FR2790313A1

FR2790313A1 - Capteur inductif sans contact pour la mesure de deplacements rectilignes ou angulaires

Info

Publication number: FR2790313A1
Application number: FR9902362A
Authority: FR
Inventors: Alain Coty
Original assignee: LPMI
Current assignee: LPMI
Priority date: 1999-02-25
Filing date: 1999-02-25
Publication date: 2000-09-01

Abstract

On propose un capteur par induction dans lequel un élément (3) mobile lié à un objet dont on mesure le déplacement présente une section dont les caractéristiques varient en fonction de sa position dans un entrefer d'un circuit (2) magnétique. En mesurant (1) la réluctance du circuit magnétique, on en déduit la position. On perfectionne un tel capteur en prévoyant un champ alternatif superposé à un champ continu dans l'entrefer, en dédoublant l'entrefer, et en faisant alors passer dans chacun des deux entrefers des éléments mobiles dont les caractéristiques évoluent en sens inverse pour un même déplacement.

Description

I La présente invention a pour objet un capteur inductif sans contact pour

la mesure de déplacements rectilignes ou angulaires. La mesure de déplacements rectilignes ou angulaires fait déjà appel à de nombreuses technologies qui chacune répondent à un besoin particulier en terme de coût, de précision ou d'environnement. Parmi les dispositifs connus, on peut citer les potentiomètres, les codeurs optiques, les capteurs capacitifs, les capteurs magnétostrictifs et les capteurs inductifs à bobinages. Il10 existe aussi une variante de capteur inductif dans laquelle des bobinages sont réduits à de simples boucles de circuits imprimés. Dans un document de brevet FR-A-2 682 760, un capteur de déplacement à circuit imprimé est décrit. Ce capteur rencontre parfois des difficultés d'utilisation soit parce que l'accessibilité aux parties mobiles est malaisée et que le démontage pour réparation est très compliqué, soit parce qu'il est souvent nécessaire d'implanter des composants électroniques au plus près du capteur alors que l'environnement présente de très fortes perturbations

radioélectriques ou d'intenses rayonnements ionisants.

La présente invention a pour objet un capteur de déplacement qui a sensiblement les mêmes avantage qu'un tel

dispositif à circuit imprimé en apportant, de plus, une25 grande facilité d'interchangeabilité et l'absence de composants électroniques actifs à proximité immédiate.

L'invention a en effet essentiellement pour but de résoudre des problèmes de montage et de démontage difficilement solubles avec le capteur à circuit imprimé cité ci-dessus, de30 supprimer des composants électroniques qui doivent être implantés sur le circuit de ce capteur, et améliorer son insensibilité à l'environnement climatique et radioélectrique. Le capteur de déplacements conforme à l'invention se compose essentiellement d'un ou de plusieurs enroulements bobinés sur un circuit magnétique dans l'entrefer duquel se déplace un élément mobile, ferromagnétique ou non, de section variable. L'élément mobile est inerte et de ce fait n'est sensible ni aux influences de température, ni aux influences électromagnétiques. L'invention concerne donc un capteur inductif caractérisé en ce qu'il comporte un circuit magnétique avec un entrefer et un bobinage d'excitation, un élément mobile glissant dans cet entrefer, et un circuit de mesure de la réluctance de ce circuit magnétique pour en déduire une position d'un objet mécaniquement relié à cet élément mobile, l'élément mobile présentant une section, mesurée perpendiculairement au sens de glissement, qui est variable

avec ce glissement.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la

description qui suit et à l'examen des figures qui

l'accompagnent. Celles-ci ne sont présentées qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent: Figure 1: une représentation schématique du capteur de l'invention; Figures 2a à 2b: une représentation schématique des principes d'alimentation électrique du bobinage de l'invention; Figures 3a, 3b et 4: des exemples de réalisation d'élément mobiles utilisables dans le capteur de l'invention; Figure 5: un perfectionnement du bobinage de l'invention; Figures 6 à 8: une alimentation électrique perfectionnée du bobinage de l'invention et un circuit de mesure correspondant; Figures 9 à 12: une représentation des effets d'un dédoublement de pôles du capteur de l'invention pour réaliser une compensation de dérive; Figure 13a à 13e: des éléments mobiles utilisables avec des entrefers dédoublés selon les figures 9 à 12; Figure 14: un circuit de mesure utilisable avec les réalisations des figures 9 à 12; Figure 15: une représentation de l'élément mobile permettant que la position mesurée soit une position angulaire; Figure 16: une représentation schématique du capteur de l'invention avec un deuxième circuit magnétique et un deuxième entrefer dans lequel glisse un élément mobile permettant une mesure en rotation avec une compensation de dérive; Figures 17 à 19: des éléments mobiles utilisables avec un capteur à deux entrefers et permettant une compensation de dérive; Figure 20: un élément mobile utilisable dans le cadre de la figure 16; Figure 21: un exemple d'utilisation du capteur de l'invention; La figure 1 montre comment un dispositif selon l'invention peut être agencé dans sa conception la plus simple. Un enroulement 1 formant un bobinage d'excitation est bobiné autour d'un circuit magnétique 2 en forme de C.

L'ouverture du C forme l'entrefer du circuit magnétique. Un élément mobile 3 peut se déplacer dans l'entrefer du circuit magnétique, de préférence libre de tout contact matériel.

Alimenté en courant alternatif, le bobinage 1 présente une impédance dont la valeur dépend de la réluctance du circuit magnétique. Cette réluctance est elle-même fonction de la section de l'élément mobile interposée dans l'entrefer. Il en résulte que l'impédance de la bobine est une fonction de la position de l'élément mobile 3 dans l'entrefer du circuit magnétique. Pour mesurer des déplacements d'un objet, on lie l'élément 3 à cet objet. L'élément 3 est inerte et supporte sans difficultés les contraintes d'environnement précitées. En outre l'élément 3 étant dépourvu de contact matériel avec35 les pôles de l'entrefer, son démontage de l'objet ne pose pas

de difficulté.

Un moyen de mesure simple, mais peu stable en température, consiste, comme le montrent les figures 2a et 2b, à alimenter le bobinage soit par un générateur 4 de courant i alternatif et à mesurer une variation de tension v directement aux bornes de la bobine, soit à alimenter le bobinage par un générateur 5 de tension continue et à mesurer une variation de tension v aux bornes d'une résistance R. Ces deux procédés, s'ils permettent de comprendre de manière simple comment le déplacement de l'élément mobile peut être traduit en une tension mesurable peuvent être perfectionnés pour leur mise en euvre pratique. Ci-après sont décrits

d'autres moyens plus aptes à obtenir une mesure stable.

L'élément mobile 3 peut être réalisé en matériau conducteur amagnétique auquel cas il développe, dans une faible épaisseur, des courants de Foucault qui s'opposent au

passage du flux magnétique qui circulent dans l'entrefer.

Ceci a pour effet d'obtenir une diminution de l'impédance de la bobine lorsque la section de l'élément mobile, présente

dans l'entrefer, augmente.

L'élément mobile 3 peut aussi être réalisé en matériau ferromagnétique perméable au flux. Auquel cas l'impédance de la bobine augmente lorsque la section de l'élément mobile s'accroit lors de son déplacement dans l'entrefer du circuit magnétique. Les courants de Foucault se développant essentiellement à la surface du conducteur, l'épaisseur de l'élément mobile n'a que peu d'effet. Il suffit simplement qu'il soit assez épais pour que les courants puissent y circuler. C'est ce qu'on appelle l'effet de peau. Par contre dans le mode de fonctionnement à perméabilité de bobinage variable, le flux dans l'entrefer dépend tout autant de la largeur que de l'épaisseur de l'élément mobile ferromagnétique. Il y a donc au moins deux possibilités pour réaliser l'élément mobile, soit l'épaisseur est constante et la largeur varie (figure 3a) soit la largeur est constante et c'est l'épaisseur qui

est variable (figure 3b). En variante, les deux varient.

D'autres solutions peuvent aussi être mises en oeuvre pour faire varier la section de passage du flux magnétique dans l'entrefer lorsque l'élément mobile se déplace. C'est ainsi que l'élément mobile tout en conservant une épaisseur 5 et une largeur constantes peut être creusé d'une ouverture qui laisse plus ou moins passer le flux selon la position de cet élément mobile. La figure 4 représente un curseur de ce type qui peut aussi être indifféremment réalisé soit en matériau conducteur de l'électricité, soit en matériau

ferromagnétique.

En variante, un élément mobile des figures 3a, 3b ou 4

comporte les deux matériaux.

Telle que la bobine 1 est disposée dans le circuit magnétique 2 représenté à la figure 1, le dispositif présente un flux de fuite important qui perturbe la mesure du déplacement de l'élément mobile. Une meilleure disposition consiste à séparer le bobinage en deux parties et à placer chaque demi-bobine 7 et 8, de la figure 5, directement autour

des pôles du circuit magnétique 2.

En plus de diminuer le flux de fuite la disposition des bobines telle que représentée à la figure 5 permet d'utiliser le capteur selon deux modes de fonctionnement différents. Le premier mode, identique à celui décrit précédemment, consiste à mesurer la variation de l'impédance totale des deux bobines connectées en série lorsque, sous l'action du déplacement de l'élément mobile, la réluctance du circuit magnétique varie. Ce mode de fonctionnement est dit à

réluctance variable.

Le second mode consiste à utiliser une des bobines comme le primaire d'un transformateur et l'autre bobine comme le secondaire. En se déplaçant l'élément mobile modifie le couplage entre les deux bobines. Ceci a pour effet de faire varier la tension induite dans le secondaire et d'obtenir ainsi une mesure proportionnelle au déplacement de l'élément

mobile.

Dans les deux modes de fonctionnement, le capteur reste sensible aux variations de température. Un moyen pour réduire cette sensibilité peut consister à disposer une sonde de température au plus près d'une des deux bobines, et à apporter une correction à la tension de mesure de telle sorte que les variations imputables à la température soit minimisées. Hormis le fait que ce procédé complique quelque peu le capteur par l'adjonction d'une sonde et par la présence de fils supplémentaires, la compensation obtenue n'est qu'imparfaite puisque la sonde ne mesure jamais exactement la température des bobines. L'interposition indispensable de matériaux isolants provoque toujours un gradient de température entre le coeur des bobines et

l'élément sensible de la sonde.

Un meilleur procédé selon l'invention consiste à utiliser le fait que tout bobinage réalisé en matériau conducteur de l'électricité (à l'exclusion des matériaux supraconducteurs) se compose de deux éléments principaux: une self et une résistance. Cette résistance n'est autre que celle du fil utilisé pour réaliser la bobine. Dans les réalisations courantes, les bobinages s'exécutent au moyen de fils de cuivre dont la résistance est pratiquement proportionnelle à la température avec un coefficient de variation égal à 0,0039/ C. La mesure de la résistance de la (ou des) bobine du capteur permet de corriger l'influence de la température sans ajouter de moyen de mesure supplémentaire. En outre, cette correction est d'autant plus efficace que la prise d'information s'effectue au coeur même

de l'élément actif.

L'essentiel du procédé consiste donc à séparer d'une part la variation de la self fonction du déplacement de l'élément mobile et, d'autre part, la variation de la résistance proportionnelle à la température. Ceci est obtenu en faisant parcourir le (ou les) bobinage par deux courants superposés. Un des courants est alternatif, et son amplitude est fonction de la variation de la self et donc du déplacement de l'élément mobile. L'autre courant est continu,

et sa valeur est fonction de la variation de la température.

On mesure séparément les variations de l'un et l'autre des deux courants. On déduit de la mesure de cet autre courant la valeur de la température avec laquelle on corrige la mesure

du premier courant.

La figure 6 montre par un schéma équivalent la manière dont un courant continu ic issu d'un générateur 9 de tension continue est superposé à un courant alternatif, ia, issu d'un générateur 10 de tension alternative. Les deux générateurs sont connectés aux bornes du bobinage 11 du capteur. Un filtre passe-bas composé d'une résistance R3 et d'un condensateur Cl connectés en parallèle du bobinage 11 permet d'extraire à ses bornes une composante continue Vc proportionnelle à la température. Un filtre passe-haut comportant un condensateur C2 en série par une borne avec le bobinage 11 permet de ne recueillir, par son autre borne, que

la tension alternative Va proportionnelle au déplacement.

Parmi les divers procédés de correction qui peuvent être

imaginés, il en est deux dont la mise en euvre simple répond parfaitement au but recherché.

Un premier procédé de correction consiste à introduire un dispositif multiplieur analogique dans un étage de conditionnement du signal proportionnel à la mesure du déplacement. Comme le montre la figure 7, le produit d'une tension proportionnelle au déplacement par une fraction déterminée de la tension proportionnelle à la température permet de corriger la dérive. Ainsi un circuit multiplieur agit comme un amplificateur à gain variable commandé par une

tension.

Dans ce cas, les deux générateurs 9 et 10 sont couplés au bobinage 11 par un amplificateur différentiel 12. Le signal de mesure prélevé aux bornes de ce bobinage 11 est injecté dans un amplificateur 13. La sortie de l'amplificateur 13 est reliée par le filtre passe- haut C1-C2 à un détecteur d'enveloppe 14 qui en mesure la valeur efficace. Elle est également reliée par le filtre passe-bas R3-Cl à un amplificateur 15 dont la sortie est connectée à un potentiomètre R. Ce potentiomètre R permet de tarer la chaîne de mesure. Les autres bornes du potentiomètre R sont reliées à la masse et à une première entrée d'un multiplieur 16. L'autre entrée du multiplieur 16 reçoit le signal de sortie de l'amplificateur 14. La sortie du multiplieur 16 délivre le signal de mesure corrigé. Les fréquences de coupure des filtres sont inférieures à la fréquence du signal

d'alimentation alternative.

Le second procédé de correction met en oeuvre une conversion analogiquenumérique de la tension proportionnelle au déplacement. La correction s'opère ainsi de manière numérique. Le montage de la figure 8 est semblable à celui de la figure 7. Il suffit que la tension de référence d'un convertisseur analogique-numérique 16.1 connecté en lieu et place du multiplieur 16 soit assujettie à la tension continue proportionnelle à la température. Par cet artifice un nombre binaire obtenu à la sortie du convertisseur 16.1 est l'image du déplacement de l'élément mobile corrigé d'une éventuelle

dérive en température.

Un autre moyen de combattre la dérive en température d'un capteur de déplacements consiste à lui donner une géométrie telle que la mesure soit le résultat de la différence de deux tensions qui varient en sens inverse. On obtient alors une mesure différentielle. Ce procédé montre qu'à la diminution de la dérive due à la température s'ajoute une amélioration de la linéarité, et une moins grande sensibilité aux perturbations d'origine électromagnétiques

(parasites).

Ceci est obtenu par exemple en divisant en deux le pôle

inférieur du circuit magnétique 17 représenté à la figure 9.

Chaque demi-bobine 19 et 20 reçoit la moitié du flux magnétique produit par la bobine d'excitation 18. Il y a alors deux entrefers et deux circuits magnétiques, un passant par le pôle 19, l'autre passant par le pôle 20. Par analogie 9 avec les autres capteurs inductifs à transformateurs différentiels rectilignes ou angulaires, on peut dire que le bobinage 18 constitue le primaire et que chaque bobinage 19 et 20 est un secondaire.5 La figure 10, volontairement débarrassée de ses bobinages primaires et secondaires, montre que l'élément mobile unique 3 de la figure 1 a été divisé en deux secteurs inversés (par ailleurs mécaniquement liés) pour faire en sorte que lors du déplacement une des surfaces interposées10 dans l'un des entrefers augmente alors qu'elle diminue dans l'autre. Figure 11, des tensions V1 et V2 sont induites aux bornes de chaque secondaire 19 et 20. Par la simple différence Vm=V1-V2, on obtient une tension de mesure Vm, différentielle, proportionnelle au déplacement de l'élément mobile. Les deux enroulements étant en série, la tension Vm est directement accessible aux bornes de l'ensemble de ces enroulements. Une autre manière de réaliser une structure

différentielle est représentée à la figure 12. Les deux demi-

secondaires 19 et 20 ne sont plus, comme à la figure 10 placés d'un même côté face au primaire 18, mais disposés de part et d'autre d'un primaire qui se trouve scindé en deux

demi-bobinages primaires 18 et 18bis identiques.

Electriquement, ces deux demi-primaires étant reliés en série

sont parcourus par le même courant alternatif et ou continu.

Dans son mode de fonctionnement le plus simple, on retrouve strictement le même schéma électrique que celui qui est

représenté à la figure 11.

Une conséquence de la disposition différente des secondaires par rapport au primaire représenté soit à la figure 10 soit à la figure 12 entraîne nécessairement une disposition différente des deux parties constitutives de l'élément mobile. Tout en étant solidaires d'un même déplacement ces deux parties sont situées soit dans un même

plan (figure 10) soit dans deux plans parallèles (figure 12).

A cette différence près on retrouve toutes les utilisations possibles soit de matériaux ferromagnétiques de section variable, soit de matériaux à la fois amagnétiques et bons conducteurs de l'électricité. Les figures 13a à 13e donnent quelques exemples de réalisations de l'élément mobile dont deux qui mettent en ouvre un procédé de gravure utilisé pour la réalisation des circuits imprimés (figures 13a et 13b). Ce mode de réalisation est particulièrement intéressant car en plus de la bonne reproductibilité obtenue par la gravure chimique, il est possible d'obtenir des éléments mobiles dont le dessin peut être élaboré soit pour améliorer la linéarité du capteur soit pour obtenir une loi de variation quelconque. Les figures 13c et 13d sont analogues aux figures 3a et 3b respectivement. La figure 13e donne un exemple d'agencement de l'élément mobile de manière à ce qu'il soit adapté à la structure différentielle du circuit magnétique représenté à la figure 12. Dans ce cas, les deux éléments mobiles sont dans des plans parallèles à des

altitudes différentes.

A la figure 11, un moyen simple d'obtenir une tension de mesure différentielle a été décrit. Ce moyen n'élimine cependant pas complètement l'effet de la température sur le capteur. Un autre procédé de mise en euvre un peu plus complexe permet d'obtenir de bien meilleurs résultats. Cet25 autre procédé ratiométrique consiste à réaliser le rapport entre la différence V1-V2 et la somme Vl+V2 des tensions de sortie des deux enroulements. Sous une forme plus concise, la tension de mesure Vm obtenue au moyen de la méthode ratiométrique s'écrit: Vm = V1-V2 V1+V2 En plus du fait que la stabilité en fonction de la température s'en trouve considérablement améliorée, il apparaît que certains défauts de nonlinéarité s'en trouvent naturellement compensés. Par ailleurs on peut utiliser le fait que la somme V1 + V2 reste pratiquement constante lors du fonctionnement satisfaisant du capteur. La surveillance de la somme V1 + V2 est donc le moyen de vérifier le bon fonctionnement du capteur et d'alerter en cas de défaut. La figure 14 indique schématiquement de quelle manière les signaux issus du capteur sont utilisés tant pour la mesure du

déplacement que pour la surveillance d'un défaut.

Dans ce cas, deux détecteurs d'enveloppe 23 et 24 mesurent les tensions aux bornes des enroulements 19 et 20 respectivement. Les signaux V1 et V2 respectivement mesurés sont traités dans un sommateur-diviseur 27 effectuant le quotient défini ci-dessus. En ce qui concerne la surveillance de l'état du capteur, un circuit d'addition 25 fournit un signal proportionnel à Vl+V2 qu'il suffit de comparer dans un comparateur 26 à un seuil égal à une somme Vl+V2 attendue. De préférence ces traitements sont effectués numériquement, le seuil attendu étant un état binaire. En cas d'écart trop important par rapport au seuil un signal de défaut est produit. Jusqu'ici, l'élément mobile est constitué d'un ou deux secteurs dont la section est une fonction linéaire du déplacement. Ces éléments mobiles peuvent eux-mêmes se déplacer soit en translation soit en rotation selon qu'on désire mesurer un déplacement rectiligne ou angulaire. La figure 15 donne un exemple d'une traduction sous forme circulaire de l'élément mobile précédemment dessiné de manière rectiligne. Le dessin ne comporte qu'une seule

surface, dont la section est proportionnelle à l'angle de rotation mais il n'est pas difficile d'y appliquer toutes les configurations à deux surfaces qui conviennent aux circuits30 magnétiques des figures 9 et 12.

Une mesure différentielle étant le plus souvent utilisée, le doublement de l'entrefer rend plus facile une

telle mesure.

Il est un autre moyen d'obtenir une mesure proportionnelle au déplacement de l'élément mobile sans que

celui-ci fasse appel à une variation linéaire de la section.

Dans ce cas, un procédé dit Resolver met en ouvre une variation sinusoïdale pour l'une des tensions de mesure, et cosinusoidale pour l'autre. Si, comme précédemment, on appelle Vl et V2 les deux tensions mesurées, le capteur est agencé de telle sorte que ces deux tensions soient de la forme: Vl = V sin ot. sin 0 V2 = V sin et. cos 0 o o est une pulsation de tensions alternatives mesurées, et o 0 est l'angle dont se déplace l'élément mobile tel que représenté à la figure 16. Dans ce cas, les deux entrefers sont écartés à 90 l'un de l'autre le long d'une piste circulaire de l'élément mobile. Des composants électroniques du commerce d'usage courant permettent de faire subir toute une série de transformations aux tensions Vl et V2 de telle sorte que celles-ci puissent être multipliées par cos 4 et sin Q. Les multiplications sont telles que: Vl cos = V sin ot. sin 0. cos V2 sin 4 = V sin t. cos 0. sin La différence obtenue se réduit à: V1 cos - V2 sin = V sin ot. sin (O -) Après suppression de la porteuse de pulsation O du générateur 10, un détecteur délivre un signal d'erreur proportionnel à = sin (O -) . Par une boucle d'asservissement interne le dispositif fait en sorte que ce signal d'erreur soit nul. Il en résulte que si sin (O - 4) = 0, l'angle 4 dont on connaît par ailleurs la valeur est en

permanence égal à l'angle 0 qu'on veut mesurer.

Généralement réservé aux mesures de précision, le procédé dit du Resolver permet en outre d'effectuer une

mesure angulaire sur 360 .

Par un cheminement inverse à celui effectué pour passer du capteur rectiligne au capteur angulaire, on peut développer un élément mobile circulaire sinusoïdal pour le transformer en un élément mobile rectiligne et mesurer ainsi

un déplacement linéaire. C'est ce que montre la figure 17.

Dans ce cas la variation de la section suit la forme d'une sinusoïde. Que le déplacement soit angulaire (figure 16) ou rectiligne (figure 17) le déphasage spatial permettant d'obtenir sin 0 et cos 0 peut être réalisé à l'aide de deux capteurs élémentaires (tel que celui représenté à la figure ) décalés d'un quart de période. La figure 18 montre qu'il existe un autre moyen de parvenir au même résultat à l'aide d'un seul élément mobile, à deux surfaces décalées d'un quart de période qui se déplacent dans l'entrefer d'un capteur dont la structure est semblable à celle représentée soit à la

figure 9 soit à la figure 12.

Les dispositifs décrits ci-dessus procurent une mesure absolue du déplacement rectiligne ou angulaire parfois au détriment de la résolution. Un moyen connu d'améliorer cette résolution consiste à utiliser des éléments mobiles rectilignes ou angulaires dont les surfaces se répètent périodiquement dans l'espace. Deux exemples sont donnés par les figures 19 et 20 et l'on conçoit aisément qu'il est possible d'augmenter encore la périodicité des motifs pour

accroitre la résolution.

Une des particularités de ce capteur est de n'avoir aucun contact matériel avec l'élément mobile dont on veut mesurer le déplacement rectiligne ou angulaire. Ceci est illustré par la figure 21 o on voit qu'un arbre 1 de grande dimension, qui n'est accessible par aucune de ses extrémités, se prête difficilement à l'emploi des capteurs conventionnels. Une solution parfois employée, consiste à recevoir l'arbre 1 dans une couronne dentée en sa partie médiane et à transmettre le mouvement, par une série d'engrenages, à un capteur angulaire. Ce moyen de mise en

ouvre coûteux introduit nécessairement des jeux et des non-

linéarités qui faussent la mesure. Par contre, si on dispose l'élément mobile 2 (selon l'une des configurations décrites ci-dessus) en lieu et place de la couronne dentée, le capteur

3, proprement dit, devient un élément rapporté aisément interchangeable lors d'opérations d'entretien.

Ainsi l'élément mobile peut devenir partie intégrante du mécanisme dont on veut mesurer le déplacement. Et, ceci d'autant plus aisément qu'il peut être de forme multiple, s'adapter aux mécanismes et se réaliser dans différents matériaux ferromagnétiques ou amagnétiques et conducteurs de l'électricité. Le circuit magnétique du capteur devient ainsi un élément extérieur, amovible et facilement démontable.10 Par ailleurs les différents perfectionnements présentés, alimentation mixte continue-alternative, compensation des dérives par traitement des signaux délivrés ou par signaux évoluant en sens inverse, présence de deux entrefers, détection du défaut du capteur, quotient des mesures et

discrimination sinusoïdale sont utilisables ensemble ou en combinaisons variées.

Claims

REVENDICATIONS

1 - Capteur inductif caractérisé en ce qu'il comporte un circuit (2) magnétique avec un entrefer et un bobinage (1) d'excitation, un élément (3) mobile glissant dans cet entrefer, et un circuit (4, 5, v) de mesure de la réluctance de ce circuit magnétique pour en déduire une position d'un objet mécaniquement relié à cet élément mobile, l'élément mobile présentant une section, mesurée perpendiculairement au

sens de glissement, qui est variable avec ce glissement.

2 - Capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bobinage d'excitation comporte une bobine (7) primaire et une bobine (8) secondaire montées respectivement sur un premier et un second pôle de l'entrefer et alimentées en

série.

3 - Capteur selon l'une des revendications 1 à 2,

caractérisé en ce que le circuit de mesure comporte une source (9) de courant alternatif et une source (10) de

courant continu reliées en parallèle au bobinage.

4 - Capteur selon la revendication 3, caractérisé en ce

que le circuit de mesure comporte un circuit passe-bas (R3-

Cl), un circuit passe-haut (Cl-C2) et un circuit de multiplication'(16). Capteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le circuit de mesure comporte un convertisseur (16.1) analogique numérique dont une entrée de référence est

connectée au circuit passe bas.

6 - Capteur selon l'une des revendications 1 à 5,

caractérisé en ce que l'élément mobile présente un profil mesuré le long du sens du glissement avec lequel la variation de réluctance est linéairement proportionnelle au glissement,

par exemple un profil triangulaire.

7 - Capteur selon l'une des revendications i à 6,

caractérisé en ce que l'élément mobile présente un profil mesuré le long du sens du glissement avec lequel la variation de réluctance est alternativement croissante puis décroissante par rapport au glissement, par exemple un profil sinusoïdal.

8 - Capteur selon l'une des revendications 1 à 7,

caractérisé en ce que l'élément mobile présente un profil mesuré le long du sens du glissement dont la variation est

spatialement périodique.

9 - Capteur selon l'une des revendications 1 à 8,

caractérisé en ce qu'il comporte deux circuits magnétiques (19, 20) et deux entrefers, l'élément mobile comporte deux parties (21, 22) mécaniquement liées, la section d'une des parties adoptant dans un entrefer une variation inverse à celle de l'autre partie dans l'autre entrefer par rapport au

sens de glissement.

- Capteur selon l'une des revendications 1 à 9,

caractérisé en ce que le circuit magnétique comporte deux entrefers, l'élément mobile étant conformée pour que ses sections passent successivement dans chacun de ces entrefers

lors de son glissement.

11 - Capteur selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'élément mobile comporte deux motifs sinusoïdaux pénétrant dans les deux entrefers avec un décalage d'un quart

de période. 12 - Capteur selon l'une des revendications 9 à 11,

caractérisé en ce que le circuit de mesure comporte un circuit (27) pour mesurer un rapport de la différence des signaux mesurés dans les deux entrefers à la somme des

signaux mesurés dans ces deux entrefers.

13 - Capteur selon l'une des revendications 1 à 12,

caractérisé en ce que l'élément mobile comporte une section en un matériau conducteur amagnétique qui est variable avec

ce glissement.

14 - Capteur selon l'une des revendications 1 à 13,

caractérisé en ce que l'élément mobile comporte une section en un matériau ferromagnétique qui est variable avec ce

glissement.