WO1999046565A1 - Dispositif de mesure de position angulaire utilisant un capteur magnetique - Google Patents

Dispositif de mesure de position angulaire utilisant un capteur magnetique Download PDF

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WO1999046565A1
WO1999046565A1 PCT/FR1999/000522 FR9900522W WO9946565A1 WO 1999046565 A1 WO1999046565 A1 WO 1999046565A1 FR 9900522 W FR9900522 W FR 9900522W WO 9946565 A1 WO9946565 A1 WO 9946565A1
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WO
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magnetoresistors
group
angular position
measuring device
axis
Prior art date
Application number
PCT/FR1999/000522
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English (en)
Inventor
Pierre Giroud
Denis Flandin
Original Assignee
Crouzet Automatismes
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/145—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/30—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes

Definitions

  • the invention relates to a device for measuring the angular position of a mobile element using a magnetic sensor and more specifically a sensor based on a technology for measuring a magnetic field using magnetoresistors.
  • some angular position sensors include a circular track in the form of a carbon layer or in the form of a conductor wound on a torus along an axis of revolution and a cursor rubbing on the track.
  • the track being subjected to an electric potential between its two ends, the angular position of the cursor will be determined without ambiguity by its level of potential compared to one of the two ends of the track.
  • the service life and reliability are reduced by wear due to friction.
  • the wear is due to the friction between the cursor and the track under electric voltage.
  • a magnetoresistive sensor comprises a layer of magnetoresistive material traversed by a current in a measurement direction, the layer being magnetized by a magnetic field in the plane of the layer.
  • a known effect called the spontaneous magnetoresistance anisotropy effect which manifests in ferromagnetic transition metals such as nickel, cobalt and iron, produces a variation in the resistivity of the layer of magnetoresistive material as a function of angle between the direction of the measurement current and the field lines.
  • Another effect taken advantage of in magnetic sensors is known as the giant magnetoresistance effect and occurs in multilayer structures produced by stacking alternating layers of ferromagnetic metal and layers of non-magnetic metal. This effect results in a modification of the resistivity of the structure under the influence of a magnetic field to be measured.
  • FIG. 1 shows an embodiment according to the prior art, of a device 10 for measuring the angular position of a mobile element 12 mechanically coupled to a permanent magnet 14 of parallelepipedic shape along a longitudinal axis A'A and having a north pole N and a south pole S respectively at one and the other of its two ends.
  • the permanent magnet 14 produces a magnetic field H at a magnetic sensor 16 whose field lines h are largely substantially parallel to the longitudinal axis A'A.
  • the movable element 12 and the permanent magnet 14 rotate around an axis of rotation B'B perpendicular to the longitudinal axis A'A situated in a plane of rotation Pr of the permanent magnet.
  • the magnetic sensor 16 comprises layers of a giant magnetoresistance 18 along a sensitive axis C'C crossed by a measurement current Im. These layers are substantially parallel to the plane of rotation Pr of the permanent magnet 14 and under the influence of the magnetic field H that it creates.
  • the layers are polarized by a magnetic field of fixed Hp polarization whose field lines are substantially parallel to the sensitive axis C'C of the magnetoresistance 18.
  • the longitudinal axis A'A of the permanent magnet 14 and the sensitive axis C'C of the magnetoresistance are parallel, the magnetic fields of fixed Hp polarization and of the permanent magnet H being directed in the same direction. This initial configuration leads to an initial value of resistivity ⁇ 0 of the magnetoresistance 18.
  • This variation in resistivity of the magnetoresistor makes it possible to determine by the direct relationship existing between the angular position of the field H in the plane of the magnetoresistance and the angular position of the permanent magnet, the angular position of the movable element.
  • this type of device using a magnetoresistor has certain drawbacks.
  • the device according to the prior art does not make it possible to obtain without ambiguity a measurement of the angular position of the movable element over a complete revolution, which makes it unusable in certain cases where the determination of the angular position in a range between 0 and 360 degrees is required.
  • the device according to the prior art has other very significant drawbacks, among which there may be mentioned:
  • an angular position measurement device comprising a magnetic field sensor using magnetoresistors, the sensor cooperating with a mobile magnetic element whose orientation is sought to be measured, the sensor comprising on the same substrate, a first, a second, a third and a fourth group of at least one magnetoresistance per group having an axis sensitive, the sensitive axis of the first and third group being perpendicular to the sensitive axis of the second and fourth group and a fixed polarization field created by a permanent magnet placed under the substrate, the device further comprising means for differential measurement of the signals supplied on the one hand by the first and the third group of magnetoresistors and on the other hand by the second and fourth group, characterized in that the fixed polarization field is applied parallel to the sensitive axis of each of the magnetoresistors, the fixed polarization fields being opposite for the first and the third group of magnetoresistors on the one hand and for the second and the fourth group of magnetoresistors on the other hand.
  • the first, the second, the third and the fourth group of magnetoresistors each comprise two magnetoresistance of sensitive axes (C'C) parallel.
  • the differential signal measurement means use a first Wheatstone bridge comprising the first and the third group of magnetoresistors providing a first measurement voltage proportional to the sine of the angular position of the field.
  • magnetic of the movable magnetic element and a second Wheatstone bridge comprising the second and the fourth group of magnetoresistors providing a second measurement voltage proportional to the cosine of the angular position of the same magnetic field.
  • the first and second measurement voltages being connected to a processing unit providing the angular position of the mobile magnetic element.
  • Another advantage of the system according to the invention lies in the precision and stability of the measurement of the angular position.
  • the magnetic sensor uses a chip comprising the magnetoresistances produced by deposition on the same substrate. This achievement leads to a great resemblance of the magnetoresistors which then have slight disparities in their characteristics and particularly in their resistivity.
  • the sensor is produced in the form of a micro-machined element manufactured collectively and comprising the magnetoresistor chip, which ensures better reproducibility of the characteristics and a lower manufacturing cost.
  • the drifts of the parameters which can influence the measurement of the angular position, for example the ambient temperature, the amplitude of the fixed Hp polarization field or of the H field of the mobile magnetic element are notably reduced by the introduction of magnetoresistors in a system. known differential measurement such as the Wheatstone bridges mentioned above.
  • FIG. 1 represents a basic drawing of an angular position measuring device, already described, according to the prior art.
  • FIG. 2 represents a simplified drawing of an angular position measuring device according to the invention.
  • FIGS. 3a and 3b represent two views of a magnetic sensor of the measurement device in FIG. 2.
  • FIG. 4 shows a typical curve of variation of the resistivity of a magnetoresistance as a function of the magnetic field.
  • FIG. 5 showing the different magnetic fields at the level of the sensor of the device of FIG. 2.
  • FIG. 6 represents a block diagram of a differential angular position measurement system of the device of FIG. 2.
  • Figure 7 shows a variant of the magnetic sensor of the device of Figure 2 using a magnet in the form of a cylindrical bar.
  • Figure 8 shows a variant of the angular position measuring device of Figure 2, comprising four magnetoresistors.
  • FIG. 9 shows a block diagram of a differential measurement system of the measurement device according to the variant of FIG. 8.
  • FIG. 2 represents an embodiment according to the invention of a device 20 for measuring the angular position of a pivot 22 rotating around an axis of rotation D'D.
  • the angular position measuring device 20 essentially comprises a magnetic sensor 26 and a pivot 22 whose angular position is desired.
  • the pivot 22 is integral with a movable permanent magnet 24 constituting the movable magnetic element, which rotates with the pivot 22 during a rotation of the latter around the axis of rotation D'D.
  • the movable permanent magnet 24 has large dimensions relative to the magnetic sensor 26.
  • the magnetic sensor 26, represented by FIGS. 3a and 3b, comprises a chip 28 having an upper face 30 and a lower face 32.
  • the chip 28 is produced from a substrate 34 on which are deposited on the side of the upper face 30 of the chip according to known techniques 5, the different layers, of eight giant magnetoresistors M1, M2 .... M8.
  • Figure 3a shows a view of the upper face 30 of the chip 28 comprising the magnetoresistors and Figure 3b a sectional view of the magnetic sensor 26 along a plane perpendicular to the upper face of the chip (view according to E ⁇ ).
  • the magnetoresistors are grouped in groups of two magnetoresistors side by side whose sensitive axes C'C are parallel.
  • a first group G1 consisting of two first magnetoresistors M1 and M2, a second group G2 consisting of two second magnetoresistors M3 and M4, a third group G3 consisting of two third magnetoresistors M5 and M6 and a fourth group G4 consisting of the two fourth magnetoresistors M7 and M8, each group being substantially equidistant from a central point O situated in a central zone of the upper face 30 of the chip 28, the magnetoresistors being located on the upper face of the chip so that a first axis X'X located in the plane of the upper face of the chip and comprising the central point O, passes between the two magnetoresistors side by side of the second group G2 and of the fourth group G4 parallel to their sensitive axis C'C and that a second axis Y ⁇ perpendicular to the first axis X'X located in the same upper plane of the chip and also comprising the central point O, passes between the magnetoresistors side by side of the first group G1 and of the third
  • the sensitive axes of the magnetoresistors of the first and third group are perpendicular to the sensitive axes of the magnetoresistors of the second and fourth group.
  • An annular permanent magnet 36 having an internal cylindrical surface 38 and an external cylindrical surface 40 along an axis of revolution F'F is placed against the lower surface 32 of the chip 28, the axis of revolution FF passing through the central point O of chip 28.
  • the annular permanent magnet 36 is radially magnetized and has a south pole S on the side of its internal cylindrical surface 38 and a north pole N on the side of its external cylindrical surface 40.
  • the field lines hc of the polarizing magnetic field Hp connect the north pole N to the south pole S outside the annular magnet 36 according to a regular radial distribution around its axis of revolution F'F and cross the eight magnetoresistors parallel to their sensitive axes C'C and in the same meaning for each of the magnetoresistors.
  • the magnetic field of polarization Hp is practically constant and makes it possible to polarize the magnetoresistors in a substantially linear zone of their characteristic of resistivity according to the field of polarization.
  • FIG. 4 shows a typical curve 42 of variation of the resistivity pr of a magnetoresistance as a function of the magnetic field Hp along its sensitive axis C'C.
  • a determined magnetic polarization HO makes it possible to use the resistivity curve of the magnetoresistance in a substantially linear area of the curve 40 when the field varies between a minimum value Hmin and a maximum value Hmax around the polarization value H0.
  • the movable permanent magnet 24 is produced in the form of a bar of rectangular section along a longitudinal axis Z'Z which rotates driven by the pivot
  • the permanent magnet 24 has a south pole S and a north pole N respectively at one and the other of its two ends, the field lines h connecting the north pole N and the south pole S cross the magnetoresistors M1 to M8 parallel to the upper surface 30 of the chip 28.
  • FIG. 5 shows the two magnetic fields to which the magnetoresistors M1 to M8 are subjected.
  • the angular position of the pivot 20 is measured by the angle ⁇ which is formed between the longitudinal axis Z'Z of the movable permanent magnet and a reference position Z'r Zr of the same axis.
  • This reference position is, in the case of this embodiment, the position of the longitudinal axis Z'Z of the movable permanent magnet 24 when the projection of this axis on the upper surface 30 of the chip merges with the first axis X 'X and in such a way that the polarization field Hp and the field H of the mobile permanent magnet 24 at the level of the second group G2 of the two second magnetoresistors M3 and M4 are in the same direction.
  • Z'p, Zp be the projection of the axis Z'Z of the mobile permanent magnet 24 on the upper surface 30 of the chip 28 (see FIG. 5), when the mobile permanent magnet and the pivot rotate by one angle ⁇ , the magnetic field H of the permanent magnet movable at the plane of the upper surface 30 of the chip rotates unambiguously by the same angle ⁇ .
  • the resulting magnetic field Hr on each of the magnetoresistors along their sensitive axis C'C results from the algebraic sum of the polarization field Hp and from the orthogonal projection of the field H of the mobile permanent magnet on the sensitive axis of the magnetoresistance considered.
  • the resulting field Hr will be at a maximum level in the sensitive axis of the two second magnetoresistors M3 and M4 of the second group G2 and at a minimum level for the two fourth magnetoresistors M7 and M8 of the fourth group G4.
  • the variation of the resulting field Hr along the sensitive axis C'C of each magnetoresistor M1 to M8 produces a variation of the resistivity of each magnetoresistor making it possible to determine without ambiguity, using known systems, the angular position of the pivot 22 measured by the angle ⁇ over a full turn.
  • FIG. 6 represents a block diagram making it possible to determine this angle ⁇ .
  • the first two magnetoresistors M1 and M2 of the first group G1 and the second third magnetoresistors M5 and M6 of the third group G3 are mounted in a first Wheatstone bridge P1 and the second second magnetoresistors M3 and M4 of the second group G2 and the two fourth magnetoresistors of the fourth group G4 in a second Wheatstone bridge P2 so that the two magnetoresistors of the same group form two opposite branches of the Wheatstone bridge.
  • a first measurement current 11 supplies by two first opposite points W1 and W2 of interconnection of the first Wheatstone bridge P1, the four magnetoresistors of the first group G1 and of the third group G3, the two other opposite points W3 and W4 of interconnection of the Wheatstone bridge being connected to two differential inputs E1 and E2 of a first differential amplifier A1 supplying at its output a first voltage U1 proportional to the sine of the angular position ⁇ .
  • a second measurement current 12 of the same value as the measurement current 11 feeds by two first opposite points W5 and W6 of interconnection of the second Wheatstone bridge P2 the four magnetoresistors of the second group G2 and of the fourth group G4, the two other points opposite W7 and W8 of interconnection of the second Wheatstone bridge P2 being connected to two differential inputs E3 and E4 of a second differential amplifier A2 supplying at its output a second voltage U2 proportional to the cosine of the angular position ⁇ .
  • a processing unit UT of known type receives at two inputs E5 and E6 respectively the output voltages U1 and U2 of the differential amplifiers A1 and A2 and supplies an output S with an output signal Us corresponding to the angular position ⁇ of the pivot.
  • This particular Wheatstone bridge assembly of the magnetoresistors makes it possible to improve the measurement accuracy of the angular position of the pivot 22 which can be of the order of one degree.
  • the signal at the output of this processing unit can be either an analog voltage or current, or a digital signal intended for a field bus type interconnection, or a pulse width modulation signal or any other suitable type of signal. to a desired use.
  • the fixed Hp polarization field is obtained by a permanent magnet in the form of a cylindrical bar magnetized along its axis of revolution and whose field lines cross the eight magnetoresistors parallel to their sensitive axes C'C and in the same direction for each of the magnetoresistors.
  • FIG. 7 shows a magnetic sensor 50 according to the variant.
  • the magnetic sensor 50 comprises the chip 28 having the magnetoresistors M1 to M8 and a permanent magnet 52 in the form of a bar of circular section whose axis of revolution F'F is perpendicular to the plane of the magnetoresistors and passes through the central point O of chip 28.
  • One of the poles of the permanent magnet 52 is located near the chip 28 and at a distance D such that field lines hc connecting the north pole N at the south pole S of the permanent magnet 52 cross the magnetoresistors M1 to M8 practically parallel to their sensitive axis C'C according to a regular radial distribution around the axis of revolution F'F of the permanent magnet and in the same sense for each of the magnetoresistors.
  • the angular position measuring device finds its application in many fields of industry and in particular when it is desired to measure with low cost, angular offsets of mobile elements with high reliability, precision and measurement stability.
  • the device also finds its application in
  • the invention is not limited to the embodiment described in FIG. 2.
  • Figure 8 shows a variant of the angular position measuring device of Figure 2, according to the invention.
  • the first, the second, the third and the fourth group (G1, G2, G3, G4) of magnetoresistors of the sensor each comprise a single magnetoresistance (M1, M3, M5, M7).
  • This variant allows a reduction in the cost of the sensor which comprises only four magnetoresistors, the measurement device being slightly less efficient than in the case of the embodiment described with eight magnetoresistors.
  • FIG. 9 shows a simplified diagram of the means for differential measurement of the signals, used in the measuring device according to the variant of FIG. 8.
  • These means use a first divider bridge comprising the two magnetoresistors (M1.M5) in series, from the first and of the third group (G1.G3) and a second divider bridge comprising the other two magnetoresistors (M3.M7) in series, of the second and the fourth group (G2, G4).
  • the free end of the magnetoresistors of the first and second group (M1.M3) being connected to a potential u and the free ends of the magnetoresistors of the third and fourth group (M5.M7) being connected to a mass M of the measuring means.
  • the first divider bridge provides, through a first adapter A3 having an input connected to the junction point of the magnetoresistors (M1.M5) of the first and third group, a first voltage (U1) for measurement proportional to the sine of the angular position ( ⁇ ) of the magnetic field (H) of the mobile magnetic element.
  • the second divider bridge provides, through a second adapter A4 having an input connected to the junction point of the magnetoresistors (M3.M7) of the second and the
  • the first and second measurement voltages (U1.U2) are applied to the inputs (E5 E6) of the processing unit (UT) providing at its output (S) the angular position ( ⁇ ) of the mobile magnetic element.

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Abstract

L'invention propose un dispositif de mesure de position angulaire absolue comportant un capteur de champ magnétique (26) utilisant des magnétorésistances (M1, M2, ....M8), le capteur coopérant avec un élément magnétique mobile dont on cherche à mesurer l'orientation (α). Le capteur comporte sur un même substrat (34), un premier, un deuxième, un troisième et un quatrième groupe (G1, G2, G3, G4), d'au moins une magnétorésistance par groupe ayant un axe sensible (C'C), l'axe sensible des premier et troisième groupes (G1, G3) étant perpendiculaire à l'axe sensible des deuxième et quatrième groupes (G2, G4) et un aimant permanent placé sous le substrat, créant un champ de polarisation (Hp) fixe. Applications: mesure de positions angulaires absolues, des vitesses de rotation de machines tournantes.

Description

DISPOSITIF DE MESURE DE POSITION ANGULAIRE UTILISANT UN CAPTEUR MAGNETIQUE
L'invention concerne un dispositif de mesure de la position angulaire d'un élément mobile utilisant un capteur magnétique et plus précisément un capteur basé sur une technologie de mesure d'un champ magnétique à l'aide de magnétorésistances.
L'industrie électronique utilise des capteurs dont la conception est basée sur différentes technologies. Par exemple certains capteurs de position angulaire comportent une piste circulaire sous forme d'une couche de carbone ou sous forme d'un conducteur bobiné sur un tore selon un axe de révolution et un curseur frottant sur la piste. La piste étant soumise à un potentiel électrique entre ses deux extrémités, la position angulaire du curseur sera déterminée sans ambiguïté par son niveau de potentiel par rapport à une des deux extrémités de la piste.
Dans ce type de capteur avec contact mécanique entre une partie fixe et une partie mobile, la durée de vie et la fiabilité sont réduites par l'usure due au frottement. Par exemple dans le cas du capteur décrit précédemment l'usure est due au frottement entre le curseur et la piste sous tension électrique.
Des dispositifs de mesure, sans contact mécanique, de la position angulaire de l'élément mobile sont apparus par la suite évitant les inconvénients cités précédemment. Ces dispositifs utilisent des capteurs magnétorésistifs permettant la détection de champs magnétiques faibles.
Un capteur magnétorésistif comporte une couche de matériau magnétorésistif traversée par un courant dans une direction de mesure, la couche étant magnétisée par un champ magnétique dans le plan de la couche. Un effet connu, appelé effet d'anisotropie spontané de la magnétorésistance qui se manifeste dans les métaux de transition ferromagnétiques tels que le nickel, le cobalt et le fer, produit une variation de la résistivité de la couche de matériau magnétorésistif en fonction de l'angle entre la direction du courant de mesure et les lignes de champ. Un autre effet mis à profit dans les capteurs magnétiques est connu sous la dénomination d'effet de magnétorésistance géante et se produit dans des structures muiticouche réalisées par un empilage d'une alternance de couches en métal ferromagnétique et de couches en métal non magnétique. Cet effet se traduit par une modification de la résistivité de la structure sous l'influence d'un champ magnétique à mesurer.
La figure 1 montre une réalisation selon l'art antérieur, d'un dispositif 10 de mesure de position angulaire d'un élément mobile 12 couplé mécaniquement à un aimant permanent 14 de forme parallelèpipédique selon un axe longitudinal A'A et présentant un pôle nord N et un pôle sud S respectivement à l'une et à l'autre de ses deux extrémités. L'aimant permanent 14 produit un champ magnétique H au niveau d'un capteur magnétique 16 dont les lignes de champs h sont en grande partie sensiblement parallèles à l'axe longitudinal A'A. L'élément mobile 12 et l'aimant permanent 14 tournent au tour d'un axe de rotation B'B perpendiculaire à l'axe longitudinal A'A situé dans un plan de rotation Pr de l'aimant permanent.
Le capteur magnétique 16 comporte des couches d'une magnétorésistance géante 18 selon un axe sensible C'C traversées par un courant de mesure Im. Ces couches sont sensiblement parallèles au plan de rotation Pr de l'aimant permanent 14 et sous l'influence du champ magnétique H qu'il crée. Les couches sont polarisées par un champ magnétique de polarisation Hp fixe dont les lignes de champ sont sensiblement parallèles à l'axe sensible C'C de la magnétorésistance 18. Dans une position initiale, l'axe longitudinal A'A de l'aimant permanent 14 et l'axe sensible C'C de la magnétorésistance sont parallèles, les champs magnétiques de polarisation Hp fixe et de l'aimant permanent H étant dirigés dans le même sens. Cette configuration initiale conduit à une valeur initiale de résistivité ρ0 de la magnétorésistance 18. Un déplacement angulaire θ de l'élément mobile 12 et en conséquence de l'aimant permanent 14 par rapport à la position initiale produit le même déplacement angulaire θ du champ H de l'aimant permanent 14 dans le plan de la magnétorésistance 18 qui présente alors une nouvelle valeur de résistivité pr. Dans ce type de capteur utilisant une magnétorésistance géante, la valeur de la résistivité de la magnétorésistance varie approximativement en fonction du cosinus de l'angle θ entre le champ de polarisation Hp et le champ H produit par l'aimant permanent 14 dans les couches de la magnétorésistance. Cette variation de résistivité de la magnétorésistance permet de déterminer par la relation directe existant entre la position angulaire du champ H dans le plan de la magnétorésistance et la position angulaire de l'aimant permanent, la position angulaire de l'élément mobile. Néanmoins ce type de dispositif utilisant une magnétorésistance présente certains inconvénients. En effet le dispositif selon l'art antérieur ne permet pas d'obtenir sans ambiguïté une mesure de la position angulaire de l'élément mobile sur un tour complet, ce qui le rend inutilisable dans certains cas où la détermination de la position angulaire dans une plage comprise entre 0 et 360 degrés est nécessaire. Le dispositif selon l'art antérieur comporte d'autres inconvénients très importants, parmi lesquels on peut citer :
- une variation, pour une même position angulaire de l'élément mobile, de la valeur de la résistivité de la magnétorésistance en fonction de la température ambiante. - une sensibilité non négligeable de la résistivité de la magnétorésistance aux variations de l'intensité du champ de polarisation Hp et du champ H de l'aimant permanent.
- une dispersion, liée à la fabrication, des caractéristiques de la magnétorésistance. Ces variations de la résistivité de la magnétorésistance en fonctions d'éléments difficilement maîtrisables conduisent à un manque de fiabilité et une imprécision dans la mesure de la position angulaire de l'élément mobile.
La présente invention permet de palier les inconvénients de l'art antérieur en proposant un dispositif de mesure de position angulaire comportant un capteur de champ magnétique utilisant des magnétorésistances, le capteur coopérant avec un élément magnétique mobile dont on cherche à mesurer l'orientation, le capteur comportant sur un même substrat, un premier, un deuxième, un troisième et un quatrième groupe d'au moins une magnétorésistance par groupe ayant un axe sensible, l'axe sensible des premier et troisième groupe étant perpendiculaire à l'axe sensible des deuxième et quatrième groupe et un champ de polarisation fixe créé par un aimant permanent placé sous le substrat, le dispositif comportant en outre des moyens de mesure différentielle des signaux fournis d'une part par le premier et le troisième groupe de magnétorésistances et d'autre part par le deuxième et quatrième groupe, caractérisé en ce que le champ de polarisation fixe est appliqué parallèlement à l'axe sensible de chacune des magnétorésistances, les champs de polarisation fixe étant opposés pour le premier et le troisième groupe de magnétorésistance d'une part et pour le deuxième et le quatrième groupe de magnétorésistances d'autre part.
Dans une réalisation du dispositif de mesure de position angulaire selon l'invention le premier, le deuxième, le troisième et le quatrième groupe de magnétorésistances comportent chacun deux magnétorésistance d'axes sensible (C'C) parallèles.
Un des avantages du dispositif selon l'invention réside dans le fait qu'il permet de déterminer sans ambiguïté la position angulaire de l'élément mobile sur un tour complet. A cet effet dans cette réalisation, comportant deux magnétorésistances par groupe, les moyens de mesure différentielle des signaux utilisent un premier pont de Wheatstone comportant le premier et le troisième groupe de magnétorésistances fournissant une première tension de mesure proportionnelle au sinus de la position angulaire du champ magnétique de l'élément magnétique mobile et un second pont de Wheatstone comportant le deuxième et le quatrième groupe de magnétorésistances fournissant une seconde tension de mesure proportionnelle au cosinus de la position angulaire du même champ magnétique. La première et la seconde tension de mesure étant connectées à une unité de traitement fournissant la position angulaire de l'élément magnétique mobile. Un autre avantage du système selon l'invention réside dans la précision et la stabilité de la mesure de la position angulaire. En effet le capteur magnétique utilise une puce comportant les magnétorésitances réalisées par dépôt sur un même substrat. Cette réalisation conduit à une grande ressemblance des magnétorésistances qui présentent alors des faibles disparités de leurs caractéristiques et particulièrement de leur résistivité.
Le capteur est réalisé sous la forme d'un élément micro-usiné fabrique collectivement et comportant la puce de magnétorésistances ce qui assure une meilleure reproductivité des caractéristiques et un plus faible coût de fabrication.
Les dérives des paramètres pouvant influencer la mesure de la position angulaire, par exemple la température ambiante, l'amplitude du champ de polarisation Hp fixe ou du champ H de l'élément magnétique mobile sont notablement réduites par l'introduction des magnétorésistances dans un système de mesure différentiel connu tel que les ponts de Wheatstone cités précédemment.
Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui est faite en référence aux dessins annexés dans les quels:
La figure 1 représente un dessin de principe d'un dispositif de mesure de position angulaire, déjà décrit, selon l'art antérieur.
La figure 2 représente un dessin simplifié d'un dispositif de mesure de position angulaire selon l'invention. Les figures 3a et 3b représentent deux vues d'un capteur magnétique du dispositif de mesure de la figure 2.
La figure 4 montre une courbe typique de variation de la résistivité d'une magnétorésistance en fonction du champ magnétique.
La figure 5 montrant les différents champs magnétiques au niveau du capteur du dispositif de la figure 2.
La figure 6 représentent un schéma de principe d'un système de mesure différentielle de position angulaire du dispositif de la figure 2.
La figure 7 montre une variante du capteur magnétique du dispositif de la figure 2 utilisant un aimant sous forme de barreau cylindrique.
La figure 8 montre une variante du dispositif de mesure de position angulaire de la figure 2, comportant quatre magnétorésistances.
La figure 9 montre un schéma de principe d'un système de mesure différentielle du dispositif de mesure selon la variante de la figure 8. La figure 2 représente une réalisation selon l'invention d'un dispositif 20 de mesure de la position angulaire d'un pivot 22 tournant autour d'un axe de rotation D'D.
Le dispositif 20 de mesure de position angulaire comporte 5 essentiellement un capteur magnétique 26 et un pivot 22 dont on souhaite connaître la position angulaire. Le pivot 22 est solidaire d'un aimant permanent mobile 24 constituant l'élément magnétique mobile, qui tourne avec le pivot 22 lors d'une rotation de ce dernier au tour de l'axe de rotation D'D. L'aimant permanent mobile 24 est de dimensions grandes par rapport o aux capteur magnétique 26.
Le capteur magnétique 26, représenté par les figures 3a et 3b, comporte une puce 28 ayant une face supérieure 30 et une face inférieure 32. La puce 28 est réalisée à partir d'un substrat 34 sur lequel sont déposées du côté de la face supérieure 30 de la puce selon des techniques 5 connues, les différentes couches, de huit magnétorésistances géantes M1, M2....M8.
La figure 3a représente une vue de la face supérieure 30 de la puce 28 comportant les magnétorésistances et la figure 3b une vue en coupé du capteur magnétique 26 selon un plan perpendiculaire à la face supérieure de la puce (vue selon EΕ).
Les magnétorésistances sont groupées par groupes de deux magnétorésistances côte à côte dont les axes sensibles C'C sont parallèles.
Un premier groupe G1 constitué de deux premières magnétorésistances M1 et M2, un deuxième groupe G2 constitué de deux deuxièmes magnétorésistances M3 et M4, un troisième groupe G3 constitué de deux troisièmes magnétorésistances M5 et M6 et un quatrième groupe G4 constitué des deux quatrièmes magnétorésistances M7 et M8, chaque groupe se trouvant sensiblement à égal distance d'un point central O situé dans une zone centrale de la face supérieure 30 de la puce 28, les magnétorésistances étant situées sur la face supérieure de la puce de telle façon qu'un premier axe X'X situé dans le plan de la face supérieur de la puce et comportant le point central O, passe entre les deux magnétorésistances côte à côte du deuxième groupe G2 et du quatrième groupe G4 parallèlement à leur axe sensible C'C et qu'un second axe YΥ perpendiculaire au premier axe X'X situé dans le même plan supérieur de la puce et comportant aussi le point centrale O, passe entre les magnétorésistances côte à côte du premier groupe G1 et du troisième groupe G3 et parallèlement à leur axe sensible C'C.
Dans cette configuration les axes sensibles des magnétorésistances du premier et du troisième groupe sont perpendiculaires aux axes sensibles des magnétorésistances du deuxième et quatrième groupe.
Un aimant permanent annulaire 36 ayant une surface cylindrique interne 38 et une surface cylindrique externe 40 selon un axe de révolution F'F est accolé contre la surface inférieure 32 de la puce 28, l'axe de révolution FF passant par le point central O de la puce 28.
L'aimant permanent annulaire 36 est aimanté radialement et présente un pôle sud S du côté de sa surface cylindrique interne 38 et un pôle nord N du côté de sa surface cylindrique externe 40. De cette façon les lignes de champs hc du champ magnétique de polarisation Hp relient le pôle nord N au pôle sud S à l'extérieur de l'aimant annulaire 36 selon une distribution radiale régulière au tour de son axe de révolution F'F et traversent les huit magnétorésistances parallèlement à leurs axes sensibles C'C et dans un même sens pour chacune des magnétorésistances. Le champ magnétique de polarisation Hp est pratiquement constant et permet de polariser les magnétorésistances dans un zone sensiblement linéaire de leur caractéristique de résistivité en fonction du champ de polarisation.
La figure 4 montre une courbe 42 typique de variation de la résistivité pr d'une magnétorésistance en fonction du champ magnétique Hp selon son axe sensible C'C. Une polarisation magnétique HO déterminée permet d'exploiter la courbe de résistivité de la magnétorésistance dans une zone sensiblement linéaire de la courbe 40 lorsque le champ varie entre une valeur minimale Hmin et une valeur maximale Hmax au tour de la valeur de polarisation H0.
Dans le dispositif selon l'invention de la figure 2, l'aimant permanent mobile 24 est réalisé sous la forme d'un barreau de section rectangulaire selon un axe longitudinal Z'Z qui tourne entraîné par le pivot
22 dans un plan de rotation Pr sensiblement parallèle à la face supérieure 30 de la puce 28. L'aimant permanent 24 présente un pôle sud S et un pôle nord N respectivement à l'une et à l'autre de ses deux extrémités dont les lignes de champs h reliant le pôle nord N et le pôle sud S traversent les magnétorésistances M1 à M8 parallèlement à la surface supérieure 30 de la puce 28.
La figure 5 montre les deux champs magnétiques auxquels les magnétorésistances M1 à M8 sont soumises.
D'une part le champ magnétique de polarisation Hp fixe par rapport aux magnétorésistances et d'autre part le champ magnétique mobile H de l'aimant permanent mobile 24.
La position angulaire du pivot 20 est mesurée par l'angle α qui est formé entre l'axe longitudinal Z'Z de l'aimant permanent mobile et une position de référence Z'r Zr du même axe. Cette position de référence est dans le cas de cette réalisation, la position de l'axe longitudinal Z'Z de l'aimant permanent mobile 24 lorsque la projection de cet axe sur la surface supérieure 30 de la puce se confond avec le premier axe X'X et de telle façon que le champ de polarisation Hp et le champ H de l'aimant permanent mobile 24 au niveau du deuxième groupe G2 des deux deuxièmes magnétorésistances M3 et M4 soient dans le même sens. Soit Z'p, Zp la projection de l'axe Z'Z de l'aimant permanent mobile 24 sur la surface supérieure 30 de la puce 28 (voir figure 5), lorsque l'aimant permanent mobile et le pivot tournent d'un angle α, le champ magnétique H de l'aimant permanent mobile au niveau du plan de la surface supérieure 30 de la puce tourne sans ambiguïté du même angle α. Le champ magnétique résultant Hr sur chacune des magnétorésistances selon leur axe sensible C'C résuite de la somme algébrique du champ de polarisation Hp et de la projection orthogonale du champ H de l'aimant permanent mobile sur l'axe sensible de la magnétorésistance considérée. Ainsi, dans la position initiale du pivot 20, pour un angle α de 0 degrés, le champ résultant Hr sera à un niveau maximum dans l'axe sensible des deux deuxièmes magnétorésistances M3 et M4 du deuxième groupe G2 et a un niveau minimum pour les deux quatrièmes magnétorésistances M7 et M8 du quatrième groupe G4. La variation du champ résultant Hr selon l'axe sensible C'C de chaque magnétorésistance M1 à M8 produit une variation de la résistivité de chaque magnétorésistance permettant de déterminer sans ambiguïté, à l'aide de systèmes connus la position angulaire du pivot 22 mesurée par l'angle α sur un tour complet.
La figure 6 représente un schéma de principe permettant de déterminer cet angle α .
Les deux premières magnétorésitances M1 et M2 du premier groupe G1 et les deux troisièmes magnétorésistances M5 et M6 du troisième groupe G3 sont montées dans un premier pont de Wheatstone P1 et les deux secondes magnétorésistances M3 et M4 du deuxième groupe G2 et les deux quatrièmes magnétorésitances du quatrième groupe G4 dans un second pont de Wheatstone P2 de telle façon que les deux magnétorésistances d'un même groupe forment deux branches opposées du pont de Wheatstone.
D'une façon connue un premier courant de mesure 11 alimente par deux premiers points opposés W1 et W2 d'interconnexion du premier pont de Wheatstone P1, les quatre magnétorésistances du premier groupe G1 et du troisième groupe G3, les deux autres points opposés W3 et W4 d'interconnexion du pont de Wheatstone étant connectés à deux entrées différentielles E1 et E2 d'un premier amplificateur différentiel A1 fournissant à sa sortie une première tension U1 proportionnellement au sinus de la position angulaire α .
Un second courant de mesure 12 de même valeur que le courant de mesure 11 alimente par deux premiers points opposés W5 et W6 d'interconnexion du second pont de Wheatstone P2 les quatre magnétorésistances du deuxième groupe G2 et du quatrième groupe G4, les deux autres points opposés W7 et W8 d'interconnexion du second pont de Wheatstone P2 étant connectés à deux entrées différentielles E3 et E4 d'un second amplificateur différentiel A2 fournissant à sa sortie une seconde tension U2 proportionnelle au cosinus de la position angulaire α.
La connaissance à tout moment de la valeur de sinus α et de cos α permet de déterminer sans ambiguïté l'angle de rotation α et la position angulaire α du pivot 22. A cet effet une unité de traitement UT de type connu reçoit à deux entrées E5 et E6 respectivement les tensions de sortie U1 et U2 des amplificateurs différentiels A1 et A2 et fourni à une sortie S un signal de sortie Us correspondant à la position angulaire α du pivot. Ce montage particulier en pont de Wheatstone des magnétorésistances permet d'améliorer la précision de mesure de la position angulaire du pivot 22 qui peut être de l'ordre de un degré.
Le signal en sortie de cette unité de traitement peut être, soit une tension ou un courant analogique, soit un signal numérique destiné une interconnexion de type bus de terrain, soit un signal à modulation de largeur d'impulsion ou tout autre type de signal adapté à une utilisation souhaitée.
Dans une variante du capteur magnétique du dispositif de mesure de position angulaire de la figure 2, le champ de polarisation Hp fixe est obtenu par un aimant permanent sous forme d'un barreau cylindrique aimanté selon son axe de révolution et dont les lignes de champs traversent les huit magnétorésistances parallèlement à leurs axes sensibles C'C et dans un même sens pour chacune des magnétorésistances.
La figure 7 montre un capteur magnétique 50 selon la variante. Le capteur magnétique 50 comporte la puce 28 ayant les magnétorésistance M1 à M8 et un aimant permanent 52 sous la forme d'un barreau de section circulaire dont l'axe de révolution F'F est perpendiculaire au plan des magnétorésistances et passe par le point centrale O de la puce 28.
Un des pôles de l'aimant permanent 52, le pôle nord N dans le cas de la réalisation de la figure 7, se trouve à proximité de la puce 28 et à une distance D telle que des lignes de champ hc reliant le pôle nord N au pôle sud S de l'aimant permanent 52 traversent les magnétorésistances M1 à M8 pratiquement parallèlement à leur axe sensible C'C selon une distribution radiale régulière au tour de l'axe de révolution F'F de l'aimant permanent et dans un même sens pour chacune des magnétorésistances.
Le dispositif de mesure de position angulaire, selon l'invention, trouve son application dans des nombreux domaines de l'industrie et en particulier lorsqu'on souhaite mesurer avec un faible coût, des décalages angulaires d'éléments mobiles avec une grande fiabilité, précision et stabilité de la mesure. Le dispositif trouve aussi son application dans les
10 mesures des vitesses de machines tournantes comme les moteurs à courant continu, le dispositif permettant d'obtenir une grande précision de mesure dans une large plage de vitesses.
L'invention n'est pas limitée à la réalisation décrite de la figure 2. On peut envisager par exemple, un dispositif de mesure de position angulaire utilisant, à la place d'aimants permanents, des premières bobines alimentées par un premier courant électrique générant le champ magnétique de polarisation Hp fixe et des secondes bobines alimentées par un second courant électrique, générant le champ H de l'élément magnétique mobile. La figure 8 montre une variante du dispositif de mesure de position angulaire de la figure 2, selon l'invention. Dans cette variante de la figure 8, le premier, le deuxième, le troisième et le quatrième groupe (G1,G2,G3,G4) de magnétorésistances du capteur, comportent chacun une seule magnétorésistance (M1,M3,M5,M7). Cette variante permet une baisse du coût du capteur qui ne comporte que quatre magnétorésistances, le dispositif de mesure étant légèrement moins performant que dans le cas de la réalisation décrite avec huit magnétorésistances.
La figure 9 montre un schéma simplifié des moyens de mesure différentielle des signaux, utilisés dans le dispositif de mesure selon la variante de la figure 8. Ces moyens utilisent un premier pont diviseur comportant les deux magnétorésistances (M1.M5) en série, du premier et du troisième groupe (G1.G3) et un second pont diviseur comportant les autres deux magnétorésistances (M3.M7) en série, du deuxième et le quatrième groupe (G2,G4). L'extrémité libre des magnétorésistances du premier et du deuxième groupe (M1.M3) étant connectée à un potentiel u et les extrémités libres des magnétorésistances du troisième et quatrième groupe (M5.M7) étant connectées à une masse M des moyens de mesure.
Le premier pont diviseur fournit, à travers un premier adaptateur A3 ayant une entrée connectée au point de jonction des magnétorésistances (M1.M5) du premier et du troisième groupe, une première tension (U1) de mesure proportionnelle au sinus de la position angulaire (α) du champ magnétique (H) de l'élément magnétique mobile. Le second pont diviseur fournit, à travers un second adaptateur A4 ayant une entrée connectée au point de jonction des magnétorésistances (M3.M7) du deuxième et du
n quatrième groupe, une seconde tension (U2) de mesure proportionnelle au cosinus de la position angulaire (α) du même champ magnétique (H).
La première et la seconde tension (U1.U2) de mesure sont appliquées aux entrées (E5 E6) de l'unité de traitement (UT) fournissant à sa sortie (S) la position angulaire (α) de l'élément magnétique mobile.
12

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de mesure de position angulaire (10,20) comportant un capteur de champ magnétique (16,26,50) utilisant des magnétorésistances (M1,M2,...M8), le capteur coopérant avec un élément magnétique mobile (14,24) dont on cherche à mesurer l'orientation, le capteur comportant sur un même substrat (34), un premier, un deuxième, un troisième et un quatrième groupe (G1,G2,G3,G4), d'au moins une magnétorésistance par groupe ayant un axe sensible (C'C), l'axe sensible des premier et troisième groupe (G1.G3) étant perpendiculaire à l'axe sensible des deuxième et quatrième groupe (G2,G4) et un champ de polarisation (Hp) fixe créé par un aimant permanent placé sous le substrat, le dispositif comportant en outre des moyens de mesure différentielle (P1,P2,A1,A2,UT) des signaux fournis d'une part par le premier et le troisième groupe de magnétorésistances et d'autre part par le deuxième et quatrième groupe, caractérisé en ce que le champ de polarisation (Hp) fixe est appliqué parallèlement à l'axe sensible (C'C) de chacune des magnétorésistances, les champs de polarisation (Hp) fixe étant opposés pour le premier et le troisième groupe de magnétorésistance d'une part et pour le deuxième et le quatrième groupe de magnétorésistances d'autre part.
2. Dispositif de mesure de position angulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur magnétique (26,50) utilise une puce (28) comportant les magnétorésistances (M1,M2,...M8) réalisées par dépôt sur un même substrat (34).
3. Dispositif de mesure de position angulaire selon la revendication 2, caractérisé en ce que la puce (28) ayant une face supérieure (30) et une face inférieure (32), les magnétorésistances (M1,M2,...M8) sont déposées du coté de la face supérieure (30) de la puce (28).
13
4. Dispositif de mesure de position angulaire selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les magnétorésistances (M1,M2,...M8) sont des magnétorésistances géantes.
5. Dispositif de mesure de position angulaire selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le champ de polarisation (Hp) fixe est obtenu par un aimant permanent (50) sous forme de barreau cylindrique aimanté selon son axe de révolution (F'F), et dont les lignes de champs (hc) traversent les magnétorésistances parallèlement à leurs axes sensibles (C'C) et dans un même sens pour chacune des magnétorésistances
6. Dispositif de mesure de position angulaire selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le champ de polarisation (Hp) fixe est obtenu par un aimant permanent annulaire (36), aimanté radialement de façon que les lignes de champs (hc) traversent les magnétorésistances parallèlement à leurs axes sensibles (C'C) et dans un même sens pour chacune des magnétorésistances.
7. Dispositif de mesure de position angulaire selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'aimant permanent annulaire (36) comportant une surface cylindrique interne (38) et une surface cylindrique externe (40) selon un axe de révolution (F'F) est accolé contre la surface inférieure (32) de la puce (28), l'axe de révolution (F'F) passant par le point centrai (O) de la puce (28).
8. Dispositif de mesure de position angulaire selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'élément magnétique mobile est un aimant permanent mobile (24) de dimensions grandes par rapport au capteur (26,50).
9. Dispositif de mesure de position angulaire selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'aiment permanent mobile (24) est réalisé sous la forme d'un barreau de section rectangulaire selon un axe
14 longitudinal (Z'Z) qui tourne, entraîné par un pivot (22), dans un plan de rotation (Pr) sensiblement parallèle à la face supérieure (30) de la puce (28).
10. Dispositif de mesure de position angulaire selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le champ magnétique (H) de l'élément magnétique mobile est généré par des secondes bobines alimentées par un second courant électrique.
11. Dispositif de mesure de position angulaire selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le premier, le deuxième, le troisième et le quatrième groupe (G1,G2,G3,G4) de magnétorésistances comportent chacun deux magnétorésistance d'axes sensible (C'C) parallèles.
12. Dispositif de mesure de position angulaire selon la revendication 11, caractérisé en ce que les magnétorésistances sont groupées par groupes de deux magnétorésistances côte à côte dont les axes sensibles (C'C) sont parallèles, le premier groupe (G1) constitué de deux premières magnétorésistances (M1, M2), le deuxième groupe (G2) constitué de deux deuxièmes magnétorésistances (M3, M4), le troisième groupe (G3) constitué de deux troisièmes magnétorésistances (M5, M6) et le quatrième groupe (G4) constitué des deux quatrièmes magnétorésistances (M7, M8), chaque groupe se trouvant sensiblement à égal distance d'un point central (O) situé dans une zone centrale de la face supérieure (30) de la puce (28), les magnétorésistances étant situées sur la face supérieure de la puce de telle façon qu'un premier axe (X'X) situé dans le plan de la face supérieur de la puce et comportant le point central (O), passe entre les deux magnétorésistances côte à côte du deuxième groupe (G2) et du quatrième groupe (G4) parallèlement à leur axe sensible (C'C) et qu'un second axe (Y'Y) perpendiculaire au premier axe (X'X) situé dans le même plan supérieur de la puce et comportant aussi le point central (O), passe entre les magnétorésistances côte à côte du premier groupe (G1) et du troisième groupe (G3) et parallèlement à leur axe sensible (C'C).
15
13. Dispositif de mesure de position angulaire selon la revendications 11 ou 12, caractérisé en ce que les moyens de mesure différentielle des signaux utilisent un premier pont de Wheatstone (P1) comportant le premier et le troisième groupe (G1.G3) de magnétorésistances fournissant une première tension (U1) de mesure proportionnelle au sinus de la position angulaire (α) du champ magnétique (H) de l'élément magnétique mobile et un second pont de Wheatstone (P2) comportant le deuxième et le quatrième groupe (G2.G4) de magnétorésistances fournissant une seconde tension (U2) de mesure proportionnelle au cosinus de la position angulaire (α) du même champ magnétique (H), la première et la seconde tension (U1.U2) de mesure étant connectées à une unité de traitement (UT) fournissant la position angulaire (α) de l'élément magnétique mobile.
14. Dispositif de mesure de position angulaire selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le premier, le deuxième, le troisième et le quatrième groupe (G1,G2,G3,G4) de magnétorésistances comportent chacun une seule magnétorésistance (M1,M3,M5,M7).
15. Dispositif de mesure de position angulaire selon la revendication 14, caractérisé en ce que les moyens de mesure différentielle des signaux, utilisent un premier pont diviseur comportant les deux magnétorésistances (M1.M5) en série, du premier et du troisième groupe (G1,G3) et un second pont diviseur comportant les autres deux magnétorésistances (M3.M7) en série, du deuxième et le quatrième groupe (G2.G4), lèxtrémité libre des magnétorésistances du premier et du deuxième groupe (M1.M3) étant connectée à un potentiel (u) et les extrémités libres des magnétorésistances du troisième et quatrième groupe (M5.M7) étant connectées à une masse (M) des moyens de mesure, le premier pont diviseur fournissant, à travers un premier adaptateur A3 ayant une entrée connectée au point de jonction des magnétorésistances (M1,M5) du premier et du troisième groupe, une première tension (U1) de mesure proportionnelle au sinus de la position angulaire (α) du champ magnétique (H) de l'élément magnétique mobile, le second pont diviseur fournissant, à travers un second adaptateur A4 ayant une entrée connectée au point de
16 jonction des magnétorésistances (M3.M7) du deuxième et du quatrième groupe, une seconde tension (U2) de mesure proportionnelle au cosinus de la position angulaire (α) du même champ magnétique (H), la première et la seconde tension (U1.U2) de mesure étant appliquées aux entrées (E5 E6) de l'unité de traitement (UT) fournissant à sa sortie (S) la position angulaire (α) de l'élément magnétique mobile.
17
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