuxième moyen de détection d’un champ magnétique 8 est connectée à la fois à une première sortie du système de détection de position longitudinale et à une entrée d’une porte NON référencée 11. La sortie de la porte NON référencée 11 est connectée à l’autre entrée de la porte ET référencée 10. La sortie de la porte ET référencée 10 forme une deuxième sortie du système de détection de position longitudinale.The output of the first means for detecting a magnetic field 6 is connected to an input of an AND gate referenced 10. The output of the second means for detecting a magnetic field 8 is connected both to a first output of the system longitudinal position detection and to an input of a NON-referenced gate 11. The output of the NON-referenced gate 11 is connected to the other input of the AND gate referenced 10. The output of the AND gate referenced 10 forms a second output of the longitudinal position detection system.
La deuxième sortie du système porte un signal à deux états prenant une première valeur lorsque la position de milieu de course est atteinte par le premier moyen de détection 6 mais que la position ouverte n’est pas atteinte par le deuxième moyen de détection 8. Le signal prend une deuxième valeur si tel n’est pas le cas.The second output of the system carries a two-state signal taking a first value when the mid-stroke position is reached by the first detection means 6 but the open position is not reached by the second detection means 8. The signal takes a second value if this is not the case.
Claims (10)
- la structure (1a) comprenant un premier aimant (2a) et un deuxième aimant (2b) alignés et espacés, en vis-à-vis desquels est disposé un carénage (3), les aimants (2a,2b) présentant chacun une polarisation normale à la direction de translation du levier, et au carénage (3) mais de sens opposés, le premier aimant (2a) générant une intensité magnétique maximale dans un plan normal au carénage (3) et passant entre les deux aimants (2a,2b), correspondant à une première position longitudinale,
- le levier (1b) étant disposé entre les aimants (2a,2b) et le carénage (3), le levier étant muni d’un premier moyen de détection d’un champ magnétique (4) configuré pour émettre un premier état d’un signal lorsque le champ magnétique mesuré est supérieur à un seuil de déclenchement mémorisé correspondant au levier (1b) positionné dans la première position longitudinale.
- the structure (1a) comprising a first magnet (2a) and a second magnet (2b) aligned and spaced apart, opposite which a fairing (3) is arranged, the magnets (2a, 2b) each having a normal polarization to the direction of translation of the lever, and to the fairing (3) but in opposite directions, the first magnet (2a) generating a maximum magnetic intensity in a plane normal to the fairing (3) and passing between the two magnets (2a, 2b) , corresponding to a first longitudinal position,
- the lever (1b) being arranged between the magnets (2a, 2b) and the fairing (3), the lever being provided with a first means of detecting a magnetic field (4) configured to emit a first state of a signal when the measured magnetic field is greater than a stored trigger threshold corresponding to the lever (1b) positioned in the first longitudinal position.
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| FR2208492A FR3139204B1 (en) | 2022-08-24 | 2022-08-24 | Longitudinal position detection system |
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2022
- 2022-08-24 FR FR2208492A patent/FR3139204B1/en active Active
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| HALL: "MICRO SWITCH Sensing and Control", 2021, XP055860583, Retrieved from the Internet <URL:https://sensing.honeywell.com/hallbook.pdf> [retrieved on 20211111] * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR3139204B1 (en) | 2024-07-19 |
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