WO2002082020A2 - Capteur de position ou de deplacement simplifie, et application - Google Patents

Capteur de position ou de deplacement simplifie, et application Download PDF

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    • 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
    • G01D5/20—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 by varying inductance, e.g. by a movable armature

Definitions

  • the invention relates generally to the field of geometric sensors suitable for industrial applications.
  • the invention relates, according to a first of its aspects, to a position or displacement sensor, comprising a detection circuit and a cursor, the cursor being mounted mobile relative to the detection circuit and comprising a support and a member influence, the support being made of a first material, inert for the detection circuit, the influence member being carried by the support and comprising a second material, active for the detection circuit, and the detection circuit delivering an output signal as a function of a relative position of the influence member and the detection circuit.
  • the influence member In this type of sensor, the influence member must, in a known manner, respect very strict dimensional tolerances, and be able to adopt a very precise reference position with respect to the detection circuit.
  • the solution adopted to satisfy these constraints traditionally consists in bringing the influence organ obtained by separate production onto the support.
  • the invention aims, in particular, to provide a precise position or displacement sensor, the manufacture of which is nevertheless simpler than that of known sensors.
  • the senor of the invention is essentially characterized in that the influencing member is produced in the form of particles of the second material embedded in a mass of the first material. It is thus possible, in particular, to more simply produce a sensor in which : the detection circuit comprises a magnetic field generator and a magnetic field detector, and in which the influence organ operates, between the generator and the detector magnetic field, a magnetic coupling varying according to its relative position with respect to the detection circuit.
  • the first material is typically a dielectric, for example a thermoplastic polymer
  • the second 'material is an electrical conductor, for example a metal or an alloy.
  • the cursor may include a stud enabling it to be linked on the move to a moving part by means of a yoke.
  • the cursor can be obtained by molding or by injection.
  • the senor of the invention can receive multiple applications, it is particularly well suited for measuring the displacement or the position of a brake system piston for a motor vehicle.
  • FIG. 1 is a perspective view of a cursor belonging to a known sensor
  • FIG. 2 is a perspective view of a cursor belonging to a sensor according to the invention.
  • FIG. 3 is a perspective view of a sensor according to the invention, shown in combination with a master cylinder piston shown partially and cut away;
  • FIG. 4 is a perspective view of a master cylinder shown in full and using a sensor according to the invention.
  • the invention relates to a position or displacement sensor, of the type which includes a detection circuit 1 (FIG. 3) and a cursor 2 (FIGS. 2 and 3).
  • the cursor 2 is mounted movable relative to the detection circuit 1 and comprises a support 20 and an influence member 21, the influence member 21 being carried by the support 20.
  • the support 20 consists of an inert material for the detection circuit 1, while the influence member 21 consists of an active material for this detection circuit 1.
  • the detection circuit 1 delivers (FIG. 3) an output signal S which is a function of the instantaneous position that the influence member 21 takes relative to the detection circuit 1, the evolution of the output signal S thus being representative of the relative movement of the cursor 2 with respect to the detection circuit 1.
  • the influence member in known sensors, consists of a plate, such as a copper plate , fixed on the support 20.
  • the influence member 21 is produced in the form of particles P of the active material for the detection circuit 1, these particles P being embedded in a mass
  • the inert material is for example constituted by a dielectric material, such as a thermoplastic polymer.
  • the cursor 2 can in particular be obtained by molding or by injection.
  • the active material can in turn consist of an electrically conductive material, for example a metal or an alloy.
  • the detection circuit 1 comprises a magnetic field generator and a magnetic field detector
  • the influence member 21 has the function of operating, between the generator and the magnetic field detector, a magnetic coupling which varies as a function of its relative position with respect to the detection circuit 1.
  • the output signal S of the detection circuit 1 is then that produced by the magnetic field detector, that is to say a signal dependent on the magnetic coupling produced by the influence member 21, and therefore ultimately dependent on the position of the latter.
  • the slider 2 comprises for example a stud 200 formed on the support 20 and making it possible to ensure a kinematic connection between the slider 2 and a moving part 3 secured to a yoke 4 coming to cap the stud 200 .
  • the movable part 3 is for example constituted by a piston of a master cylinder 5 for braking a motor vehicle, this piston 3 being slidably mounted in a cylinder 6 of this master- cylinder.
  • the senor of the invention provides at all times, in the form of the output signal S which it delivers, a measurement of the displacement or of the position of the piston 3 inside the cylinder 6.

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Abstract

L'invention concerne un capteur de position ou de déplacement, comprenant un circuit de détection et un curseur (2) dont le circuit de détection détecte la position, ce curseur (2) comprenant un support (20) constitué d'un matériau inerte pour le circuit de détection, et un organe d'influence (21) porté par le support (20) et comprenant un matériau actif pour le circuit de détection. Selon l'invention, l'organe d'influence (21) est réalisé sous forme de particules (P) du matériau actif noyées dans une masse (M) du matériau inerte. Application à la mesure du déplacement ou de la position d'un piston de système de freinage pour véhicule à moteur.

Description

Capteur de position ou de déplacement simplifié,et application .
L'invention concerne, de façon générale, le domaine des capteurs géométriques adaptés à des applications industrielles .
Plus précisément, l'invention concerne, selon un premier de ses aspects, un capteur de position ou de déplacement, comprenant un circuit de détection et un curseur, Le curseur étant monté mobile par rapport au circuit de détection et comprenant un support et un organe d'influence, le support étant constitué d'un premier matériau, inerte pour le circuit de détection, l'organe d'influence étant porté par le support et comprenant un second matériau, actif pour le circuit de détection, et le circuit de détection délivrant un signal de sortie fonction d'une position relative de l'organe d'influence et du circuit de détection.
Dans ce type de capteur, l'organe d'influence doit, de façon connue, respecter des tolérances dimensionnelles très strictes, et pouvoir adopter une position de référence très précise par rapport au circuit de détection.
La solution adoptée pour satisfaire à ces contraintes consiste traditionnellement à rapporter sur le support l'organe d'influence obtenu par une fabrication séparée.
Si une telle approche donne toute satisfaction au plan de la précision des mesures effectuées avec un tel capteur, en revanche la fabrication de ce dernier est relativement longue, délicate, et donc coûteuse.
Dans ce contexte, l'invention a pour but, notamment, de proposer un capteur de position ou de déplacement précis, dont la fabrication soit néanmoins plus simple que celle des capteurs connus.
A cette fin, le capteur de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le' préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que l'organe d'influence est réalisé sous forme de particules du second matériau noyées dans une masse du premier matériau. II est ainsi possible, notamment, de réaliser plus simplement un capteur dans lequel :le circuit de détection comprend un générateur de champ magnétique et un détecteur de champ magnétique, et dans lequel l'organe d'influence opère, entre le générateur et le détecteur de champ magnétique, un couplage magnétique variant en fonction de sa position relative par rapport au circuit de détection.
Dans ce cas, le premier matériau est en général un diélectrique, par exemple un polymère thermoplastique, tandis que le second ' matériau est un conducteur électrique, par exemple un métal ou un alliage.
En pratique, le curseur peut comprendre un téton permettant de le lier en déplacement à une pièce mobile par l'intermédiaire d'une chape. Lorsque le premier matériau est un polymère thermoplastique, le curseur peut être obtenu par moulage ou par injection.
Bien que le capteur de l'invention puisse recevoir de multiples applications, il est particulièrement bien adapté à la mesure du déplacement ou de la position d'un piston de système de freinage pour véhicule à moteur.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
- la figure 1 est une vue en perspective d'un curseur appartenant à un capteur connu;
- la figure 2 est une vue en perspective d'un curseur appartenant à un capteur conforme à l'invention;
- la figure 3 est une vue en perspective d'un capteur conforme à l'invention, représenté .en combinaison avec un piston de maître-cylindre illustré de façon partielle et en écorché; et
- la figure 4 est une vue- en perspective d'un maître-cylindre représenté de façon complète et utilisant un capteur conforme à l'invention.
Comme annoncé précédemment, l'invention concerne un capteur de position ou de déplacement, du type de ceux qui comprennent un circuit de détection 1 (figure 3) et un curseur 2 (figures 2 et 3) . Le curseur 2 est monté mobile par rapport au circuit de détection 1 et comprend un support 20 et un organe d'influence 21, l'organe d'influence 21 étant porté par le support 20.
Le support 20 est constitué d'un matériau- inerte pour le circuit de détection 1, tandis que l'organe d'influence 21 est constitué d'un matériau actif pour ce circuit de détection 1.
Dans ces conditions, le circuit de détection 1 délivre (figure 3) un signal de sortie S qui est fonction de la position instantanée que prend l'organe d'influence 21 par rapport au circuit de détection 1, l'évolution du signal de sortie S étant ainsi représentative du déplacement relatif du curseur 2 par rapport au circuit de détection 1. Comme le montre la figure 1, l'organe d'influence, dans les capteurs connus, est constitué par une plaque, telle qu'une plaque de cuivre, fixée sur le support 20.
Au contraire selon l'invention, comme le montre la figure 2, l'organe d'influence 21 est réalisé sous forme de particules P du matériau actif pour le circuit de détection 1, ces particules P étant noyées dans une masse
M du matériau inerte pour le circuit de détection 1.
Le matériau inerte est par exemple constitué par un matériau diélectrique, tel qu'un polymère thermoplastique.
Dans ce dernier cas, le curseur 2 peut notamment être obtenu par moulage ou par injection. Le matériau actif peut quant à lui être constitué par un matériau conducteur d'électricité, par exemple un métal ou un alliage.
Il est ainsi possible de réaliser un capteur inductif de position ou de déplacement, fonctionnant par couplage magnétique.
Plus précisément, dans ce cas, le circuit de détection 1 comprend un générateur de champ magnétique et un détecteur de champ magnétique, et l'organe d'influence 21 a pour fonction d'opérer, entre le générateur et le détecteur de champ magnétique, un couplage magnétique qui varie en fonction de sa position relative par rapport au circuit de détection 1.
Le signal de sortie S du circuit de détection 1 est alors celui que produit le détecteur de champ magnétique, c'est-à-dire un signal dépendant du couplage magnétique réalisé par l'organe d'influence 21, et dépendant donc finalement de la position de ce dernier.
Comme le montre notamment la figure 2, le curseur 2 comprend par exemple un téton 200 formé sur le support 20 et permettant d'assurer une liaison cinématique entre le curseur 2 et une pièce mobile 3 solidaire d'une chape 4 venant coiffer le téton 200.
Comme le montrent les figures 3 et 4, la pièce mobile 3 est par exemple constituée par un piston d'un maître-cylindre 5 de freinage d'un véhicule à moteur, ce piston 3 étant monté coulissant dans un cylindre 6 de ce maître-cylindre .
Dans ces conditions, le capteur de l'invention fournit à tout moment, sous la forme du signal de sortie S qu'il délivre, une mesure du déplacement ou de la position du piston 3 à l'intérieur du cylindre 6.

Claims

REVENDICATIONS
1. Capteur de position ou de déplacement d'un piston (3) de système de freinage pour véhicule à moteur, comprenant un circuit de détection (1) et un curseur (2) , le curseur (2) étant monté mobile par rapport au circuit de détection (1) et comprenant un support (20) et un organe d'influence (21), le support (20) étant constitué d'un premier matériau, inerte pour le circuit de détection (1), l'organe d'influence (21) étant porté par le support (20) et comprenant un second matériau, actif pour le circuit de détection (1), et le circuit de détection (1) délivrant un signal de sortie (S) fonction d'une position relative de l'organe d'influence (21) et du circuit de détection (1), caractérisé en ce que l'organe d'influence (21) est réalisé sous forme de particules (P) du second matériau noyées dans une masse (M) du premier matériau.
2. Capteur de position ou de déplacement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de détection (1) comprend un générateur de champ magnétique et un détecteur de champ magnétique, et en ce que l'organe d'influence (21) opère, entre le générateur et le détecteur de champ magnétique, un couplage magnétique variant en fonction de sa position relative par rapport au circuit de détection (1) .
3. Capteur de position ou de déplacement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier matériau est un diélectrique.
4. Capteur de position ou de déplacement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le second matériau est un conducteur électrique.
5. Capteur de position ou de déplacement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier matériau est un polymère thermoplastique .
6. Capteur de position ou de déplacement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le second matériau est un métal ou un alliage.
7. Capteur de position ou de déplacement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le curseur (2) comprend un téton (200) permettant de le lier en déplacement à une pièce mobile (3) par l'intermédiaire d'une chape (4).
8. Capteur de position ou de déplacement suivant l'une quelconque des revendications précédentes combinée à la revendication 5, caractérisé en ce que le curseur (2) est obtenu par moulage.
9. Capteur de position ou de déplacement suivant l'une quelconque des revendications précédentes combinée à la revendication 5, caractérisé en ce que le curseur (2) est obtenu par injection.
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