FR2874084A1

FR2874084A1 - Systeme et procede pour mesurer un petit angle ou un petit deplacement

Info

Publication number: FR2874084A1
Application number: FR0508389A
Authority: FR
Inventors: John Berting; Ron Garritano
Original assignee: Waters Investments Ltd
Current assignee: Waters Investments Ltd
Priority date: 2004-08-06
Filing date: 2005-08-05
Publication date: 2006-02-10
Also published as: GB2432005A; GB0701734D0; US20060028215A1; US7075317B2; GB2432005B; EP1792193B1; EP1792193A1; EP1792193A4; WO2006020108A1

Abstract

Capteur pour mesurer un petit angle ou un petit déplacement, comprenant de multiples condensateurs indépendants en relation symétrique. Le dispositif comporte comme sortie un signal différentiel configuré par un pont classique, ce qui peut être interprété et mesuré à l'aide de moyens classiques de démodulation électronique. Le dispositif comporte un réseau d'excitation (310), un réseau de mesure (330) et un réseau actif ou un réseau linéaire (320). Le réseau actif (320) est accouplé avec un objet en mouvement et mesuré par rapport aux réseaux de mesure et d'excitation. Le réseau actif (320) peut être flottant, mis à la terre ou excité par un signal électrique. Cependant, l'excitation du réseau actif (320) par des signaux détectés par le réseau de mesure permet une sensibilité réduite à des signaux indésirables qui ne sont pas dans la direction de mesure.

Description

SYSTEME ET PROCEDE POUR MESURER UN PETIT ANGLE OU UN

PETIT DEPLACEMENT

La présente invention concerne d'une façon générale des dispositifs de mesure servant à faire des mesures linéaires et angulaires. Plus particulièrement, elle est relative à la mesure d'un petit angle ou d'un petit déplacement à l'aide de techniques de mesure capacitive tout en présentant une sensibilité réduite aux mouvements qui ne sont pas dans la direction ou l'axe de la mesure voulue.

De nombreux dispositifs de mesure du type à capacité pour réaliser des mesures linéaires et angulaires ont été mis au point. Par exemple, le brevet américain US 4 972 725 attribué à Choisnet décrit un capteur capacitif d'un instrument de mesure d'angle de torsion et de couple ou de moment, pourvu d'un capteur. De même, le brevet américain US 5 657 006 attribué à Kinoshita et al. décrit un détecteur d'angle de rotation qui détecte un angle de rotation grâce à des valeurs de changement de capacité électrostatique.

Kinoshita et al. présentent, sur la Fig. 1 de leur brevet, un détecteur ayant deux électrodes plates fixes, en regard l'une de l'autre, et une plaque rotative insérée entre les deux électrodes fixes. La première électrode fixe est divisée en deux éléments, chaque élément ayant une forme de demi-cercle et les éléments n'étant pas conducteur l'un avec l'autre. La deuxième électrode fixe est divisée en deux éléments, chaque élément ayant une forme de demi-cercle et les éléments n'étant pas conducteurs l'un avec l'autre. Enfin, l'électrode plaque rotative est également divisée en deux éléments, chaque élément ayant une forme de demi-cercle et les éléments n'étant pas conducteurs l'un avec l'autre. Les éléments résultant de la division de la plaque rotative sont fixés à l'arbre. La première électrode fixe émet un signal qui est mesuré par la deuxième électrode fixe en faisant intervenir la capacité. En particulier, la plaque rotative sert de blindage modifiant les valeurs de capacité mesurées par les éléments de la deuxième électrode fixe.

Par exemple, dans le capteur de Kinoshita, l'arbre est amené à tourner d'une manière correspondant à un angle de rotation à détecter. En réponse à cette rotation de l'arbre, la plaque rotative tourne pour former des capacités électrostatiques entre le premier élément de la première électrode fixe et le premier élément de la deuxième électrode fixe, entre le premier élément de la première électrode fixe et le deuxième élément de la deuxième électrode fixe, entre le deuxième élément de la première électrode fixe et le premier élément de la deuxième électrode fixe, et entre le deuxième élément de la première électrode fixe et le deuxième élément de la deuxième électrode fixe. La différence de capacité entre les deux éléments de la deuxième électrode change lorsque la plaque rotative chevauche différentes parties des éléments, ce qui permet de détecter une position angulaire de la plaque.

Le fait de n'avoir que deux éléments dans chaque plaque permet au détecteur d'angle de fonctionner sur une large amplitude de mouvement. Il est vrai que ces détecteurs d'angle et d'autres selon la technique antérieure sont conçus pour un positionnement sur un grand angle sur une grande amplitude de fonctionnement. De la sorte, leurs erreurs de résolution et de gain dues au mouvement dans les directions ne correspondant pas à la mesure ne conviennent pas pour une utilisation dans des dispositifs de mesure de petits angles.

Comme évoqué plus haut, une erreur de gain se produit souvent dans les détecteurs capacitifs d'angle selon la technique antérieure du fait d'un déplacement non angulaire. Par exemple, à mesure que la température augmente, un élément de l'électrode rotative se décale ordinairement vers un élément de l'une des électrodes plaques fixes. Ce petit mouvement dans la direction non axiale sera traduit de manière imprécise par le détecteur sous la forme d'un changement dans la direction angulaire. En particulier, comme les éléments d'un groupe actif d'éléments de rotor ont des surfaces conductrices, le mouvement de l'électrode rotatif qui ne se produit pas sur le trajet de mesure primaire peut faire apparaître des capacités supplémentaires qui parasitent la fonction du détecteur en provoquant une erreur de gain et une baisse de sensibilité qui ne convient pas pour la mesure d'un petit angle.

Dans les capteurs de mesure d'angle selon la technique antérieure, l'électrode rotative ou mobile d'un système en réseau est fixée au sol ou flotte librement. Les figures 1 et 2 décrivent les configurations parasites qui en résultent dans un réseau classique tel que le réseau de Kinoshita et al. décrit plus haut, pour les deux agencements de l'électrode plaque rotative.

La Fig. 1 est une représentation schématique d'un pont capacitif 100 constitué par des éléments d'un capteur d'angle selon la technique antérieure où la plaque rotative est électriquement isolée et flottante. Le pont comporte des noeuds A à D et des condensateurs AC 110, AD 120, BD 130, BC 140, AE 150, BE 160, CE 170 et DE 180.

Le noeud A représente le premier élément de la première électrode fixe. De même, le noeud B représente le deuxième élément de la première électrode fixe. Le noeud C représente le premier élément de la deuxième électrode fixe. Enfin, le noeud D représente le deuxième élément de la deuxième électrode fixe.

Les condensateurs AC 110, AD 120, BD 130 et BC 140 représentent les diverses capacités formées entre chaque noeud, comme évoqué plus haut. Par exemple, AC 110 représente la capacité entre les noeud A et C. AD 120 représente la capacité entre les noeuds A et D. BD 130 représente la capacité entre les noeuds B et D, et BC 140 représente la capacité entre les noeuds B et D. Enfin, les condensateurs efficaces AE 150, BE 160, CE 170 et DE 180 représentent chacune des capacités formées entre chacun des noeuds et le noeud E, un point flottant. Les quatre condensateurs AE 150, BE 160, CE 170 et DE 180 forment, au noeud E, un point de mise à la masse de courant alternatif efficace. Lorsque l'électrode subit un déplacement axial, les valeurs des condensateurs AE 150 et BE 160 augmentent, tandis que les valeurs des condensateurs CE 170 et DE 180 diminuent.

Les noeuds A et B, qui représentent des éléments d'une première électrode fixe qui émet un signal vers la deuxième électrode fixe, sont ordinairement à basse impédance et restent relativement non affectés par les changements dans les condensateurs AE 150 et BE 160. Cependant, les noeuds C et D, qui représentent des éléments d'une deuxième électrode fixe qui mesure la capacité, sont des noeuds à haute impédance extrêmement sensibles à l'application d'une charge capacitive. De ce fait, la charge capacitive variable des condensateurs CE 170 et DE 180 provoque un changement de gain dans le circuit en pont par suite des effets de l'application de charge.

La Fig. 2 est une représentation schématique d'un circuit capacitif en pont formé par les éléments d'un détecteur d'angle selon la technique antérieure lorsque la plaque rotative est mise à la masse. Comme pour la Fig. 1, le pont comprend des noeuds A à D et des condensateurs AC 110, AD 120, BD 130 et BC 140. De plus, le pont comporte des condensateurs AG 210, BG 220, CG 230 et DG 240 montés entre chacun des noeuds et la masse. Le système représenté sur la Fig. 2 est plus simple que celui de la Fig. 1, mais le résultat final est le même. Si la position axiale du rotor change, cela se traduit par un changement de gain dans la mesure effectuée par le circuit en pont.

Une autre difficulté à résoudre pour obtenir des résultats précis, linéaires, stables et renouvelables dans un détecteur de position fonctionnant sur une petite plage de mouvement avec une grande résolution de position réside dans la plage limitée des capteurs capacitifs rotatifs. Les capteurs capacitifs rotatifs ont ordinairement un peu moins d'une moitié d'une plage totale de rotation, ce qui limite donc la précision et la résolution pendant des mesures de petits angles de l'ordre de quelques microradians de mouvement ou moins.

Encore une autre difficulté posée par les capteurs capacitifs réside dans le signal non linéaire de position produit par les capteurs capacitifs du type à plaques utilisés pour le positionnement linéaire. Dans les capteurs du type à plaques dans lesquels l'espacement du condensateur est modifié pour obtenir la capacité, le signal de position est normalement non linéaire et doit être corrigé afin de produire un signal linéaire.

Il est donc souhaitable de créer des capteurs capacitifs de petits angles ou de petits déplacements ayant une sensibilité très réduite à des sources classiques d'erreurs de positionnement mécanique. Parmi les applications de tels capteurs figure un capteur de position de moteur pour un actionneur linéaire ou rotatif à faible amplitude de mouvement. Par exemple, un moteur magnétique ou piézoélectrique peut comporter un tel capteur. On peut citer comme autres applications un capteur linéaire ou rotatif utilisé avec un ressort mécanique pour mesurer une force ou un couple, un capteur dans un servomécanisme de position ayant un moteur magnétique comme capteur de force magnétique, et un capteur de mesure de position dans une plateforme de micropositionnement suivant X/Y ou une plateforme rotative. Plus particulièrement, une application dans un dynamomètre utilisé en rhéologie, en pesée ou autre peut utiliser le capteur pour construire un détecteur de force ou de couple. Une application en microscopie à force atomique peut utiliser le capteur pour une commande de position ou une mesure de force. Enfin, un système d'asservissement mécanique de petit mouvement peut utiliser le capteur dans un indicateur de position précise.

Un dispositif selon la présente invention comprend trois organes: un réseau d'excitation, un réseau actif de rotor ou réseau linéaire (rotor/linéaire), et un réseau de mesure. Le réseau actif de rotor/linéaire est placé entre les réseaux de mesure et d'excitation. La position de l'élément de réseau actif de rotor/linéaire est mesurée par rapport aux réseaux de mesure et d'excitation. En particulier, le réseau de mesure détecte un signal produit par le réseau d'excitation, qui est affecté lorsque le réseau actif de rotor/linéaire se déplace d'un côté à l'autre.

Dans une première forme de réalisation de l'invention, la sensibilité peut être accrue à l'aide d'une pluralité d'éléments présents dans chaque réseau du dispositif. Par exemple, le réseau d'excitation peut comporter plusieurs premiers émetteurs et plusieurs deuxièmes émetteurs. Chaque premier émetteur émet un premier signal sinusoïdal et chaque deuxième émetteur émet un deuxième signal sinusoïdal, le deuxième signal sinusoïdal étant déphasé par rapport au premier signal sinusoïdal.

De même, le réseau de mesure comporte plusieurs premiers détecteurs et plusieurs deuxièmes détecteurs. Chaque premier détecteur détecte une première tension du premier signal sinusoïdal et du deuxième signal sinusoïdal, et chaque deuxième détecteur détecte une deuxième tension du premier signal sinusoïdal et du deuxième signal sinusoïdal. De même, le réseau actif de rotor/linéaire a plusieurs électrodes mobiles, le mouvement des diverses électrodes mobiles faisant varier la première tension et la deuxième tension détectées par le réseau de mesure.

Dans une forme préférée de réalisation de la présente invention, chaque réseau (par exemple le réseau d'excitation, le réseau de mesure et le réseau actif de rotor/linéaire) utilise cinquante lames, ce qui accroît d'un facteur 25 la sensibilité qui en résulte.

Dans une autre forme de réalisation de l'invention, le réseau actif de rotor/linéaire est excité par les tensions détectées par le réseau de mesure. Le fait d'exciter le réseau actif avec les tensions du réseau de mesure provoque un rejet de signaux indésirables qui ne sont pas dans la direction de mesure. Ainsi, pour une mesure angulaire, un mouvement axial d'un rotor actif ne provoque pas de changement d'amplitude dans le signal différentiel de sortie. Un déplacement latéral d'un rotor actif ne simule pas de changement d'angle du fait d'une annulation par les divers éléments par suite de la mise en moyenne de tous les éléments du réseau de mesure.

La présente invention peut être appliquée à des capteurs capacitifs de mesure d'angle ou à des capteurs capacitifs de mesure linéaire. Les capteurs d'angles emploient un réseau actif de rotor, tandis que les capteurs linéaires emploient un réseau linéaire. Les multiples éléments capacitifs du capteur qui s'associent pour produire une seule mesure composite donnent une plus grande sensibilité. De même, le fait d'exciter le réseau actif avec des tensions produites par le réseau de mesure a pour effet une sensibilité réduite à d'autres mouvements mécaniques qui ne sont pas dans la direction de mesure. L'invention peut être utilisée dans n'importe quelle application dans laquelle sont mesurés de petits angles ou de petites distances. Cependant, l'invention convient en particulier pour des applications en rhéométrie ou en rhéologie.

Ensuite, un objet de la présente invention concerne un détecteur capacitif d'angle de rotation servant à mesurer un déplacement d'un objet sur un petit angle, caractérisé en ce qu'il comprend: un réseau d'excitation ayant plusieurs premiers émetteurs et plusieurs seconds émetteurs, les premiers émetteurs émettant un premier signal sinusoïdal et les seconds émetteurs émettant un deuxième signal sinusoïdal, le deuxième signal sinusoïdal étant déphasé par rapport au premier signal sinusoïdal; un réseau de mesure servant à mesurer une position de l'objet, disposé en regard du réseau d'excitation et ayant plusieurs premiers détecteurs et plusieurs deuxièmes détecteurs, les premiers détecteurs détectant une première tension du premier signal sinusoïdal et du deuxième signal sinusoïdal, et les deuxièmes détecteurs détectant une deuxième tension du premier signal sinusoïdal et du deuxième signal sinusoïdal; et un réseau actif de rotor conçu pour être couplé mécaniquement avec l'objet et déplacé en rotation entre le réseau d'excitation et le réseau de mesure, le réseau actif de rotor comportant plusieurs électrodes mobiles, le mouvement des électrodes mobiles faisant varier la première tension et la deuxième tension détectées par le réseau de mesure.

Dans divers modes de réalisation du détecteur capacitif d'angle de rotation selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes: - le réseau d'excitation comprend vingt émetteurs ou plus, le réseau actif de rotor comporte vingt électrodes mobiles ou plus et le réseau de mesure comporte vingt détecteurs ou plus, en formant de ce fait dix ponts capacitifs ou plus; - le réseau d'excitation, le réseau actif de rotor et le réseau de mesure sont formés à l'aide de techniques pour cartes à circuits imprimés; - le réseau d'excitation, le réseau actif et le réseau de mesure sont formés à l'aide d'un procédé de fabrication de couches minces pour parvenir à une grande densité; - le réseau d'excitation, le réseau de mesure et le réseau actif de rotor se présentent sous la forme de plaques, chaque plaque comportant plusieurs lames; - les différentes électrodes mobiles sont soit flottantes, soit électriquement à la masse; - le réseau actif de rotor comprend plusieurs premières électrodes mobiles et plusieurs deuxièmes électrodes mobiles, les premières électrodes mobiles étant excitées par la première tension et les secondes électrodes mobiles étant excitées par la deuxième tension; - le détecteur a une plage maximale de plus ou moins vingt milliradians.

Par ailleurs, un autre objet de la présente invention concerne un procédé pour mesurer un déplacement d'un objet sur un petit angle, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : émettre un premier signal sinusoïdal depuis l'un de plusieurs premiers émetteurs d'un réseau d'excitation; émettre un deuxième signal sinusoïdal depuis l'un de plusieurs deuxièmes émetteurs du réseau d'excitation, le deuxième signal sinusoïdal étant déphasé par rapport au premier signal sinusoïdal; détecter une première tension des premier et deuxième signaux sinusoïdaux dans un premier détecteur parmi plusieurs premiers détecteurs dans un réseau de mesure, le réseau de mesure étant disposé en regard du réseau d'excitation; détecter une deuxième tension des premier et deuxième signaux sinusoïdaux dans un deuxième détecteur parmi plusieurs deuxièmes détecteurs dans le réseau de mesure; faire tourner un réseau actif de rotor, conçu de façon à être couplé mécaniquement avec l'objet, entre le réseau d'excitation et le réseau de mesure, le réseau actif de rotor ayant plusieurs électrodes mobiles, le mouvement des différentes électrodes mobiles faisant varier la première tension et la deuxième tension détectées par le réseau de mesure; et déterminer une position du réseau actif de rotor d'après les première et deuxième tensions.

Dans divers modes de réalisation du procédé selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes: - le réseau d'excitation comprend vingt émetteurs ou plus, le réseau actif de rotor comprend vingt électrodes mobiles ou plus et le réseau de mesure comprend vingt détecteurs ou plus, formant de la sorte dix ponts capacitifs ou plus; - le réseau d'excitation, le réseau actif de rotor et le réseau de mesure sont formés à l'aide de techniques pour cartes à circuits imprimés; - le réseau d'excitation, le réseau actif de rotor et le réseau de mesure sont formés à l'aide d'un procédé de fabrication de couches minces; - le réseau d'excitation, le réseau de mesure et le réseau actif de rotor se présentent sous la forme de plaques, chaque plaque comportant plusieurs lames; - chaque électrode mobile parmi les différentes électrodes mobiles est soit flottante soit mise électriquement à la masse; - le réseau actif de rotor comprend plusieurs premières électrodes mobiles et plusieurs deuxièmes électrodes mobiles, les premières électrodes mobiles étant excitées par la première tension et les deuxièmes électrodes mobiles étant excitées par la deuxième tension; le capteur a une plage maximale de plus ou moins vingt milliradians.

En outre, un autre objet de la présente invention concerne un dispositif pour mesurer un déplacement d'un objet sur un petit angle, caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens pour émettre un premier signal sinusoïdal depuis l'un de plusieurs premiers émetteurs d'un réseau d'excitation; des moyens pour émettre un deuxième signal sinusoïdal depuis l'un de plusieurs deuxièmes émetteurs du réseau d'excitation, le deuxième signal sinusoïdal étant déphasé par rapport au premier signal sinusoïdal; des moyens pour détecter une première tension des premier et deuxième signaux sinusoïdaux dans un premier détecteur parmi plusieurs premiers détecteurs dans un réseau de mesure, le réseau de mesure étant disposé en regard du réseau d'excitation; des moyens pour détecter une deuxième tension des premier et deuxième signaux sinusoïdaux dans un deuxième détecteur parmi plusieurs deuxièmes détecteurs dans le réseau de mesure; des moyens pour faire tourner un réseau actif de rotor, destiné à être accouplée mécaniquement avec l'objet, entre le réseau d'excitation et le réseau de mesure, le réseau actif de rotor ayant plusieurs électrodes mobiles, le mouvement des différentes électrodes mobiles faisant varier la première tension et la deuxième tension détectées par le réseau de mesure; et des moyens pour déterminer une position de l'objet en mouvement d'après la première et la deuxième tension.

Dans divers modes de réalisation du dispositif selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions 30 suivantes: - le réseau d'excitation comprend vingt émetteurs ou plus, le réseau actif de rotor comprend vingt électrodes mobiles ou plus et le réseau de mesure comprend vingt détecteurs ou plus, formant de la sorte dix ponts capacitifs ou plus; - le réseau d'excitation, le réseau actif de rotor et le réseau de mesure sont formés à l'aide de techniques pour cartes à circuits imprimés; - le réseau d'excitation, le réseau actif de rotor et le réseau de mesure sont formés à l'aide d'un procédé de fabrication de couches minces; - le réseau d'excitation, le réseau de mesure et le réseau actif de rotor se présentent sous la forme de plaques, chaque plaque comportant plusieurs lames; - les différentes électrodes mobiles sont soit flottantes soit électriquement à la masse; - le réseau actif de rotor comporte plusieurs premières électrodes mobiles et plusieurs deuxièmes électrodes mobiles, les premières électrodes mobiles étant excitées par la première tension et les deuxièmes électrodes mobiles étant excitées par la deuxième tension.

De plus, un autre objet de l'invention concerne un capteur capacitif de mesure, caractérisé en ce qu'il comprend: un réseau d'excitation ayant plusieurs premiers émetteurs et plusieurs deuxièmes émetteurs, les premiers émetteurs émettant un premier signal sinusoïdal et les deuxièmes émetteurs émettant un deuxième signal sinusoïdal, le deuxième signal sinusoïdal étant déphasé par rapport au premier signal sinusoïdal; un réseau de mesure disposé en regard du réseau d'excitation et ayant plusieurs premiers détecteurs et plusieurs deuxièmes détecteurs, les différents premiers détecteurs détectant une première tension du premier signal sinusoïdal et du deuxième signal sinusoïdal et les deuxièmes détecteurs détectant une deuxième tension du premier signal sinusoïdal et du deuxième signal sinusoïdal; et un réseau mobile conçu pour être couplé mécaniquement avec un objet en mouvement dont le mouvement est à mesurer et qui se déplace entre le réseau d'excitation et le réseau de mesure, le réseau mobile ayant plusieurs électrodes mobiles, le mouvement des électrodes mobiles faisant varier la première tension et la deuxième tension détectées par le réseau de mesure et le réseau de mesure déterminant une position de l'objet en mouvement à l'aide des premières et deuxièmes tensions.

Dans divers modes de réalisation du capteur capacitif selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes: - le capteur capacitif de mesure est un détecteur d'angle et le réseau mobile est un réseau de rotor; - le capteur capacitif de mesure est un détecteur de déplacement linéaire et le réseau mobile est un réseau linéaire; - le réseau d'excitation comporte vingt émetteurs ou plus, le réseau mobile comporte vingt électrodes mobiles ou plus et le réseau de mesure comporte vingt détecteurs ou plus, formant de la sorte dix ponts capacitifs ou plus; - le réseau d'excitation, le réseau mobile et le réseau de mesure sont formés à l'aide de techniques pour cartes à circuits imprimés; - le réseau d'excitation, le réseau mobile et le réseau de mesure sont formés à l'aide d'un procédé de fabrication de couches minces; - le réseau d'excitation, le réseau de mesure et le réseau mobile se présentent sous la forme de plaques, chaque plaque comportant plusieurs lames; - les électrodes mobiles sont soit flottantes soit électriquement à la masse; - le réseau mobile comporte plusieurs premières électrodes mobiles et plusieurs deuxièmes électrodes mobiles, les différentes premières électrodes mobiles étant excitées par la première tension et les différentes deuxièmes électrodes mobiles étant excitées par la deuxième tension; - le capteur capacitif de mesure est un organe d'un appareil rhéométrique; De plus un autre objet de la présente invention concerne capteur capacitif d'angle de rotation pour mesurer un déplacement d'un objet sur un petit angle, caractérisé en ce qu'il comprend: un réseau d'excitation ayant un premier émetteur et un deuxième émetteur, le premier émetteur émettant un premier signal sinusoïdal et le deuxième émetteur émettant un deuxième signal sinusoïdal, le deuxième signal sinusoïdal étant déphasé par rapport au premier signal sinusoïdal; un réseau de mesure disposé en regard du réseau d'excitation et ayant un premier détecteur et un deuxième détecteur, le premier détecteur détectant une première tension des premier et deuxième signaux sinusoïdaux et le deuxième détecteur détectant une deuxième tension des premier et deuxième signaux sinusoïdaux; et un réseau actif de rotor conçu pour être couplé mécaniquement avec l'objet et déplacé en rotation entre le réseau d'excitation et le réseau de mesure, le réseau actif de rotor ayant une première électrode mobile excitée par la première tension et une deuxième électrode mobile excitée par la deuxième tension, le mouvement du réseau actif de rotor faisant varier la première tension et la deuxième tension détectées par le réseau de mesure et le réseau de mesure déterminant une position de l'objet en mouvement d'après les première et deuxième tensions.

Dans divers modes de réalisation du capteur capacitif selon l'invention, on peut également avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes: - le réseau d'excitation comporte en outre plusieurs premiers émetteurs et plusieurs deuxièmes émetteurs, le réseau actif de rotor comportant plusieurs éléments mobiles et plusieurs deuxièmes éléments mobiles, et le réseau de mesure comportant plusieurs premiers éléments de détection et plusieurs deuxièmes éléments de détection; - le réseau d'excitation comporte vingt émetteurs ou plus, le réseau actif de rotor comporte vingt électrodes mobiles ou plus et le réseau de mesure comporte vingt détecteurs ou plus, formant de la sorte dix ponts capacitifs ou plus; - le réseau d'excitation, le réseau actif de rotor et le réseau de mesure sont formés à l'aide de techniques pour cartes à circuits imprimés; - le réseau d'excitation, le réseau actif de rotor et le réseau de mesure sont formés à l'aide d'un procédé de fabrication de couches minces pour parvenir à une forte densité ; - le réseau d'excitation, le réseau de mesure et le réseau actif de rotor se présentent sous la forme de plaques, chaque plaque comportant plusieurs lames; - le capteur a une plage maximale de plus ou moins vingt milliradians.

De plus, un autre objet de la présente invention concerne un capteur capacitif de mouvement servant à détecter la position d'un objet en mouvement, caractérisé en ce qu'il comprend: un réseau d'excitation ayant plusieurs premiers émetteurs et plusieurs deuxièmes émetteurs, les premiers émetteurs émettant un premier signal sinusoïdal et les deuxièmes émetteurs émettant un deuxième signal sinusoïdal, le deuxième signal sinusoïdal étant déphasé par rapport au premier signal sinusoïdal; un réseau de mesure disposé en regard du réseau d'excitation et ayant plusieurs premiers détecteurs et plusieurs deuxièmes détecteurs, les premiers détecteurs détectant une première tension des premier et deuxième signaux sinusoïdaux et les deuxièmes détecteurs détectant une deuxième tension des premier et deuxième signaux sinusoïdaux; et un réseau de masquage à protection mobile couplé à l'objet en mouvement et déplacé entre le réseau d'excitation et le réseau de mesure, le réseau àprotection mobile ayant plusieurs premiers éléments mobiles et plusieurs deuxièmes éléments mobiles, les premiers éléments mobiles étant excités par la première tension et les deuxièmes éléments mobiles étant excités par le deuxième élément mobile, le mouvement du réseau de masquage à protection mobile faisant varier les première et deuxième tensions et le réseau de mesure déterminant une position de l'objet en mouvement d'après les première et deuxième tensions.

Dans divers modes de réalisation du capteur capacitif selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes: - le capteur capacitif de mouvement est un détecteur d'angle servant à 5 mesurer un petit angle et le réseau de masquage à protection mobile étant un réseau actif de rotor; - le capteur capacitif de mouvement est un capteur linéaire servant à mesurer un petit déplacement et le réseau de masquage à protection mobile est un réseau linéaire; - le réseau d'excitation, le réseau de masquage à protection mobile et le réseau de mesure sont formés à l'aide de techniques pour cartes à circuits imprimés; - le réseau d'excitation, le réseau de masquage à protection mobile et le réseau de mesure sont formés à l'aide d'un procédé de fabrication de couches minces.

- le réseau d'excitation, le réseau de mesure et le réseau de masquage à protection mobile se présentent sous la forme de plaques.

Par ailleurs, un autre objet de la présente invention concerne un procédé pour mesurer un déplacement d'un objet sur un petit angle, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : émettre un premier signal sinusoïdal depuis un premier émetteur d'un réseau d'excitation; émettre un deuxième signal sinusoïdal depuis un deuxième émetteur du réseau d'excitation, le deuxième signal sinusoïdal étant déphasé par rapport au premier signal sinusoïdal; détecter une première tension des premier et deuxième signaux sinusoïdaux dans un premier détecteur situé dans un réseau de mesure, le réseau de mesure étant disposé en regard du réseau d'excitation; détecter une deuxième tension des premier et deuxième signaux sinusoïdaux dans un deuxième détecteur présent dans le réseau de mesure; faire tourner un réseau actif de rotor, qui est conçu pour être couplé mécaniquement avec l'objet, entre le réseau d'excitation et le réseau de mesure, le réseau actif de rotor ayant une première électrode mobile et une deuxième électrode mobile, le mouvement des première et deuxième électrodes mobiles faisant varier la première tension et la deuxième tension détectées par le réseau de mesure et le réseau de mesure déterminant le déplacement de l'objet sur un petit angle d'après les première et deuxième tensions; exciter la première électrode mobile par la première tension; et exciter la deuxième électrode mobile par la deuxième tension.

Dans divers modes de réalisation du procédé selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou l'autre des dispositions suivantes: - le réseau d'excitation comporte en outre plusieurs premiers émetteurs et plusieurs deuxièmes émetteurs, le réseau actif de rotor comportant plusieurs premières électrodes mobiles et plusieurs deuxièmes électrodes mobiles, et le réseau de mesure comportant plusieurs éléments de détection et plusieurs deuxièmes éléments de détection; - le réseau d'excitation comporte vingt émetteurs ou plus, le réseau actif de 10 rotor comporte vingt électrodes ou plus et le réseau de mesure comporte vingt détecteurs ou plus; - le réseau d'excitation, le réseau actif de rotor et le réseau de mesure sont formés à l'aide de techniques pour cartes à circuits imprimés.

- le réseau d'excitation, le réseau actif de rotor et le réseau de mesure sont 15 formés à l'aide d'un procédé de fabrication de couches minces; le réseau d'excitation, le réseau actif de rotor et le réseau de mesure se présentent sous la forme de plaques, chaque plaque comportant plusieurs lames.

Ensuite, un autre objet de l'invention concerne un capteur capacitif d'angle de rotation pour mesurer un déplacement d'un objet sur un petit angle, caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens pour émettre un premier signal sinusoïdal depuis un premier émetteur d'un réseau d'excitation; des moyens pour émettre un deuxième signal sinusoïdal depuis un deuxième émetteur du réseau d'excitation, le deuxième signal sinusoïdal étant déphasé par rapport au premier signal sinusoïdal; des moyens pour détecter une première tension des premier et deuxième signaux sinusoïdaux dans un premier détecteur dans un réseau de mesure, le réseau de mesure étant disposé en regard du réseau d'excitation; des moyens pour détecter une deuxième tension des premier et deuxième signaux sinusoïdaux dans un deuxième détecteur dans le réseau de mesure; des moyens pour faire tourner un réseau actif de rotor, qui est conçu pour être accouplé mécaniquement avec l'objet, entre le réseau d'excitation et le réseau de mesure, le réseau actif de rotor ayant une première électrode mobile et une deuxième électrode mobile, le mouvement des première et deuxième électrodes mobiles faisant varier la première tension et la deuxième tension détectées par le réseau de mesure; des moyens pour déterminer le déplacement de l'objet sur un petit angle d'après la première et la deuxième tension; des moyens pour exciter la première électrode mobile par la première tension; et des moyens pour exciter la deuxième électrode mobile à l'aide de la deuxième tension.

Dans divers modes de réalisation du capteur capacitif, d'angle de rotation selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes: - le réseau d'excitation comporte plusieurs premiers émetteurs et plusieurs deuxièmes émetteurs, le réseau actif de rotor comportant plusieurs premiers éléments mobiles et plusieurs deuxièmes éléments mobiles; et le réseau de mesure comporte plusieurs premiers éléments de détection et plusieurs deuxièmes éléments de détection; - le réseau d'excitation comporte vingt émetteurs ou plus, le réseau actif de rotor comporte vingt électrodes mobiles ou plus et le réseau de mesure comporte vingt détecteurs ou plus; - le réseau d'excitation, le réseau actif de rotor et le réseau de mesure sont formés à l'aide de techniques pour cartes de circuits imprimés; - le réseau d'excitation, le réseau actif de rotor et le réseau de mesure sont formés à l'aide d'un procédé de fabrication de couches minces pour parvenir à une grande densité ; - le réseau d'excitation, le réseau de mesure et le réseau actif de rotor se présentent sous la forme de plaques, chaque plaque comportant plusieurs lames; - le capteur a une plage maximale de plus ou moins vingt milliradians.

Enfin, un autre objet de l'invention concerne un capteur capacitif de mesure comprenant: un réseau d'excitation ayant un premier émetteur et un deuxième émetteur, le premier émetteur émettant un premier signal sinusoïdal et le deuxième émetteur émettant un deuxième signal sinusoïdal, le deuxième signal sinusoïdal étant déphasé par rapport au premier signal sinusoïdal; un réseau de mesure disposé en regard du réseau d'excitation et ayant un premier détecteur et un deuxième détecteur, le premier détecteur détectant une première tension des premier et deuxième signaux sinusoïdaux et le deuxième détecteur détectant une deuxième tension des premier et deuxième signaux sinusoïdaux; et un réseau mobile conçu pour être couplé mécaniquement avec un objet en mouvement et déplacé entre le réseau d'excitation et le réseau de mesure, le réseau mobile ayant une première électrode mobile excitée par la première tension et une deuxième électrode mobile excitée par la deuxième tension, le mouvement du réseau actif de rotor faisant varier la première tension et la deuxième tension détectées par le réseau de mesure et le réseau de mesure détermine une position de l'objet en mouvement d'après les première et deuxième tensions.

Dans divers modes de réalisation du capteur capacitif de mesure selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou l'autre des 5 dispositions suivantes: - le réseau d'excitation comporte en outre plusieurs premiers émetteurs et plusieurs deuxièmes émetteurs, le réseau mobile comportant plusieurs premiers éléments mobiles et plusieurs deuxièmes éléments mobiles, et le réseau de mesure comporte plusieurs éléments de détection et plusieurs deuxièmes éléments de détection; - le capteur capacitif de mesure est un détecteur d'angle et le réseau mobile est un réseau de rotor; - le capteur capacitif de mesure est un détecteur de déplacement linéaire et le réseau mobile est un réseau linéaire; - le réseau d'excitation, le réseau mobile et le réseau de mesure sont formés à l'aide de techniques pour cartes à circuits imprimés; - le réseau d'excitation, le réseau mobile et le réseau de mesure sont formés à l'aide d'un procédé de fabrication de couches minces; - ledit réseau d'excitation, ledit réseau de mesure et ledit réseau mobile se présentent sous la forme de plaques, chaque plaque comportant plusieurs lames; - le réseau mobile comporte plusieurs premières électrodes mobiles et plusieurs deuxièmes électrodes mobiles, les premières électrodes mobiles étant excitées par la première tension et les différentes électrodes mobiles étant excitées par la deuxième tension; - le capteur capacitif de mesure est un organe d'un appareil rhéométrique; - le réseau d'excitation comporte vingt émetteurs ou plus, le réseau mobile comporte vingt électrodes mobiles ou plus et le réseau de mesure comporte vingt détecteurs ou plus.

L'invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée d'un 30 mode de réalisation pris à titre d'exemple non limitatif et illustré par les dessins annexés sur lesquels: - la Fig. 1 est une représentation schématique d'un circuit capacitif en pont formé par des éléments d'un capteur d'angle selon la technique antérieure, la plaque rotative étant électriquement isolée et flottante; - la Fig. 2 est une représentation schématique d'un montage capacitif en pont formé par les éléments d'un capteur d'angle selon la technique antérieure, la plaque rotative étant à la terre; - la Fig. 3 est une vue écorchée d'une petite partie d'un dispositif de mesure selon une forme préférée de réalisation de la présente invention; - les figures 4A, 4B et 4C sont des représentations schématiques respectivement d'un exemple de réseau d'excitation, d'un exemple de réseau actif de rotor et d'un exemple de réseau de mesure selon une forme préférée de réalisation de la présente invention; - la Fig. 5 est une représentation schématique d'un circuit capacitif en pont formé par les éléments du dispositif de mesure selon une deuxième forme préférée de réalisation de la présente invention; - la Fig. 6 est une vue écorchée d'une petite partie d'un dispositif de mesure selon la deuxième forme préférée de réalisation de la présente invention; - la Fig. 7 est une représentation schématique d'un circuit capacitif en pont 700 formé par les éléments du dispositif de mesure selon une troisième forme préférée de réalisation de la présente invention; - la Fig. 8 est une représentation schématique d'un réseau d'excitation, d'un réseau de masquage à protection mobile et d'un réseau de mesure dans un réseau de détection capacitive de mouvement linéaire, selon la troisième forme préférée de réalisation de la présente invention; - la Fig. 9 est une vue écorchée d'une petite partie d'un dispositif de mesure selon la troisième forme préférée de réalisation de la présente invention; et - la Fig. 10 est une représentation schématique d'un circuit capacitif en pont formé par les éléments du dispositif de mesure selon la troisième forme préférée de la présente invention.

Un dispositif selon la présente invention comprend trois organes: un réseau d'excitation, un réseau actif de rotor ou linéaire (rotor/linéaire) et un réseau de mesure. Le réseau actif de rotor/linéaire est placé entre les réseaux de mesure et d'excitation. La position de l'élément du réseau actif de rotor/linéaire est mesurée par rapport aux réseaux de mesure et d'excitation. En particulier, le réseau de mesure détecte un signal produit par le réseau d'excitation, lequel est affecté lorsque le réseau actif de rotor/linéaire se déplace d'un côté à l'autre.

Pour une mesure d'angle, lorsque le rotor actif est amené à tourner par rapport aux réseaux d'excitation et de mesure, il est produit sur le réseau de mesure un signal proportionnel au changement de position angulaire. Les changements de position du rotor actif qui ne sont pas de nature angulaire produisent des changements très réduits des signaux de sortie. Par exemple, un mouvement axial du rotor actif ne provoque pas de changement d'amplitude dans le signal différentiel de sortie. De même, en raison de la pluralité d'éléments, un mouvement latéral du rotor actif ne simule pas de changement d'angle.

Pour une mesure linéaire, les signaux indésirables non dans la direction de 10 mesure peuvent être rejetés d'une façon similaire.

La Fig. 3 est une vue écorchée d'une petite partie d'un dispositif de mesure de petit angle selon une forme préférée de réalisation de la présente invention. Le dispositif de mesure 300 comprend un réseau d'excitation 310, un réseau actif de rotor 320 et un réseau de mesure 330. Le réseau actif de rotor 320 (par exemple, un réseau à protection mobile ou un réseau de masquage à protection mobile) est placé entre le réseau d'excitation 310 et le réseau de mesure 330. Chaque réseau du dispositif de mesure 300 (à savoir le réseau d'excitation 310, le réseau actif de rotor 320 et le réseau de mesure 330) comporte plusieurs éléments ou zones conductrices.

Dans une forme préférée de réalisation de l'invention, le dispositif de mesure 300 fonctionne avec une plage linéaire maximale de plus ou moins 20 milliradians (mRad) utilisée pour un transducteur de 3,5 à 5,0 mRad. Le dispositif de mesure 300 a un diamètre extérieur de 76,2 mm (3 ") pour l'ensemble utilisant la technologie des cartes à circuits imprimés. Plus particulièrement, chaque réseau comporte un trou vide d'un diamètre minimal de 25,4 mm (1 ") pour un moyeu et des câblages. Dans une forme de réalisation préférée, le trou vide a un diamètre de 38,1 mm (1,5 "). En outre, chaque réseau a un diamètre extérieur de 63,5 mm (2,5").

Le réseau d'excitation 310 est l'élément à excitation électrique du dispositif de mesure 300. En particulier, le réseau d'excitation 310 fournit un signal sinusoïdal au réseau de mesure 330. Un émetteur A 312 et un émetteur B 314, qui sont des éléments du réseau d'excitation 310, émettent des signaux sinusoïdaux à déphasage de 180 degrés.

Le réseau actif 320 de rotor est un élément conducteur du dispositif de mesure 300 servant d'élément de masquage pour arrêter le champ électrostatique produit par le réseau d'excitation 310. Des flèches 324 indiquent le mouvement, d'un côté à l'autre, du réseau actif de rotor 320 sur l'axe de mesure voulu. Pour déterminer une position, le réseau actif de rotor 320 est couplé mécaniquement avec une pièce mobile telle qu'un arbre dont le mouvement est à mesurer. Le réseau actif de rotor 320 est flottant ou mis à la masse.

Le réseau de mesure 330 détecte un signal fourni par le réseau d'excitation 310, lequel est transféré par un couplage capacitif traversant l'intervalle entre les deux réseaux. Les éléments du réseau de mesure 330 comprennent un détecteur C 332 et un détecteur D 334.

Les figures 4A, 4B et 4C sont des représentations schématiques respectives du réseau d'excitation 310, du réseau actif de rotor 320 et du réseau de mesure 330 selon une forme préférée de réalisation de la présente invention. Dans l'exemple illustré sur ces figures, le réseau d'excitation 310, le réseau actif de rotor 320 et le réseau de mesure 330 ont chacun cinquante éléments ou zones conductrices appelés lames 410A, 410B et 410C. Chaque lame mesure 0,1256637 radians. Les lames 410C du réseau de mesure 330 comportent deux traits ou doubles protections 420, décrits plus en détail en référence à la Fig. 6. La largeur et l'espacement des traits entre les lames sont de 0,127 mm (0,005").

Bien que l'exemple servant d'illustration propose l'utilisation de cinquante lames, un spécialiste de la technique comprendra que la présente invention ne se limite pas à ce nombre. Par exemple, dans une autre forme de réalisation, il est possible d'utiliser seulement vingt lames par réseau, formant dix éléments de ponts. Selon une autre possibilité, en utilisant des procédés de fabrication à couches minces et autres éléments de très petites dimensions, il est possible de réaliser des réseaux d'une densité supérieure à vingt-cinq éléments de ponts (50 lames).

Dans la forme de réalisation décrite ici, l'utilisation de cinquante lames accroît d'un facteur 25, la sensibilité obtenue. En particulier, les éléments capacitifs du réseau d'excitation 310 et du réseau de mesure 330 forment un pont capacitif, décrit ci-après en référence à la Fig. 5, comportant les noeuds suivants: émetteur A, émetteur B, détecteur C et détecteur D. L'utilisation de cinquante lames d'excitation et de mesure donne vingt-cinq ponts de ce type, composés de cent condensateurs.

La Fig. 5 est une représentation schématique d'un pont capacitif constitué par les éléments du dispositif de mesure selon une deuxième forme préférée de réalisation de la présente invention. Le pont capacitif 500 comprend des condensateurs variables AC 510, AD 520, BD 530 et BC 540, le point de détection C 550 et le point de détection D 560. Le condensateur variable AC 510 représente la capacité entre l'émetteur A 312 et le détecteur C 332 de la Fig. 3. De même, le condensateur variable AD 520 représente la capacité entre l'émetteur A 312 et le détecteur D 334. Le condensateur variable BD 530 représente la capacité entre l'émetteur B 314 et le détecteur D 334 et le condensateur variable BC 540 représente la capacité entre l'émetteur B 314 et le détecteur C 332. Chacun des condensateurs AC 510, AD 520, BD 530 et BC 540 est décrit comme variable car la valeur de capacité de chacun varie avec le mouvement du réseau actif de rotor 320.

Si, par exemple, le réseau actif de rotor 320 de la Fig. 3 se déplace vers la gauche, les éléments du réseau de rotor créent alors moins de masquage entre le détecteur C 332 et l'émetteur A et moins de masquage entre le détecteur D et l'émetteur B. Comme le masquage est réduit par le mouvement du réseau actif de rotor 320 vers la gauche, le détecteur C 332 reçoit une plus grande exposition à l'émetteur A 312 et le détecteur D 334 reçoit une plus grande exposition à l'émetteur B 314. Ainsi, le mouvement du réseau actif de rotor 320 de la Fig. 3 vers la gauche accroît la capacité du condensateur AC 510 et du condensateur BC 530, du fait d'une augmentation de la superficie effective des éléments capacitifs (c'est-à-dire la partie de l'émetteur et des éléments de détection non masquée par les éléments conducteurs du rotor).

De même, le mouvement du réseau actif de rotor 320 de la Fig. 3 vers la gauche accroît le masquage produit par le réseau actif de rotor 320 entre l'émetteur A 312 et le détecteur D 334 ainsi qu'entre l'émetteur B 314 et l'élément C 332. De la sorte, le mouvement du réseau actif de rotor 320 de la Fig. 3 vers la gauche réduit la capacité des condensateurs AD 520 et BC 540.

Considérant à nouveau la Fig. 5, à mesure que le rotor actif 320 se déplace vers la gauche, les condensateurs en pont AC 510 et BD 530 présentent une plus grande capacité tandis que les condensateurs en pont AD 520 et BD 540 ont une capacité qui décroît proportionnellement. Le changement des valeurs de capacité des condensateurs en pont 510, 520, 530 et 540 provoque un déséquilibre du pont 500. Des points de détection C 550 et C 560 détectent le signal différentiel du pont déséquilibré 500. Par ailleurs, la variation de capacité est linéaire par rapport au déplacement horizontal des divers éléments capacitifs dont la superficie effective change de manière linéaire.

Plus particulièrement, chaque changement de capacité est directement et linéairement proportionnel au changement de position de l'élément mobile. Par conséquent, l'amplitude de la tension différentielle délivrée par le réseau de mesure est directement et linéairement proportionnelle au changement de position de l'élément mobile. Cette proportionnalité linéaire est à distinguer des changements de capacité provoqués par les changements de l'intervalle entre plaques, qui n'est pas linéaire avec la position.

La configuration de pont capacitif formée par les divers éléments physiques de la Fig. 3 accroît d'un facteur quatre la sensibilité du système aux changements de capacité. L'utilisation de multiples ponts multiplie la sensibilité du dispositif de mesure 300 par le nombre d'éléments de réseau utilisés. En particulier, comme décrit plus haut en référence aux figures 4A, 4B et 4C, les auteurs de la présente invention, dans un prototype de cette conception, ont utilisé cinquante lames pour chaque réseau du dispositif de mesure (c'est-à-dire les réseaux d'excitation, de rotor actif et de mesure), aboutissant à des éléments de vingt-cinq ponts composés de cent condensateurs connectés en réseau. Ainsi, la sensibilité qui en résulte est multipliée par un facteur vingtcinq dans un exemple de forme de réalisation de l'invention.

Bien que l'utilisation d'un plus grand nombre d'éléments de réseau accroisse la sensibilité du dispositif de mesure, elle réduit également sa plage angulaire ou linéaire totale. Par exemple, si un capteur rotatif de position à un seul condensateur a une plage maximale totale de 180 degrés, un réseau d'éléments de vingt-cinq ponts est réduit à une plage maximale totale de 7,2 degrés (par exemple, 180/25 = 7,2). Cependant, les limitations physiques affectant les cotes de fabrication, l'alignement, l'espacement entre les plaques, les effets de bords et autres compromis de conception nécessaires limitent encore plus la plage du capteur que la plage maximale totale théorique de 7,2 degrés.

La forme de réalisation représentée sur les figures 3 et 4A-4C, comportant cinquante lames par réseau, permet une mesure de petit angle de plus ou moins 20 mRad dans des applications à plage limitée de 5 mRad ou moins. Cependant, comme décrit plus haut, le réseau actif de rotor 320 de la Fig. 3 peut être flottant ou à la terre. Lorsque le réseau actif de rotor 320 est flottant ou à la terre, une erreur de gain survient du fait d'un mouvement dans la direction qui n'est pas la direction de mesure, comme décrit plus haut en référence aux figures 1 et 2. Par exemple, un mouvement de l'électrode rotatif qui ne se produit pas sur le trajet de mesure primaire peut introduire des capacités supplémentaires qui parasitent la fonction du capteur, en occasionnant une erreur de gain et une baisse de sensibilité.

De la sorte, une deuxième forme préférée de réalisation de l'invention réduit la capacité parasite induite par un mouvement dans une direction qui n'est pas la 35 direction de mesure en excitant par un signal électrique le réseau actif de rotor.

La Fig. 6 est une vue écorchée d'une petite partie d'un dispositif de mesure selon la deuxième forme préférée de réalisation de la présente invention. Le dispositif de mesure 600 diffère du dispositif de mesure 300 de la Fig. 3 en ce que le réseau actif de rotor 320 comporte des éléments ou noeuds C' 610 et D' 620, représentant de nouveaux signaux qui excitent le réseau actif de rotor. Les noeuds C' 610 et D' 620 sont des sources à basse impédance adaptées avec précision aux signaux apparaissant aux noeuds C et D. Des amplificateurs séparateurs sont connectés aux noeuds C et D pour commander respectivement les signaux C' et D'. La Fig. 4C représente des doubles traits entourant les noeuds C et D qui fournissent au réseau actif de rotor les signaux C' et D' à partir des noeuds C et D. Pour comprendre plus en détail la manière dont les signaux C' et D' réduisent l'erreur de gain, on considèrera leur effet dans un pont de mesure de capacité. La Fig. 7 est une représentation schématique d'un pont capacitif 700 constitué par les éléments du dispositif de mesure 600 selon une forme préférée de réalisation de la présente invention. Les capacités parasites formées par l'agencement de la Fig. 6 comprennent AC', AD', BC', BD', CC', CD' DC' et DD'. Comme décrit en référence aux figures 1, 2 et 6, les noeuds A, B, C' et D' sont des éléments d'émission, qui sont des sources à basse impédance restant relativement non affectées par un éventuel changement de capacité. Ainsi, bien que les capacités parasites AC', AD', BC' et BD' soient des capacités réelles affectées par la distance de séparation, toute modification de ces capacités laisse relativement non affectés les noeuds A, B, C' et D'.

Les capacités parasites CC' et DD' sont en fait nulles. Comme le noeud D' est excité à partir du noeud D, les deux sources ont constamment la même tension potentielle. Ainsi, la capacité DD' entre les noeuds D et D' est en fait nulle. La même protection existe entre les noeuds C et C', ce qui donne une capacité nulle. La valeur effective nulle pour ces deux condensateurs n'est aucunement modifiée par l'intervalle entre les deux électrodes. Comme ces capacités sont normalement à l'origine d'erreurs de gain dans le pont, cette source d'erreur est efficacement éliminée de la mesure. Cette technique est ordinairement appelée technique de masquage électrostatique.

Enfin, les capacités parasites CD' et DC' sont également très limitées par leur position dans le système. En particulier, les capacités CD' et DC' sont très limitées en plaçant les noeuds C' 610 et D' 620 respectivement sous le centre des noeuds C et D. Ainsi, même lorsque le réseau actif de rotor se déplace vers la gauche ou la droite, l'ampleur du chevauchement éventuel entre les noeuds C et D' ou entre les noeuds C' et D est fortement limitée. Ainsi, en plaçant C' 610 et D' 620 respectivement à distance des noeuds D et C, ainsi qu'en utilisant des éléments de masquage dans la conception, les capacités parasites CD' et DC' restent voisines de zéro et sont considérées comme négligeables.

De la sorte, en utilisant la technique à multiples ponts et le masquage capacitif décrits des éléments de rotor, il est possible de fabriquer un capteur capacitif très précis de petit angle relativement insensible aux mouvements non situés sur l'axe de mesure. A l'aide de techniques classiques pour cartes à circuits imprimés, il est possible d'obtenir un réseau de vingt-cinq éléments ayant un diamètre de fonctionnement raisonnable. Comme décrit plus haut, des réseaux d'une plus grande densité peuvent être réalisés à l'aide de procédés de fabrication de films minces et autres géométries de petites dimensions.

Bien que la présente invention ait été décrite ci-dessus en référence à des mesures d'angles, les mêmes techniques peuvent être employées dans des mesures linéaires. La Fig. 8 est une représentation schématique d'un réseau d'excitation, d'un réseau de masquage à protection mobile et d'un réseau de mesure dans un réseau de détection capacitive de mouvementlinéaire selon une troisième forme préférée de réalisation de la présente invention. En particulier, la Fig. 8 est semblable à la deuxième forme de réalisation décrite en référence à la Fig. 6, sauf qu'elle concerne un réseau de détection capacitif de mouvement linéaire au lieu d'un réseau de mesure d'angle.

Ainsi, le dispositif de mesure 800 comprend un réseau d'excitation fixe 810, un réseau de mesure fixe 820 et un réseau de masquage à protection mobile 830. le réseau de masquage à protection mobile 830 est placé entre le réseau d'excitation 810 et le réseau de mesure 820. Chaque réseau du dispositif de mesure 800 (à savoir le réseau d'excitation 810, le réseau de masquage à protection mobile 830 et le réseau de mesure 820) comporte plusieurs éléments ou zones conductrices formés suivant une configuration de signaux carrés.

Le réseau d'excitation 810 est un élément à excitation électrique du dispositif de mesure 800 qui fournit un signal sinusoïdal au réseau de mesure 820. L'émetteur A et l'émetteur B, qui sont des éléments du réseau d'excitation 810, émettent des signaux sinusoïdaux à déphasage de 180 degrés.

Le réseau de masquage à protection mobile 820 est un élément conducteur 35 du dispositif de mesure 800 servant d'élément de masquage pour bloquer le champ électrostatique généré par le réseau d'excitation 810. Des flèches 834 indiquent le mouvement, d'un côté à l'autre, du réseau de masquage à protection mobile sur l'axe de mesure voulu. Pour déterminer une position, le réseau de masquage à protection mobile 830 est accouplé mécaniquement avec une pièce mobile dont le mouvement est à mesurer. Le réseau de masquage à protection mobile 830 est excité électriquement par les éléments C' et D', qui représentent des sources à basse impédance à adaptation précise aux signaux apparaissant aux noeuds C et D du réseau de mesure fixe 820. Des amplificateurs séparateurs sont connectés aux noeuds C et D du réseau de mesure fixe 820 pour commander respectivement les signaux C' et D'.

Dans une autre forme de réalisation possible (non représentée), le réseau de masquage à protection mobile 830 peut être flottant ou à la masse au lieu d'être excité par les noeuds C' et D'.

Le réseau de mesure fixe 820 détecte un signal issu du réseau d'excitation fixe 810, lequel signal est transféré par un couplage capacitif d'un côté à l'autre de l'intervalle entre les deux réseaux. Les éléments du réseau de mesure 820 comprennent le détecteur C et le détecteur D. Comme dans le cas de la forme de réalisation selon la Fig. 6, des éléments A et B du réseau d'excitation 810 émettent un signal qui est détecté par le réseau de mesure fixe 820, les signaux étant déphasés les uns par rapport aux autres. La position du réseau de masquage à protection mobile 830 détermine le signal reçu par les détecteurs C et D du réseau de mesure fixe 820. De plus, comme décrit plus haut, le signal détecté par les détecteurs C et D sert également à exciter le réseau de masquage à protection mobile 830 (par exemple les noeuds C' et D') représentant des sources à basse impédance adaptées avec précision aux signaux apparaissant aux noeuds C et D. La Fig. 9 est une vue écorchée d'une petite partie du dispositif de mesure 800 selon la troisième forme de réalisation de la présente invention. Le réseau d'excitation fixe 810 comprend un émetteur A 912 et un émetteur B 914, le réseau de mesure fixe 820 comprend un détecteur C 922 et un détecteur D 924, et le réseau de masquage à protection mobile 830 comprend des éléments de déplacement C' 932 et D' 934. Les éléments C' 932 et D' 934 sont respectivement placés sous le centre des noeuds C 922 et D 924.

La Fig. 10 est une représentation schématique d'un pont capacitif 1000 constitué par les éléments du dispositif de mesure 800 selon la troisième forme préférée de réalisation de la présente invention. Le pont capacitif 1000 comprend des condensateurs variables AC 1010, AD 1020, BD 1030 et BC 1040. Des signaux sinusoïdaux d'excitation 1050, 1060 (à déphasage de 180 degrés l'un par rapport à l'autre) sont émis respectivement par l'émetteur A 912 et l'émetteur B 914 (cf Fig. 9). Les deux signaux 1050, 1060 sont détectés dans le détecteur C 922 et le détecteur D 924. Un amplificateur tampon Ac 1070 est connecté au noeud C 922 et excite l'élément de déplacement C' 932. De même, un amplificateur tampon Ad 1080 est connecté au noeud D 924 et excite l'élément de déplacement D' 934.

Comme les noeuds A, B, C' et D' sont des sources à basse impédance, tout changement dans les capacités parasites AC', AD', BC' et BD' laisse relativement non affectés les noeuds A, B, C' et D'. Les capacités parasites CD' et DC' sont très limitées par la position de C' et D' respectivement au centre sous les détecteurs C et D. Comme les noeuds D' et D ont constamment le même potentiel, la capacité parasite DD' est en fait nulle. A même protection existe entre les noeuds C et C', ce qui donne une capacité nulle. La valeur effective nulle pour les condensateurs DD' et CC' n'est aucunement modifiée par l'intervalle entre les deux électrodes. Comme ces capacités sont normalement à l'origine d'erreurs de gain dans le pont, cette source d'erreur est efficacement éliminée de la mesure. Cette technique est ordinairement appelée technique de protection électrostatique.

La présentation ci-dessus des formes préférées de réalisation de la présente invention a été faite à titre d'illustration et de description. Elle n'est pas destinée à être exhaustive ni à limiter l'invention aux formes précises décrites. De nombreuses variantes et modifications des formes de réalisation décrites ici apparaîtront à un spécialiste ordinaire de la technique à la lumière de la description ci-dessus. Le cadre de l'invention ne doit être défini que par les revendications annexées et par leurs équivalents.

En outre, en présentant des exemples représentatifs de formes de réalisation de la présente invention, la description peut avoir présenté le procédé et/ou processus selon la présente invention sous la forme d'une suite particulière d'étapes. Cependant, dans la mesure où le procédé ou le processus ne repose pas sur l'ordre particulier d'étapes indiqué ici, le procédé ou processus ne doit pas se limiter à la suite particulière d'étapes décrite. Comme doit le comprendre un spécialiste ordinaire de la technique, d'autres successions d'étapes sont possibles. Par conséquent, l'ordre particulier des étapes indiqué dans la description ne doit pas être interprété comme limitant les revendications. De plus, les revendications portant sur le procédé et/ou processus selon la présente invention ne doivent pas être limitées à l'exécution de leurs étapes dans l'ordre écrit, et un spécialiste de la technique peut facilement comprendre que l'ordre des étapes peut être modifié tout en restant dans l'esprit et le cadre de la présente invention.

Claims

REVENDICATIONS

1. Détecteur capacitif d'angle de rotation servant à mesurer un déplacement d'un objet sur un petit angle, caractérisé en ce qu'il comprend: un réseau d'excitation (310) ayant plusieurs premiers émetteurs (A312) et plusieurs seconds émetteurs (B324), les premiers émetteurs (A312) émettant un premier signal sinusoïdal et les seconds émetteurs (B314) émettant un deuxième signal sinusoïdal, le deuxième signal sinusoïdal étant déphasé par rapport au premier signal sinusoïdal; un réseau de mesure (330) servant à mesurer une position de l'objet, disposé en regard du réseau d'excitation (310) et ayant plusieurs premiers détecteurs (C332) et plusieurs deuxièmes détecteurs (D334), les premiers détecteurs (C332) détectant une première tension du premier signal sinusoïdal et du deuxième signal sinusoïdal, et les deuxièmes détecteurs (D334) détectant une deuxième tension du premier signal sinusoïdal et du deuxième signal sinusoïdal; et un réseau actif de rotor (320) conçu pour être couplé mécaniquement avec l'objet et déplacé en rotation entre le réseau d'excitation (310) et le réseau de mesure (330), le réseau actif de rotor (320) comportant plusieurs électrodes mobiles, le mouvement des électrodes mobiles faisant varier la première tension et la deuxième tension détectées par le réseau de mesure (330).

2. Détecteur capacitif d'angle de rotation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réseau d'excitation comprend vingt émetteurs ou plus, le réseau actif de rotor comporte vingt électrodes mobiles ou plus et le réseau de mesure comporte vingt détecteurs ou plus, en formant de ce fait dix ponts capacitifs ou plus.

3. Détecteur capacitif d'angle de rotation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réseau d'excitation, le réseau actif de rotor et le réseau de mesure sont formés à l'aide de techniques pour cartes à circuits imprimés.

4. Détecteur capacitif d'angle de rotation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réseau d'excitation, le réseau actif et le réseau de mesure sont formés à l'aide d'un procédé de fabrication de couches minces pour parvenir à une grande densité.

5. Détecteur capacitif d'angle de rotation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réseau d'excitation, le réseau de mesure et le réseau actif de rotor se présentent sous la forme de plaques, chaque plaque comportant plusieurs lames (410).

6. Détecteur capacitif d'angle de rotation selon la revendication 1, caractérisé en ce que les différentes électrodes mobiles sont soit flottantes, soit 5 électriquement à la masse.

7. Détecteur capacitif d'angle de rotation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réseau actif de rotor comprend plusieurs premières électrodes mobiles et plusieurs deuxièmes électrodes mobiles, les premières électrodes mobiles étant excitées par la première tension et les secondes électrodes mobiles étant excitées par la deuxième tension.

8. Détecteur capacitif d'angle de rotation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le détecteur a une plage maximale de plus ou moins vingt milliradians.

9. Procédé pour mesurer un déplacement d'un objet sur un petit angle, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : émettre un premier signal sinusoïdal depuis l'un de plusieurs premiers émetteurs d'un réseau d'excitation; émettre un deuxième signal sinusoïdal depuis l'un de plusieurs deuxièmes émetteurs du réseau d'excitation, le deuxième signal sinusoïdal étant 20 déphasé par rapport au premier signal sinusoïdal; détecter une première tension des premier et deuxième signaux sinusoïdaux dans un premier détecteur parmi plusieurs premiers détecteurs dans un réseau de mesure, le réseau de mesure étant disposé en regard du réseau d'excitation; détecter une deuxième tension des premier et deuxième signaux sinusoïdaux dans un deuxième détecteur parmi plusieurs deuxièmes détecteurs dans le réseau de mesure; faire tourner un réseau actif de rotor, conçu de façon à être couplé mécaniquement avec l'objet, entre le réseau d'excitation et le réseau de mesure, le réseau actif de rotor ayant plusieurs électrodes mobiles, le mouvement des différentes électrodes mobiles faisant varier la première tension et la deuxième tension détectées par le réseau de mesure; et déterminer une position du réseau actif de rotor d'après les première et deuxième tensions.

10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le réseau 35 d'excitation comprend vingt émetteurs ou plus, le réseau actif de rotor comprend vingt électrodes mobiles ou plus et le réseau de mesure comprend vingt détecteurs ou plus, formant de la sorte dix ponts capacitifs ou plus.

11. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le réseau d'excitation, le réseau actif de rotor et le réseau de mesure sont formés à l'aide de 5 techniques pour cartes à circuits imprimés.

12. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le réseau d'excitation, le réseau actif de rotor et le réseau de mesure sont formés à l'aide d'un procédé de fabrication de couches minces.

13. Procédé selon la revendication 9, dans lequel le réseau d'excitation, le 10 réseau de mesure et le réseau actif de rotor se présentent sous la forme de plaques, chaque plaque comportant plusieurs lames.

14. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que chaque électrode mobile parmi les différentes électrodes mobiles est soit flottante soit mise électriquement à la masse.

15. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le réseau actif de rotor comprend plusieurs premières électrodes mobiles et plusieurs deuxièmes électrodes mobiles, les premières électrodes mobiles étant excitées par la première tension et les deuxièmes électrodes mobiles étant excitées par la deuxième tension.

16. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le capteur a une plage maximale de plus ou moins vingt milliradians.

17. Dispositif pour mesurer un déplacement d'un objet sur un petit angle, caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens pour émettre un premier signal sinusoïdal depuis l'un de plusieurs premiers émetteurs d'un réseau d'excitation; des moyens pour émettre un deuxième signal sinusoïdal depuis l'un de plusieurs deuxièmes émetteurs du réseau d'excitation, le deuxième signal sinusoïdal étant déphasé par rapport au premier signal sinusoïdal; des moyens pour détecter une première tension des premier et deuxième signaux sinusoïdaux dans un premier détecteur parmi plusieurs premiers détecteurs dans un réseau de mesure, le réseau de mesure étant disposé en regard du réseau d'excitation; des moyens pour détecter une deuxième tension des premier et deuxième signaux sinusoïdaux dans un deuxième détecteur parmi plusieurs deuxièmes détecteurs dans le réseau de mesure; des moyens pour faire tourner un réseau actif de rotor, destiné à être accouplée mécaniquement avec l'objet, entre le réseau d'excitation et le réseau de mesure, le réseau actif de rotor ayant plusieurs électrodes mobiles, le mouvement des différentes électrodes mobiles faisant varier la première tension et la deuxième tension détectées par le réseau de mesure; et des moyens pour déterminer une position de l'objet en mouvement d'après la première et la deuxième tension.

18. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que le réseau d'excitation comprend vingt émetteurs ou plus, le réseau actif de rotor comprend vingt électrodes mobiles ou plus et le réseau de mesure comprend vingt détecteurs ou plus, formant de la sorte dix ponts capacitifs ou plus.

19. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que le réseau d'excitation, le réseau actif de rotor et le réseau de mesure sont formés à l'aide de techniques pour cartes à circuits imprimés.

20. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que le réseau d'excitation, le réseau actif de rotor et le réseau de mesure sont formés à l'aide d'un procédé de fabrication de couches minces.

21. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que le réseau d'excitation, le réseau de mesure et le réseau actif de rotor se présentent sous la forme de plaques, chaque plaque comportant plusieurs lames.

22. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que les différentes électrodes mobiles sont soit flottantes soit électriquement à la masse.

23. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que le réseau actif de rotor comporte plusieurs premières électrodes mobiles et plusieurs deuxièmes électrodes mobiles, les premières électrodes mobiles étant excitées par la première tension et les deuxièmes électrodes mobiles étant excitées par la deuxième tension.

24. Capteur capacitif de mesure, caractérisé en ce qu'il comprend: un réseau d'excitation ayant plusieurs premiers émetteurs et plusieurs deuxièmes émetteurs, les premiers émetteurs émettant un premier signal sinusoïdal et les deuxièmes émetteurs émettant un deuxième signal sinusoïdal, le deuxième signal sinusoïdal étant déphasé par rapport au premier signal sinusoïdal; un réseau de mesure disposé en regard du réseau d'excitation et ayant plusieurs premiers détecteurs et plusieurs deuxièmes détecteurs, les différents premiers détecteurs détectant une première tension du premier signal sinusoïdal et du deuxième signal sinusoïdal et les deuxièmes détecteurs détectant une deuxième tension du premier signal sinusoïdal et du deuxième signal sinusoïdal; et un réseau mobile conçu pour être couplé mécaniquement avec un objet en mouvement dont le mouvement est à mesurer et qui se déplace entre le réseau d'excitation et le réseau de mesure, le réseau mobile ayant plusieurs électrodes mobiles, le mouvement des électrodes mobiles faisant varier la première tension et la deuxième tension détectées par le réseau de mesure et le réseau de mesure déterminant une position de l'objet en mouvement à l'aide des premières et deuxièmes tensions.

25. Capteur capacitif de mesure selon la revendication 24, caractérisé en ce que le capteur capacitif de mesure est un détecteur d'angle et le réseau mobile est un réseau de rotor.

26. Capteur capacitif de mesure selon la revendication 24, caractérisé en ce que le capteur capacitif de mesure est un détecteur de déplacement linéaire et le 15 réseau mobile est un réseau linéaire.

27. Capteur capacitif de mesure selon la revendication 24, caractérisé en ce que le réseau d'excitation comporte vingt émetteurs ou plus, le réseau mobile comporte vingt électrodes mobiles ou plus et le réseau de mesure comporte vingt détecteurs ou plus, formant de la sorte dix ponts capacitifs ou plus.

28. Capteur capacitif de mesure selon la revendication 24, caractérisé en ce que le réseau d'excitation, le réseau mobile et le réseau de mesure sont formés à l'aide de techniques pour cartes à circuits imprimés.

29. Capteur capacitif de mesure selon la revendication 24, caractérisé en ce que le réseau d'excitation, le réseau mobile et le réseau de mesure sont formés à 25 l'aide d'un procédé de fabrication de couches minces.

30. Capteur capacitif de mesure selon la revendication 24, caractérisé en ce que le réseau d'excitation, le réseau de mesure et le réseau mobile se présentent sous la forme de plaques, chaque plaque comportant plusieurs lames.

31. Capteur capacitif de mesure selon la revendication 24, caractérisé en ce que les électrodes mobiles sont soit flottantes soit électriquement à la masse.

32. Capteur capacitif de mesure selon la revendication 24, caractérisé en ce que le réseau mobile comporte plusieurs premières électrodes mobiles et plusieurs deuxièmes électrodes mobiles, les différentes premières électrodes mobiles étant excitées par la première tension et les différentes deuxièmes électrodes mobiles étant excitées par la deuxième tension.

33. Capteur capacitif de mesure selon la revendication 24, caractérisé en ce que le capteur capacitif de mesure est un organe d'un appareil rhéométrique.

34. Capteur capacitif d'angle de rotation pour mesurer un déplacement d'un objet sur un petit angle, caractérisé en ce qu'il comprend: un réseau d'excitation ayant un premier émetteur et un deuxième émetteur, le premier émetteur émettant un premier signal sinusoïdal et le deuxième émetteur émettant un deuxième signal sinusoïdal, le deuxième signal sinusoïdal étant déphasé par rapport au premier signal sinusoïdal; un réseau de mesure disposé en regard du réseau d'excitation et ayant un premier détecteur et un deuxième détecteur, le premier détecteur détectant une première tension des premier et deuxième signaux sinusoïdaux et le deuxième détecteur détectant une deuxième tension des premier et deuxième signaux sinusoïdaux; et un réseau actif de rotor conçu pour être couplé mécaniquement avec l'objet et déplacé en rotation entre le réseau d'excitation et le réseau de mesure, le réseau actif de rotor ayant une première électrode mobile excitée par la première tension et une deuxième électrode mobile excitée par la deuxième tension, le mouvement du réseau actif de rotor faisant varier la première tension et la deuxième tension détectées par le réseau de mesure et le réseau de mesure déterminant une position de l'objet en mouvement d'après les première et deuxième tensions.

35. Capteur capacitif d'angle de rotation selon la revendication 34, caractérisé en ce que le réseau d'excitation comporte en outre plusieurs premiers émetteurs et plusieurs deuxièmes émetteurs, le réseau actif de rotor comportant plusieurs éléments mobiles et plusieurs deuxièmes éléments mobiles, et le réseau de mesure comportant plusieurs premiers éléments de détection et plusieurs deuxièmes éléments de détection.

36. Capteur capacitif d'angle de rotation selon la revendication 34, caractérisé en ce que le réseau d'excitation comporte vingt émetteurs ou plus, le réseau actif de rotor comporte vingt électrodes mobiles ou plus et le réseau de mesure comporte vingt détecteurs ou plus, formant de la sorte dix ponts capacitifs ou plus.

37. Capteur capacitif d'angle de rotation selon la revendication 34, caractérisé en ce que le réseau d'excitation, le réseau actif de rotor et le réseau de mesure sont formés à l'aide de techniques pour cartes à circuits imprimés.

38. Capteur capacitif d'angle de rotation selon la revendication 34, caractérisé en ce que le réseau d'excitation, le réseau actif de rotor et le réseau de mesure sont formés à l'aide d'un procédé de fabrication de couches minces pour parvenir à une forte densité.

39. Capteur capacitif d'angle de rotation selon la revendication 34, caractérisé en ce que le réseau d'excitation, le réseau de mesure et le réseau actif de rotor se présentent sous la forme de plaques, chaque plaque comportant plusieurs lames.

40. Capteur capacitif d'angle de rotation selon la revendication 34, caractérisé en ce que le capteur a une plage maximale de plus ou moins vingt milliradians.

41. Capteur capacitif de mouvement servant à détecter la position d'un objet en mouvement, caractérisé en ce qu'il comprend: un réseau d'excitation ayant plusieurs premiers émetteurs et plusieurs deuxièmes émetteurs, les premiers émetteurs émettant un premier signal sinusoïdal et les deuxièmes émetteurs émettant un deuxième signal sinusoïdal, le deuxième signal sinusoïdal étant déphasé par rapport au premier signal sinusoïdal; un réseau de mesure disposé en regard du réseau d'excitation et ayant plusieurs premiers détecteurs et plusieurs deuxièmes détecteurs, les premiers détecteurs détectant une première tension des premier et deuxième signaux sinusoïdaux et les deuxièmes détecteurs détectant une deuxième tension des premier et deuxième signaux sinusoïdaux; et un réseau de masquage à protection mobile couplé à l'objet en mouvement et déplacé entre le réseau d'excitation et le réseau de mesure, le réseau à protection mobile ayant plusieurs premiers éléments mobiles et plusieurs deuxièmes éléments mobiles, les premiers éléments mobiles étant excités par la première tension et les deuxièmes éléments mobiles étant excités par le deuxième élément mobile, le mouvement du réseau de masquage à protection mobile faisant varier les première et deuxième tensions et le réseau de mesure déterminant une position de l'objet en mouvement d'après les première et deuxième tensions.

42. Capteur capacitif de mouvement selon la revendication 41, caractérisé en ce que le capteur capacitif de mouvement est un détecteur d'angle servant à mesurer un petit angle et le réseau de masquage à protection mobile étant un réseau actif de rotor.

43. Capteur capacitif de mouvement selon la revendication 41, caractérisé en ce que le capteur capacitif de mouvement est un capteur linéaire servant à mesurer un petit déplacement et le réseau de masquage à protection mobile est un réseau linéaire.

44. Capteur capacitif de mouvement selon la revendication 41, caractérisé en ce que le réseau d'excitation, le réseau de masquage à protection mobile et le réseau de mesure sont formés à l'aide de techniques pour cartes à circuits imprimés.

45. Capteur capacitif de mouvement selon la revendication 41, caractérisé en ce que le réseau d'excitation, le réseau de masquage à protection mobile et le réseau de mesure sont formés à l'aide d'un procédé de fabrication de couches minces.

46. Capteur capacitif de mouvement selon la revendication 41, caractérisé en ce que le réseau d'excitation, le réseau de mesure et le réseau de masquage à protection mobile se présentent sous la forme de plaques.

47. Procédé pour mesurer un déplacement d'un objet sur un petit angle, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : émettre un premier signal sinusoïdal depuis un premier émetteur d'un réseau d'excitation; émettre un deuxième signal sinusoïdal depuis un deuxième émetteur du réseau d'excitation, le deuxième signal sinusoïdal étant déphasé par rapport au premier signal sinusoïdal; détecter une première tension des premier et deuxième signaux sinusoïdaux dans un premier détecteur situé dans un réseau de mesure, le réseau de mesure étant disposé en regard du réseau d'excitation; détecter une deuxième tension des premier et deuxième signaux sinusoïdaux dans un deuxième détecteur présent dans le réseau de mesure; faire tourner un réseau actif de rotor, qui est conçu pour être couplé mécaniquement avec l'objet, entre le réseau d'excitation et le réseau de mesure, le réseau actif de rotor ayant une première électrode mobile et une deuxième électrode mobile, le mouvement des première et deuxième électrodes mobiles faisant varier la première tension et la deuxième tension détectées par le réseau de mesure et le réseau de mesure déterminant le déplacement de l'objet sur un petit angle d'après les première et deuxième tensions; exciter la première électrode mobile par la première tension; et exciter la deuxième électrode mobile par la deuxième tension.

48. Procédé selon la revendication 47, caractérisé en ce que le réseau d'excitation comporte en outre plusieurs premiers émetteurs et plusieurs deuxièmes émetteurs, le réseau actif de rotor comportant plusieurs premières électrodes mobiles et plusieurs deuxièmes électrodes mobiles, et le réseau de mesure comportant plusieurs éléments de détection et plusieurs deuxièmes éléments de détection.

49. Procédé selon la revendication 47, caractérisé en ce que le réseau d'excitation comporte vingt émetteurs ou plus, le réseau actif de rotor comporte vingt électrodes ou plus et le réseau de mesure comporte vingt détecteurs ou plus.

50. Procédé selon la revendication 47, caractérisé en ce que le réseau d'excitation, le réseau actif de rotor et le réseau de mesure sont formés à l'aide de techniques pour cartes à circuits imprimés.

51. Procédé selon la revendication 47, caractérisé en ce que le réseau d'excitation, le réseau actif de rotor et le réseau de mesure sont formés à l'aide d'un procédé de fabrication de couches minces.

52. Procédé selon la revendication 47, caractérisé en ce que le réseau d'excitation, le réseau actif de rotor et le réseau de mesure se présentent sous la forme 20 de plaques, chaque plaque comportant plusieurs lames.

53. Capteur capacitif d'angle de rotation pour mesurer un déplacement d'un objet sur un petit angle, caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens pour émettre un premier signal sinusoïdal depuis un premier émetteur d'un réseau d'excitation; des moyens pour émettre un deuxième signal sinusoïdal depuis un deuxième émetteur du réseau d'excitation, le deuxième signal sinusoïdal étant déphasé par rapport au premier signal sinusoïdal; des moyens pour détecter une première tension des premier et deuxième signaux sinusoïdaux dans un premier détecteur dans un réseau de mesure, 30 le réseau de mesure étant disposé en regard du réseau d'excitation; des moyens pour détecter une deuxième tension des premier et deuxième signaux sinusoïdaux dans un deuxième détecteur dans le réseau de mesure; des moyens pour faire tourner un réseau actif de rotor, qui est conçu pour être accouplé mécaniquement avec l'objet, entre le réseau d'excitation et le réseau de mesure, le réseau actif de rotor ayant une première électrode mobile et une deuxième électrode mobile, le mouvement des première et deuxième électrodes mobiles faisant varier la première tension et la deuxième tension détectées par le réseau de mesure; des moyens pour déterminer le déplacement de l'objet sur un petit angle d'après la première et la deuxième tension; des moyens pour exciter la première électrode mobile par la première tension; et des moyens pour exciter la deuxième électrode mobile à l'aide de la deuxième tension.

54. Capteur capacitif d'angle de rotation selon la revendication 53, caractérisé en ce que le réseau d'excitation comporte plusieurs premiers émetteurs et plusieurs deuxièmes émetteurs, le réseau actif de rotor comportant plusieurs premiers éléments mobiles et plusieurs deuxièmes éléments mobiles; et le réseau de mesure comporte plusieurs premiers éléments de détection et plusieurs deuxièmes éléments de détection.

55. Capteur capacitif d'angle de rotation selon la revendication 53, caractérisé en ce que le réseau d'excitation comporte vingt émetteurs ou plus, le réseau actif de rotor comporte vingt électrodes mobiles ou plus et le réseau de mesure comporte vingt détecteurs ou plus.

56. Capteur capacitif d'angle de rotation selon la revendication 53, caractérisé en ce que le réseau d'excitation, le réseau actif de rotor et le réseau de mesure sont formés à l'aide de techniques pour cartes de circuits imprimés.

57. Capteur capacitif d'angle de rotation selon la revendication 53, caractérisé en ce que le réseau d'excitation, le réseau actif de rotor et le réseau de mesure sont formés à l'aide d'un procédé de fabrication de couches minces pour parvenir à une grande densité.

58. Capteur capacitif d'angle de rotation selon la revendication 53, caractérisé en ce que le réseau d'excitation, le réseau de mesure et le réseau actif de rotor se présentent sous la forme de plaques, chaque plaque comportant plusieurs lames.

59. Capteur capacitif d'angle de rotation selon la revendication 53, caractérisé en ce que le capteur a une plage maximale de plus ou moins vingt milliradians.

60. Capteur capacitif de mesure, comprenant: un réseau d'excitation ayant un premier émetteur et un deuxième émetteur, le premier émetteur émettant un premier signal sinusoïdal et le deuxième émetteur émettant un deuxième signal sinusoïdal, le deuxième signal sinusoïdal étant déphasé par rapport au premier signal sinusoïdal; un réseau de mesure disposé en regard du réseau d'excitation et ayant un premier détecteur et un deuxième détecteur, le premier détecteur détectant une première tension des premier et deuxième signaux sinusoïdaux et le deuxième détecteur détectant une deuxième tension des premier et deuxième signaux sinusoïdaux; et un réseau mobile conçu pour être couplé mécaniquement avec un objet en mouvement et déplacé entre le réseau d'excitation et le réseau de mesure, le réseau mobile ayant une première électrode mobile excitée par la première tension et une deuxième électrode mobile excitée par la deuxième tension, le mouvement du réseau actif de rotor faisant varier la première tension et la deuxième tension détectées par le réseau de mesure et le réseau de mesure détermine une position de l'objet en mouvement d'après les première et deuxième tensions.

61. Capteur capacitif de mesure selon la revendication 60, caractérisé en ce que le réseau d'excitation comporte en outre plusieurs premiers émetteurs et 20 plusieurs deuxièmes émetteurs, le réseau mobile comportant plusieurs premiers éléments mobiles et plusieurs deuxièmes éléments mobiles, et le réseau de mesure comporte plusieurs éléments de détection et plusieurs deuxièmes éléments de détection.

62. Capteur capacitif de mesure selon la revendication 60, caractérisé en ce que le capteur capacitif de mesure est un détecteur d'angle et le réseau mobile est un réseau de rotor.

63. Capteur capacitif de mesure selon la revendication 60, caractérisé en ce que le capteur capacitif de mesure est un détecteur de déplacement linéaire et le 30 réseau mobile est un réseau linéaire.

64. Capteur capacitif de mesure selon la revendication 60, caractérisé en ce que le réseau d'excitation, le réseau mobile et le réseau de mesure sont formés à l'aide de techniques pour cartes à circuits imprimés.

65. Capteur capacitif de mesure selon la revendication 60, caractérisé en ce que le réseau d'excitation, le réseau mobile et le réseau de mesure sont formés à l'aide d'un procédé de fabrication de couches minces.

66 Capteur capacitif de mesure selon la revendication 60, caractérisé en ce que ledit réseau d'excitation, ledit réseau de mesure et ledit réseau mobile se présentent sous la forme de plaques, chaque plaque comportant plusieurs lames.

67 Capteur capacitif de mesure selon la revendication 60, caractérisé en ce que le réseau mobile comporte plusieurs premières électrodes mobiles et plusieurs deuxièmes électrodes mobiles, les premières électrodes mobiles étant excitées par la première tension et les différentes électrodes mobiles étant excitées par la deuxième tension.

68. Capteur capacitif de mesure selon la revendication 60, caractérisé en ce que le capteur capacitif de mesure est un organe d'un appareil rhéométrique.

69. Capteur capacitif de mesure selon la revendication 60, caractérisé en ce que le réseau d'excitation comporte vingt émetteurs ou plus, le réseau mobile comporte vingt électrodes mobiles ou plus et le réseau de mesure comporte vingt détecteurs ou plus.