"Oscillateur magnétostrictif pour appareil de mesure du temps"
Les montres électroniques peuvent être munies d'un oscillateur formé d'une bilame placée dans un champ magnétique de polarisation et vibrant par effet magnétostrictif. Un circuit électronique entretient ces vibrations; il est formé d'une bobine de commande et d'une bobine motrice liées par un amplificateur, toutes deux entourant ladite bilame.
La fréquence d'oscillation de la bilame, fonction du champ magnétique de polarisation, est perturbée par les variations de température re qui modifient ses dimensions linéaires, les modules d'élasticité des deux constituants et, par effet Villarceau, sa forme générale.
Certains alliages connus sour le r(,rn d' "Invar possèdent un coefficient de dilatation pratiquement nul. D'autres portant le nom "Elinvar" possèdent un coefficient thermodlastique approximative ment cunstant dans un grand domaine de température. Ces alliages ne se prêtent toutefois pas facilement à la réalisation de bilames magnétostrlctives utilisables dans un large domaine de température, car leurs caractéristiques globales ne seraient pas suffisantes pour repondre aux cahiers des charges d'un étalon de fréquence miniature.
On a proposé de placer la bilame dans une enceinte thermostatisée.
Cette solution, qui peut être très satisfaisante dans le cas d'un instrument de grandes dimensions, est difficilement conciliable avec les dimensions d'une montre-bracelet.
I1 a également été proposé de réaliser la bilame sous une forme tubulaire, comprenant un tube de nickel à coefficient de température positif dont l'intérieur est rempli par un acier au nickel à coefficient de température nggatif. Une telle construction permet d'atteindre un coefficient de température voisin de zéro.
La présente invention atteint le même but en utilisant une bilame dont le coefficient de température peut être différent de zéro, laissant ainsi une plus gra nde liberté dans le choix des métaux ou alliages cons- tituant la bilame. Elle fait d'autre part intervenir, pour la compensantion thermique
EMI2.1
EMI2.2
Elle a pour objet tin oscillateur magnétostrictif formé d'une bilame dont l'un au moins des constituants présente des propriétés magné tostrictives, d'une bobi ne de commande et d'une bobine d'entretien disposées autour de la bilame et reliées par un circuit d'amplification afin d'entretenir les oscillations de la bilame.
1l est caractérisé par le fait que la bilame et ses bobines sort disposées à l'intérieur d'une chambre dont les caractéristiques magnétiques varient en fonction de la tem perature, dans le but de compenser, par une lnodification du champ de polarisation, les effets de la température sur la bilame,
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de la présente invention.
La fig. 1 en est une vue générale, partie en coupe et a fig. 2 une coupe selon Il de la fig. 1.
Les fig. 3, 4, 5 et 6 sont des diagratnmes en illustrant le fonctionnement.
Ladite forme d'exécution comprend une bilame 1 présentant la forme d'un
U, dont l'un au moins des constituants présente des propriétés magnétoetrictives ; elle est fixée par ses points nodaux 2 et 3 pour vibrer en flexion.
Autour de cette bilame 1 se trouve la bobine de commande 4 dans laquelle est induite une tension provoquée par la variation d'induction de la bilame sous l'effet des tensions mécaniques de flexion et une bobine motrice 5 qui entretient les oscillations de la bilame par effet Joule niagnétostrictif. Un circuit électronique d'amplification 6 est disposé entre les bobines 4 et 5. Un aimant permanent 7, en forme de tube en U et aimanté suivant son axe principal, enveloppe la partie arrondie de la bilame 1 dont les branches rectiligrres sont logées dans des tubes 8, 9, intimement liés à l'aimant permanent 7 et formés d'un matériau dont la perméabilité magnétique varie en fonction de la température.
Des matériaux semblables sont connus soas les marques "Thermoperm", "Thermoflux", "Thermoferrit" ou "Alliage N.M.H.G".
La présence des tubes 8 et 9 modifie, en fonction de la température, la polarisation créée par l'aimant permanent et permet ainsi de compenser les effets de la température sur la fréquence.
En outre, la forme tubulai e de la chambre renfermant la bilame, réduit les pertes magnétiques en créant un effet de lentilles, condensant les lignes de force parallèlement à cette bilame; enfin, ces tubes 8 et 9 forment autour de la bilame t.ll blindage magnétique la protégeant des champs extérieurs en augmentant ainsi la stabilité de l'oscillateur.
Les quatre diagrammes établis sur la base de la littérature ou de mesures de laboratoires, permettent de comprendre le mécanisme de compensation thermique de l'oscillateur. La figure 3 montre que la fréquence de résonance f de la lame diminue lorsque le champ de polarisation P augmente.
La figure 4 indique que le champ de polarisation P, fourni dans ce cas par un aimant permanent, diminue lorsque la température T augmente.
En figure 5 on voit que par la modification des coefficients thermoélastiques, la fréquence de résonance f diminue lorsque la température T augmente. En couplant les effets représentés par les fleures 3 et 4, on voit qu'une augmentation de température correspond à une augmen- tation de la fréquence de résonance, ce qui est l'inverse du phénomène représenté en figure 5. Donc, par unL action des trois effets, il apparait, en figure 6, que malgré l'augmentation de la température T la fréquence de résonance reste constante. I1 suffit donc d'air sur l'un des facteurs, champ de polarisation, température ou coefficient thermoélastique pour résoudre le problème de la compensation.
La présente invention n'est pas limitée a la forme d'exécution décrite mais peut s'appliquer tout aussi bien à des oscillateurs se présentant par et sous la forme d'un barreau rectiligne ou curviligne.