WO2001094875A1 - Capteur de position présentant une insensibilité aux champs extérieurs et aux excentrations - Google Patents

Capteur de position présentant une insensibilité aux champs extérieurs et aux excentrations Download PDF

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WO2001094875A1
WO2001094875A1 PCT/FR2001/001745 FR0101745W WO0194875A1 WO 2001094875 A1 WO2001094875 A1 WO 2001094875A1 FR 0101745 W FR0101745 W FR 0101745W WO 0194875 A1 WO0194875 A1 WO 0194875A1
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Stéphane BIWERSI
Didier Frachon
Pierre Gandel
Hubert Poinceau
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    • 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
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    • G—PHYSICS
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Abstract

La présente invention concerne un capteur magnétique de position, comportant au moins une partie statorique et une partie mobile (41) selon au moins une direction 0x, avec une course utile Xc, le stator étant composé d'au moins deux ensembles ferromagnétiques (40) et (40') définissant entre eux un entrefer principal (44) à l'intérieur duquel se déplace la partie mobile comprenant au moins un aimant permanent (41) aimanté dont les pôles sont parallèles à la surface médiane dudit entrefer principal, chacun desdits ensembles ferromagnétiques (40) et (40') étant constitué d'au moins deux pièces ferromagnétiques (42) et (42') (respectivement (43) et (43')) en matériau magnétique doux, les deux pièces de chacun desdits ensembles définissant au moins un entrefer secondaire.

Claims

13
REVENDICATIONS
1 - Capteur magnétique de position, comportant au moins une partie statorique et une partie mobile (41) selon au moins une direction Ox, avec une course utile Xc, [Xc représente dans le cas d'un capteur linéaire la course de la partie mobile dans une direction Ox contenue dans le plan médian de l'entrefer principal, alors que dans le cas d'un capteur rotatif Xc correspond à l'arc angulaire parcouru par la partie mobile sur le rayon moyen d'une partie aimantée.] caractérisé en ce que le stator est composé d'au moins deux ensembles ferromagnétiques (40) et (40') définissant entre eux un entrefer principal (44) à l'intérieur duquel se déplace la partie mobile comprenant au moins un aimant permanent (41) aimanté dont les pôles sont parallèles à la surface médiane dudit entrefer principal, chacun desdits ensembles ferromagnétiques (40) et (40') étant constitué d'au moins deux pièces ferromagnétiques (42) et (42') (respectivement (43) et (43')) en matériau magnétique doux, les deux pièces de chacun desdits ensembles définissant au moins un entrefer secondaire, et en ce qu'un élément magnétosensible (46) ou (46') pour mesurer la variation d'induction est disposé dans chacun desdits entrefers secondaire, chaque pièce statorique (42, 42', et 43, 43') présentant une longueur Xs dans la direction Ox au moins égale à Xc,
[Xs est mesurée sur le rayon moyen d'un aimant dans le cas d'un capteur rotatif et dans une direction contenue dans le plan médian de l'entrefer principal dans le cas d'un capteur linéaire] les pièces statoriques (42, 42', et 43, 43') de chaque ensemble étant alignées suivant la géométrie du capteur soit dans une même surface plane parallèle à Ox soit dans une même surface cylindrique d'axe correspondant 14 à l'axe de symétrie de la partie mobile, ces plans étant répartis de part et d'autre de la partie mobile.
2 - Capteur magnétique de position selon la revendication 1 caractérisé en ce que le ou les aimants se déplacent parallèlement aux pièces statoriques (42, 42', 43, 43') à une distance minimale sensiblement constante.
3 - Capteur magnétique selon l'une au moins des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le ou les aimants présentent une aimantation perpendiculaire à Ox et une longueur dans la direction de déplacement au moins égale à Xc et de préférence égale à Xc+2E'+F, où F est la largeur des entrefers secondaires dans selon la direction Ox et E' est compris entre 0 et E, où E est la distance mesurée perpendiculairement à Ox entre les deux ensembles statoriques (40) et (40').
[Xc étant mesurée sur le rayon moyen de l'aimant (131) dans le cas d'un capteur rotatif ou la longueur dans le cas d'un capteur linéaire].
4 - Capteur magnétique selon l'une au moins des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que les parties ferromagnétiques statoriques (42) , (42'), (43), (43') présentent une même longueur dans la direction Ox au moins égale à Xc et de préférence égale Xc+2E' .
5 - Capteur magnétique selon l'une au moins des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que les pièces statoriques (92') et (93') situées de part et d'autre de la surface médiane de l'aimant parallèle à Ox présentent une longueur plus grande d' une longueur D par rapport aux pièces statoriques (92) et (93) situées elles-aussi de part et d'autre dudit plan.
6 - Capteur magnétique selon l'une au moins des revendications 1,2 et 5 caractérisé en ce que les pièces (92') et (93') présentent une longueur selon la direction Ox au moins égale à Xc+D et de préférence égale Xc+2E'+D et que les pièces (92) et (93) présentent une longueur selon 15 la direction Ox au moins égale à Xc et de préférence égale à Xc+2E' .
7 - Capteur magnétique selon l'une au moins des revendications 1,2,5 et 6 caractérisé en ce que l'aimant (91) présente une longueur au moins égale à Xc+D et de préférence égale à Xc+D+F+2E' .
8 - Capteur magnétique selon l'une au moins des revendications 1 et 5 caractérisé en ce que l'augmentation relative d'une longueur D des longueurs des pièces (92') et (93') par rapport aux pièces (92) et (93) permet de disymétriser le signal mesuré par les éléments magnetosensibles de manière à ajuster la position où la précision du capteur sera maximale.
9 - Capteur magnétique selon l'une au moins des revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu' il est dimensionné pour une course supérieure à la course nominale, celle-ci étant alors délimitée par un moyen adaptée sur une portion de la course réelle afin de disymétriser le signal mesuré par les éléments magnetosensibles et ce de manière à ajuster la position où la précision du capteur sera maximale.
10 - Capteur magnétique selon les revendications précédentes caractérisé en ce que la combinaison judicieuse du signal mesuré par les éléments magnetosensibles permet de supprimer la sensibilité à un défaut de positionnement relatif de la partie mobile par rapport aux parties fixes dans une direction perpendiculaire à Ox.
11 - Capteur magnétique selon les revendications précédentes caractérisé en ce que la combinaison judicieuse du signal mesuré par les éléments magnetosensibles permet de supprimer la sensibilité à un champ magnétique extérieur.
12 - Capteur magnétique de position selon les revendications précédentes caractérisé en ce que la 16 comparaison des signaux mesurés par chaque élément magnétosensible permet de détecter un défaut de fonctionnement d'un de ces éléments.
13 - Capteur magnétique de position selon les revendications précédentes caractérisé en ce que les parties fixes et mobiles sont échangées en parties respectivement fixes ou mobiles.
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