ES2712964T3

ES2712964T3 - Captadores inductivos de desplazamiento

Info

Publication number: ES2712964T3
Application number: ES16702184T
Authority: ES
Inventors: Yohan Maniouloux; Pascal Regache
Original assignee: Hutchinson SA
Current assignee: Hutchinson SA
Priority date: 2015-01-13
Filing date: 2016-01-13
Publication date: 2019-05-16
Anticipated expiration: 2036-01-13
Also published as: FR3031587B1; EP3245483A1; US20180274947A1; KR20170118723A; KR102551009B1; JP6835724B2; DK3245483T3; BR112017014933B1; BR112017014933A2; US10564008B2; PL3245483T3; MX377541B; CN107407577B; MX2017009156A; EP3245483B1; CA2973050A1; WO2016113499A1; FR3031587A1; CA2973050C; CN107407577A

Abstract

Transductor para un captador inducido de desplazamiento que comprende un transductor y un objetivo adaptado para desplazarse según un grado de libertad con respecto al transductor, incluyendo este transductor: al menos un arrollamiento primario; y al menos un primer arrollamiento secundario (213; 223; 233) que se extiende por una zona de longitud Dtot paralelamente a dicho grado de libertad, que incluye 2N espiras (213¡+, 213¡-) con sentidos de arrollamiento alternados que tienen, cada una, un borde de dimensión aproximadamente igual a Dtot/2N paralelamente a dicho grado de libertad, regularmente distribuidas a lo largo de la longitud Dtot, donde N es un número entero superior o igual a 2, en el que dicho al menos un arrollamiento secundario (213; 223; 233) comprende: un primer tramo conductor (213A; 223A) en serpentín que forma N semiespiras, que se extienden entre un primer extremo (E1) del arrollamiento, situado aproximadamente a la altura de la mitad de la longitud Dtot y un primer punto intermedio (A) del arrollamiento, situado a la altura de un primer extremo de la longitud Dtot; un segundo tramo conductor (213B; 223B) en serpentín que forma N semiespiras, complementarias de las N semiespiras del primer tramo (213A; 223A), que se extienden entre el primer punto (A) y un segundo punto intermedio (M) del arrollamiento, situado aproximadamente a la altura de la mitad de la longitud Dtot; un tercer tramo conductor (213C; 223C) en serpentín que forma N semiespiras, que se extienden entre el segundo punto (M) y un tercer punto intermedio (B) del arrollamiento, situado a la altura de un segundo extremo de la longitud Dtot; un cuarto tramo conductor (213D; 223D) que forma N semiespiras, complementarias de las N semiespiras del tercer tramo (213C; 223C), que se extienden entre el tercer punto (B) y un segundo extremo (E2) del arrollamiento, situado aproximadamente a la altura de la mitad de la longitud Dtot; y un primer (PE1), segundo (PE2) y tercer (PM) bornes de conexión al arrollamiento secundario, conectados respectivamente a los extremos, primero (E1) y segundo (E2), del arrollamiento y al segundo punto intermedio (M) del arrollamiento.

Description

DESCRIPCION

Captadores inductivos de desplazamiento

Sector de la tecnica

La presente solicitud se refiere al campo de la medida inductiva de desplazamiento de una pieza mecanica con relacion a otra. Por medida inductiva se entiende aqm la medida de los campos electromagneticos alternos, por medio de bobinas electricas. Mas particularmente pero no limitativamente, la presente solicitud se refiere al subcampo tecnico de los captadores de corrientes de Foucault, en el que se establece un campo electromagnetico generado por un inductor de manera diferente segun la presencia y la disposicion de las piezas conductoras moviles (con relacion al inductor) en la proximidad del inductor. Dichos fenomenos electromagneticos pasan a ser aprovechables con fines de instrumentacion cuando ciertas frecuencias electricas del campo electromagnetico toman unos valores suficientemente grandes, estando condicionada esta nocion de importancia por varios parametros tales como las dimensiones geometricas de las piezas conductoras, sus propiedades electricas y magneticas, su temperatura, etc. Por medida de desplazamientos se entiende aqm la estimacion de informaciones relativas a la posicion, la velocidad, la aceleracion o cualquier otra magnitud caractenstica de los desplazamientos de la pieza conductora con relacion al inductor o a la referencia del inductor. Por desplazamientos, se consideran a la vez los desplazamientos angulares (rotacion alrededor de un eje), lineales (traslacion segun un eje), o cualquier otra combinacion de dichos desplazamientos entre sf o segun unos ejes disjuntos. Mas particularmente pero no limitativamente, la presente solicitud se refiere a los subcampos tecnicos de los captadores inductivos de posicion, de los captadores inductivos de velocidad y/o de los captadores inductivos de aceleracion.

Estado de la tecnica

Un captador inductivo de desplazamiento comprende tfpicamente un transductor (por ejemplo unido a una referencia de medida, igualmente llamado armazon), y un objetivo (por ejemplo solidario con una pieza mecanica movil con relacion a la referencia de medida). El objetivo se coloca a distancia del transductor, y no esta en contacto (ni mecanicamente ni electricamente) con el transductor (medida sin contacto). El transductor incluye un arrollamiento primario, o inductor, adaptado para producir un campo electromagnetico alterno, y al menos un arrollamiento secundario en los bornes del que se induce una tension alterna, tambien llamada fuerza electromotriz o FEM, en presencia del campo electromagnetico producido por el arrollamiento primario. El objetivo es un elemento parcial o totalmente conductor, tambien llamado inducido de acoplamiento, cuya presencia y/o desplazamiento delante del transductor modifica el acoplamiento entre el arrollamiento primario y el arrollamiento secundario. Se observara que el efecto del objetivo sobre el acoplamiento entre el arrollamiento primario y el arrollamiento secundario depende de la posicion del objetivo con relacion al transductor, pero tambien de su velocidad con relacion al transductor.

La distribucion del campo electromagnetico esta asf modelada parcialmente segun la posicion y el desplazamiento relativo del objetivo con relacion al transductor. Durante un desplazamiento de la pieza mecanica, la distribucion espacial del campo electromagnetico evoluciona, y por tanto la FEM inducida en el arrollamiento secundario tambien evoluciona. El analisis de la FEM inducida, en los bornes del arrollamiento secundario, por el campo electromagnetico producido por el arrollamiento primario, permite estimar la posicion y/o el desplazamiento del objetivo con relacion al arrollamiento secundario del transductor. Mas particularmente pero no limitativamente, las variaciones temporales de la amplitud de la FEM en los bornes del arrollamiento secundario permiten estimar la posicion, la velocidad y/o la aceleracion del objetivo con relacion al transductor.

Se precisa que aqm y en lo que sigue de la presente solicitud, por amplitud de la envolvente de la fuerza electromotriz en los bornes del arrollamiento secundario, se hace referencia al valor instantaneo tomado por una senal de contenido en frecuencia limitado, por ejemplo en una banda de frecuencia comprendida entre -Af y Af alrededor de la frecuencia de excitacion (es decir la frecuencia de la tension alterna aplicada a los bornes del arrollamiento primario), pudiendo tomar Af por ejemplo un valor comprendido entre 100 Hz y 100 kHz, portadora de la informacion o de una parte de la informacion caractenstica del desplazamiento mecanico. Esta senal esta contenida en la fuerza electromotriz, modulada a la frecuencia de excitacion y/o de sus armonicos. Puede obtenerse mediante un procedimiento de transposicion en frecuencia y de filtrado, y mas precisamente mediante una transposicion a banda base y un filtrado. Un ejemplo preferente de dicho procedimiento consiste en realizar una demodulacion smcrona de la fuerza electromotriz (modulada) mediante una senal smcrona de la frecuencia de excitacion, y cuya fase electrica se ha elegido para responder a unos criterios particulares, por ejemplo para maximizar la senal obtenida a la salida de la demodulacion. Un procedimiento alternativo consiste en calcular el modulo de la senal despues de la demodulacion smcrona, lo que presenta la ventaja y el inconveniente de no fijar la fase electrica de demodulacion. Se precisa igualmente que la amplitud de la fuerza electromotriz es una magnitud de medida preferente para la implementacion de una medida de desplazamiento con los captadores objeto de la invencion, pero que no es en ningun caso exclusiva de otras magnitudes electricas de medida tales como la fase, la frecuencia, o tambien la potencia electrica en el secundario cuando se le conecta una carga de valor finito en los bornes del arrollamiento secundario (adaptacion de carga).

Unos ejemplos de captadores inductivos de desplazamiento, y mas particularmente de captadores de posicion de corrientes de Foucault se han descrito en la patente EP0182085.

Los captadores inductivos de desplazamiento conocidos presentan sin embargo diversos inconvenientes. En particular, los captadores conocidos son relativamente sensibles a las imprecisiones de montaje (descentrado, inclinacion y/o distancia objetivo/transductor), as ^como a la presencia de piezas conductoras en la proximidad de la zona de medida, lo que plantea problemas para una explotacion industrial. Pueden ademas plantearse problemas vinculados a la ausencia de linealidad de la respuesta del captador. Ademas, debena mejorarse la precision y la robustez de la estimacion de posicion y/o el desplazamiento del objetivo en los captadores conocidos. Ademas, sena deseable poder aumentar la extension del intervalo de medida de ciertos tipos de captadores conocidos. Por otra parte, un inconveniente de los captadores conocidos es que son relativamente fragiles, lo que plantea problemas en ciertos tipos de aplicacion, principalmente en el medio industrial.

El documento EP1881299 tambien describe un captador inductivo de desplazamiento segun la tecnica anterior.

Sena deseable poder disponer de captadores inductivos de desplazamiento que palfen en todo o en parte los inconvenientes de los captadores conocidos.

Objeto de la invencion

De este modo, un modo de realizacion preve un transductor para un captador inductivo de desplazamiento, que comprende un transductor y un objetivo adaptado para desplazarse segun un grado de libertad con respecto al transductor, incluyendo este transductor: al menos un arrollamiento primario; y al menos un primer arrollamiento secundario que se extiende por una zona de longitud D^totparalelamente a dicho grado de libertad, que incluye 2N espiras con sentidos de arrollamiento alternados que tienen, cada una, un borde de dimension aproximadamente igual a D^tot/2N paralelamente a dicho grado de libertad, regularmente distribuidas a lo largo de la longitud D^totdonde N es un numero entero, superior o igual a 2, en el que dicho al menos un arrollamiento secundario comprende: un primer tramo conductor en serpentm que forma N semiespiras, que se extienden entre un primer extremo del arrollamiento, situado aproximadamente a la altura de la mitad de la longitud D^toty un primer punto intermedio del arrollamiento, situado a la altura de un primer extremo de la longitud D^{to t}; un segundo tramo conductor en serpentm que forma N semiespiras, complementarias de las N semiespiras del primer tramo, que se extienden entre el primer punto y un segundo punto intermedio del arrollamiento, situado aproximadamente a la altura de la mitad de la longitud D^{to t}; un tercer tramo conductor en serpentm que forma N semiespiras, que se extienden entre el segundo punto y un tercer punto intermedio del arrollamiento, situado a la altura de un segundo extremo de la longitud D^{to t}; y un cuarto tramo conductor que forma N semiespiras, complementarias de las N semiespiras del tercer tramo, que se extienden entre el tercer punto y un segundo extremo del arrollamiento, situado aproximadamente a la altura de la mitad de la longitud D^{to t}; y un primer, segundo y tercer bornes de conexion al arrollamiento secundario, conectados respectivamente a los extremos, primero y segundo, del arrollamiento y al segundo punto intermedio del arrollamiento.

Segun un modo de realizacion, el segundo punto intermedio esta referenciado a un potencial electrico de los medios de medicion diferencial por dicho tercer borne.

Segun un modo de realizacion, el potencial electrico es un potencial constante y centrado sobre la dinamica de medicion de tension de los medios de medicion diferencial.

Segun un modo de realizacion, el grado de libertad es un grado de libertad en traslacion segun una direccion rectilmea y la longitud D^totes una longitud lineal rectilmea.

Segun un modo de realizacion, el grado de libertad es un grado de libertad en rotacion alrededor de un eje y la longitud D^totes una longitud angular.

Segun un modo de realizacion, la longitud D^totes igual a 360°.

Segun un modo de realizacion, cada semiespira del arrollamiento secundario tiene forma de U, recta o curva, y cada espira del arrollamiento secundario esta constituida por dos semiespiras con forma de U de distintos tramos conductores, cuyas ramas verticales estan orientadas segun unas direcciones opuestas.

Segun un modo de realizacion, en cada espira del arrollamiento secundario, las porciones de espira ortogonales a la direccion de desplazamiento del objetivo con relacion al transductor estan recorridas dos veces por un hilo o una pista conductora del arrollamiento secundario, y las porciones de espira paralelas a la direccion de desplazamiento del objetivo con relacion al transductor estan recorridas una vez por el hilo o la pista conductora del arrollamiento secundario.

Segun un modo de realizacion, el transductor ademas incluye al menos un segundo arrollamiento secundario, sustancialmente identico al primer arrollamiento secundario y desplazado, segun una vista frontal, con respecto al primer arrollamiento secundario, estando el primer y segundo arrollamientos secundarios formados en el primer y segundo niveles de metalizacion superpuestos, de manera que para cada arrollamiento secundario, la longitud de la pista conductora del arrollamiento dispuesta en el primer nivel sea aproximadamente igual a la longitud de la pista conductora del arrollamiento dispuesta en el segundo nivel.

Segun un modo de realizacion, en cada uno del primer y segundo arrollamientos secundarios, se efectua un cambio de nivel de metalizacion cada L/2 metros de pista conductora, designando L la longitud de una espira del arrollamiento.

Segun un modo de realizacion, se efectuan k cambios de nivel de metalizacion cada L/2 metros de pista conductora, designando L la longitud de una espira del arrollamiento y siendo k un entero superior o igual a 2.

Segun un modo de realizacion, N es un numero par.

Segun un modo de realizacion, al menos un arrollamiento secundario incluye unos motivos de rellenado, es decir, unas vfas y unas pistas sin funcion de captacion de senal util.

Breve descripcion de las figuras

Estas caractensticas y ventajas, asf como otras, se expondran en detalle en la descripcion que sigue de modos de realizacion particulares realizada a tttulo no limitativo en relacion con las figuras adjuntas entre las que:

las figuras 1A y 1B son respectivamente una vista de frente y una vista de perfil que representan de manera esquematica un ejemplo de un captador inductivo de desplazamiento angular;

la figura 2 es un diagrama que ilustra de manera esquematica el funcionamiento del captador de la figura 1; las figuras 3A y 3B son unas vistas de frente que representan de manera esquematica un transductor y un objetivo de otro ejemplo de captador inductivo de desplazamiento angular;

la figura 4 es un diagrama que ilustra de manera esquematica el funcionamiento del captador de las figuras 3A y 3B;

la figura 5 es una vista de frente que representa de manera esquematica un transductor de otro ejemplo de captador inductivo de desplazamiento angular;

la figura 6 es un diagrama que ilustra de manera esquematica el funcionamiento del captador de la figura 5; la figura 7 es una vista de frente que representa de manera esquematica un transductor de otro ejemplo de captador inductivo de desplazamiento angular;

la figura 8 es un diagrama que ilustra de manera esquematica el funcionamiento del captador de la figura 7; la figura 9A es un diagrama que representa la evolucion teorica esperada de senales de salida de un captador inductivo de desplazamiento angular;

la figura 9B es un diagrama que representa la evolucion real, tfpicamente obtenida en la practica, de las senales de salida de un captador inductivo de desplazamiento angular;

la figura 10 es un diagrama que representa, para varias distancias objetivo-transductor distintas, la evolucion de una senal de salida de un captador inductivo de desplazamiento angular;

la figura 11 es un diagrama que representa la evolucion, en funcion de la distancia objetivo-transductor, del error de linealidad de una senal de salida de un captador inductivo de desplazamiento angular;

las figuras 12A a 12D son unas vistas en seccion que ilustran de manera esquematica cuatro ejemplos de realizacion de un captador inductivo de desplazamiento angular;

la figura 13A es un diagrama que representa, para los cuatro ejemplos de captador de las figuras 12A a 12D, la evolucion, en funcion de la distancia objetivo-transductor, del error de linealidad de una senal de salida del captador;

la figura 13B es un diagrama que representa la evolucion de la distancia objetivo-transductor optima en terminos de linealidad en funcion de un parametro de un ejemplo de un captador inductivo de desplazamiento;

la figura 13C es un diagrama que representa la evolucion de la distancia objetivo-transductor optima en terminos de linealidad en funcion de un parametro de otro ejemplo de un captador inductivo de desplazamiento;

la figura 14 es una vista de frente que representa un ejemplo de una pieza de confinamiento de campo de un ejemplo de realizacion de un captador inductivo de desplazamiento angular;

la figura 15 es una vista de frente que representa otro ejemplo de una pieza de confinamiento de campo de un ejemplo de realizacion de un captador inductivo de desplazamiento angular;

las figuras 16A y 16B son unas vistas de frente que representan de manera esquematica dos ejemplos de realizacion de un objetivo de un captador inductivo de desplazamiento angular;

la figura 17 es un diagrama que representa la evolucion, en un captador inductivo de desplazamiento angular, de la distancia objetivo-transductor optima en terminos de linealidad, en funcion de un parametro de forma de un motivo del objetivo;

la figura 18A es una vista de frente que representa de manera esquematica y parcial tres ejemplos de realizacion de un objetivo de un captador inductivo de desplazamiento angular;

la figura 18B es una vista de frente que representa de manera esquematica y parcial un ejemplo de realizacion de un arrollamiento secundario de un transductor adaptado para funcionar en cooperacion con los objetivos de la figura 18A;

la figura 19 es un diagrama que representa la evolucion, en un captador inductivo de desplazamiento angular, de la distancia objetivo-transductor optima en terminos de linealidad, en funcion de otro parametro de forma de un motivo del objetivo;

la figura 20A es una vista de frente que representa de manera esquematica un ejemplo de un transductor de un captador inductivo de desplazamiento angular;

la figura 20B es una vista de frente que representa de manera esquematica un ejemplo de un transductor de un captador inductivo de desplazamiento lineal;

la figura 20C es una vista de frente que representa de manera esquematica un ejemplo de un modo de realizacion de un transductor de un captador inductivo de desplazamiento angular;

la figura 20D es una vista de frente que representa de manera esquematica un ejemplo de un modo de realizacion de un transductor de un captador inductivo de desplazamiento lineal;

la figura 20E es una representacion electrica de pequenas senales del comportamiento del transductor de la figura 20D;

las figuras 21A y 21B son unas vistas de frente que representan de manera esquematica un ejemplo de realizacion de un transductor de un captador inductivo de desplazamiento angular;

las figuras 22A y 22B son unas vistas de frente que representan de manera esquematica otro ejemplo de realizacion de un transductor de un captador inductivo de desplazamiento angular;

la figura 23 es una vista de frente que representa de manera esquematica un objetivo de un ejemplo de captador inductivo de desplazamiento angular;

la figura 24 es un diagrama que representa de manera esquematica la evolucion de las senales de medida del captador de la figura 23;

la figura 25 es una vista de frente que representa de manera esquematica un objetivo de un ejemplo de realizacion de un captador inductivo de desplazamiento angular;

la figura 26 es una vista de frente que representa de manera esquematica un objetivo de una variante de realizacion de un captador inductivo de desplazamiento angular;

las figuras 27A a 27C son unas vistas de frente que representan de manera esquematica otra variante de realizacion de un captador inductivo de desplazamiento angular;

la figura 28 es una vista en perspectiva que representa un ejemplo de realizacion de un objetivo para captador inductivo de desplazamiento angular; y

la figura 29 es una vista en perspectiva que representa otro ejemplo de realizacion de un objetivo para captador inductivo de desplazamiento angular.

Descripcion detallada de la invencion

Por razones de claridad, los mismos elementos se han designado por las mismas referencias en las diferentes figuras y, ademas, las diversas figuras no se han trazado a escala. Por otra parte, en lo que sigue de la descripcion, salvo indicacion en contrario, los terminos "aproximadamente", "sustancialmente", "alrededor", "del orden de", "casi", etc., significan "cerca del 20 % y preferentemente cerca del 5 %", o "cerca de 5° y preferentemente cerca de 2°" cuando se refieren a distancias angulares, y unas referencias direccionales tales como "vertical", "horizontal", "lateral", "por debajo", "por encima", "superior", "inferior", etc., se aplican a unos dispositivos orientados de la manera ilustrada en las vistas correspondientes, entendiendose que, en la practica, estos dispositivos pueden orientarse de manera diferente.

Se consideran aqrn particularmente unos captadores de desplazamiento angular, y mas precisamente unos captadores de desplazamiento angular de forma general aproximadamente plana, por ejemplo unos captadores que tengan una forma general de disco, o, mas generalmente, unos captadores que tengan una forma de banda anular circular de apertura angular inferior o igual a 360°. Se entendera sin embargo de la lectura que sigue que todos los ejemplos de realizacion, modos de realizacion y variantes de realizacion descritos en la presente solicitud pueden adaptarse a otros tipos de captadores inductivos de desplazamiento, por ejemplo a unos captadores inductivos de desplazamiento lineal del tipo descrito en la patente EP0182085 anteriormente mencionada. La adaptacion de los ejemplos y modos de realizacion descritos en la presente solicitud a otros tipos de captadores inductivos de desplazamiento esta al alcance del experto en la materia y no se detallara por tanto a continuacion en el presente documento.

A tftulo de ejemplo ilustrativo pero no limitativo, los captadores inductivos descritos en la presente solicitud e ilustrados en las figuras tienen unas dimensiones caractensticas (diametro para los captadores angulares y anchura para los captadores lineales) comprendidas entre 5 mm y 200 mm, y preferentemente comprendidas entre 40 mm y 50 mm.

Las figuras 1A y 1B son respectivamente una vista de frente y una vista de perfil que representan de manera esquematica un ejemplo de un captador inductivo de posicion angular 100 de tipo plano, que presenta una forma general de disco.

El captador 100 comprende un transductor 110 que incluye un arrollamiento conductor primario 101 y un arrollamiento conductor secundario 103. En la figura 1B, los arrollamientos primario y secundario del transductor 110 no se han detallado. Preferentemente, el arrollamiento primario 101 comprende dos espiras o bucles conductores 101a y 101b aproximadamente circulares, concentricos y coplanares, de sentidos de arrollamiento opuestos y de radios distintos. Cada espira 101a, 101b del arrollamiento primario 101 comprende al menos una vuelta, y preferentemente varias vueltas. Las espiras 101a y 101b estan preferentemente conectadas en serie de manera que sean recorridas por corrientes de la misma intensidad pero de sentidos de circulacion opuestos, pero pueden opcionalmente conectarse en paralelo de manera que se vea una misma tension en sus bornes (aplicada preferentemente de manera que los sentidos de circulacion de la corriente en las dos espiras sean opuestos). Una ventaja del ejemplo de la disposicion de arrollamiento primario de la figura 1 es que permite producir un campo de excitacion sustancialmente uniforme en la banda anular situada entre las dos espiras, y sustancialmente nulo fuera de esta banda. A tftulo de variante, el arrollamiento primario 101 puede incluir una unica espira (de una o varias vueltas). De manera mas general, el arrollamiento primario 101 puede incluir una o varias espiras concentricas (de una o varias vueltas cada una) dispuestas de manera que generen un campo electromagnetico en la zona de medida del transductor. Los modos de realizacion descritos no se limitan a estas disposiciones particulares del arrollamiento primario.

En el ejemplo representado, el arrollamiento secundario 103 esta constituido por una espira o bucle conductor dispuesta en el espacio en forma de banda anular circular situada entre las espiras 101a y 101b. El arrollamiento 103 se situa por ejemplo aproximadamente en el mismo plano que las espiras 101a y 101b o en un plano sustancialmente paralelo.

En este ejemplo, en vista de frente, la espira 103 sigue sustancialmente el contorno del sector angular de apertura angular a de la banda anular delimitada por las espiras 101a y 101b. La espira 103 comprende principalmente unas porciones radiales y unas porciones orto-radiales del contorno de la porcion de la banda anular. Un arrollamiento de ese tipo permite una medida de la posicion angular sobre un intervalo de a°. En el ejemplo representado, la apertura angular a de la espira 103 es aproximadamente igual a 30°. Los modos de realizacion descritos no se limitan sin embargo a este caso particular. A tftulo de variante, el angulo a puede tomar cualquier valor comprendido entre 0 y 180°. La espira 103 comprende preferentemente una unica vuelta pero puede comprender opcionalmente varias vueltas. Los arrollamientos primario 101 y secundario 103 se disponen por ejemplo en y sobre un mismo soporte dielectrico (no representado) en forma de placa de algunos centenares de micrometros a algunos miftmetros de grosor, por ejemplo un soporte de tarjeta de circuito impreso de tipo PCB (del ingles "Printed Circuit Board").

El captador 100 comprende ademas un objetivo 111 que comprende un motivo conductor 107, situado a una distancia no nula del transductor y adaptado para desplazarse con relacion al transductor. En la figura 1A, solo se ha representado la parte conductora 107 del objetivo. En este ejemplo, el motivo conductor 107 del objetivo 111 tiene sustancialmente la misma forma que la porcion de la banda anular delimitada por el motivo de la espira 103 del transductor. El objetivo se monta movil en rotacion alrededor de un eje Z ortogonal al plano del transductor que pasa por el centro de las espiras 101a y 101b, de tal manera que, cuando el objetivo gira un angulo 2a alrededor del eje Z, el motivo conductor 107 (de apertura angular a), recubre aproximadamente de modo integral y posteriormente descubre aproximadamente de modo integral la superficie de la banda anular delimitada por la espira del arrollamiento secundario 103 del transductor. A tftulo de ejemplo no limitativo, el objetivo puede estar constituido por una placa de un material dielectrico, por ejemplo en la forma de disco, del que una cara girada hacia el transductor esta parcialmente revestida con una capa de un material conductor, magnetico o no, por ejemplo una capa metalica, por ejemplo una capa de hierro, de acero, de aluminio, de cobre, etc., que forma el motivo conductor 107. A tftulo de variante, el objetivo puede estar constituido unicamente por una porcion de placa metalica recortada en la forma del motivo conductor 107, montada por cualquier medio adaptado de manera que pueda desplazarse en rotacion con relacion al transductor por encima de la porcion de la banda anular delimitada por las espiras 101a y 101b.

El funcionamiento del captador 100 de las figuras 1A y 1B se describira ahora en relacion con la figura 2 que representa la evolucion de la amplitud de la fuerza electromotriz V en los bornes del arrollamiento secundario 103 del captador en funcion de la posicion angular 0 del objetivo 111 con relacion al transductor 110.

Durante el funcionamiento, se impulsa por los medios electricos la circulacion de una corriente alterna Ip en el arrollamiento primario 101. La circulacion de la corriente Ip en el arrollamiento 101 produce un campo electromagnetico B que presenta, en ausencia de objetivo, una distribucion sustancialmente simetrica por revolucion en la banda anular circular recorrida por el arrollamiento secundario 103. A tftulo de ejemplo no limitativo, la frecuencia de la corriente alterna de excitacion Ip impuesta en el arrollamiento primario esta comprendida entre 500 kHz y 50 MHz (por ejemplo 4 MHz). La amplitud de la corriente Ip esta comprendida por ejemplo entre 0,1 mA y 100 mA (por ejemplo 2 mA). En ausencia de objetivo 111, o, mas generalmente, cuando el motivo conductor 107 del objetivo no recubre el arrollamiento secundario 103, el arrollamiento secundario 103 suministra entre sus extremos una FEM alterna V, de frecuencia sustancialmente igual a la frecuencia de excitacion del arrollamiento primario, y de amplitud a priori no nula. Cuando el motivo conductor 107 del objetivo 111 recubre todo o parte del arrollamiento secundario 103, la distribucion espacial del campo electromagnetico en la proximidad de la espira 103 evoluciona en funcion de la disposicion y del desplazamiento de la porcion de la superficie del motivo conductor 107 situada enfrente de la espira 103. Otra formulacion consiste en considerar que bajo el efecto de la excitacion magnetica generada por la circulacion de la corriente Ip en el arrollamiento primario, aparecen corrientes de Foucault en el motivo conductor 107, que implican una modificacion de la distribucion espacial del campo electromagnetico en funcion de la disposicion y el desplazamiento de la porcion de la superficie del motivo 107 situada enfrente de la espira 103. Estas evoluciones o variaciones de la distribucion espacial del campo electromagnetico funcion de la disposicion y el desplazamiento de la porcion de la superficie del motivo 107 situada enfrente de la espira 103, se producen, por induccion, mediante unas variaciones o evoluciones de la amplitud V de la envolvente de la tension en los bornes al arrollamiento secundario, funcion de la disposicion y del desplazamiento de la porcion de la superficie del motivo 107 situada enfrente de la espira 103.

Se considera a tftulo de ejemplo ilustrativo no limitativo que el objetivo puede desplazarse en rotacion alrededor del eje Z con relacion al transductor, en un intervalo de posiciones angulares que van de 0=-a° a 0=a°. Se considera arbitrariamente que la posicion 0=-a° corresponde a la disposicion representada en la figura 1A, en la que el motivo conductor 107 no enmascara la espira 103, pero tiene, visto desde arriba, un borde radial incorporado a un borde radial de la espira 103. De este modo, para las posiciones angulares 0 que van de -a° a 0°, la superficie de la porcion del motivo conductor 107 situada enfrente de la espira 103 crece cuando la posicion angular 0 crece, y despues, para las posiciones angulares 0 que van de 0° a a°, la superficie de la porcion del motivo conductor 107 enfrente de la espira 103 decrece cuando la posicion angular 0 crece. Fuera del intervalo de posiciones angulares que van de 0=-a° a 0=a°, la superficie de la porcion del motivo conductor 107 enfrente de la espira del arrollamiento secundario 103 es nula, y la posicion y/o el desplazamiento del objetivo 111 con relacion al transductor no pueden medirse.

La amplitud V de la envolvente de la tension medida en los bornes de un arrollamiento secundario de un captador inductivo de desplazamiento es teoricamente proporcional al aire de la porcion de superficie del motivo conductor del objetivo situado enfrente del arrollamiento secundario. De este modo, como se observa en la figura 2, para las posiciones angulares 0 que van de -a° a 0°, la senal V disminuye cuando la posicion angular 0 crece, pasando de un valor alto V^maxpara 0 = -a° a un valor bajo V^minpara 0=0°, y para las posiciones angulares 0 que van de 0° a a°, la senal V crece cuando la posicion angular 0 crece, pasando del valor bajo V^minpara 0 = 0° al valor alto V^maxpara 0=a°. La senal V es por tanto teoricamente una senal triangular que vana linealmente entre V^miny V^maxsobre el intervalo angular que va de -a° a a°. Se vera en el presente documento a continuacion que en la practica, la senal V presenta unas zonas de no linealidad y tiene en consecuencia mas bien una forma sinusoidal.

De este modo, en el intervalo de posiciones angulares que van de 0=-a° a 0=0°, o en el intervalo de posiciones angulares que van de 0=0° a 0=a°, la medida de la amplitud V de la envolvente de la fuerza electromotriz en los bornes del arrollamiento secundario 103 permite determinar la posicion angular 0 del objetivo con relacion al transductor. Aunque el valor de la senal V vana en funcion de la posicion angular 0 del objetivo en los dos intervalos de posiciones angulares anteriormente mencionados, la medida de la senal V no permite discriminar los valores de posicion del intervalo que va de -a° a 0° de los valores de posicion del intervalo que va de 0° a a° (medida no subjetiva). La extension del intervalo de las posiciones angulares que pueden medirse efectivamente por el captador 100 es por tanto aproximadamente igual a a°, siempre que el angulo a no sobrepase 180°.

Las figuras 3A y 3B son unas vistas de frente que representan de manera esquematica otro ejemplo de un captador inductivo de posicion angular que presenta una forma general de disco. Este captador comprende un transductor 112 representado en la figura 3A y un objetivo 114 representado en la figura 3B. El objetivo 114 de la figura 3B difiere del objetivo 111 de la figura 1A principalmente por su motivo conductor. En particular, el objetivo 114 de la figura 3B difiere del objetivo 111 de la figura 1A en que no comprende ya un unico motivo conductor 107, sino un juego de N motivos conductores 117ⁱsolidarios con el objetivo, y adaptados para desplazarse con relacion al transductor, siendo N un entero superior o igual a 2 y siendo i un entero que va de 1 a N. El transductor 112 de la figura 3A difiere del transductor 110 de la figura 1A principalmente por la forma de su arrollamiento secundario 113. En particular, el arrollamiento secundario 113 del transductor 112 de la figura 3A ya no comprende una unica espira conductora, sino un juego de N espiras 113ⁱ. El objetivo 114 de la figura 3B esta destinado a montarse movil en rotacion con relacion al transductor 112 de la figura 3A, de manera similar o identica a lo que se ha descrito en relacion con las figuras 1A y 1B.

En este ejemplo, en vista de frente, el juego de motivos conductores 117ⁱy el juego de espiras 113ⁱ, estan constituidos por la repeticion por revolucion de N motivos sustancialmente identicos, respectivamente 117ⁱy 113ⁱ. La repeticion por revolucion de estos motivos se realiza con una periodicidad espacial de 2a, es decir que cada motivo de apertura angular sustancialmente igual a a° esta separado de su vecino mas proximo por una porcion de banda anular circular vacfa de extension orto-radial sustancialmente igual a a°.

Para unos captadores cuya forma general es una banda anular circular cerrada, es decir de apertura angular igual a 360°, el angulo de apertura a de los motivos se elige preferentemente tal que a = 360°/2N, con el fin de garantizar un numero entero de repeticiones de motivos por vuelta (sobre 360°). En el ejemplo de las figuras 3A y 3B, N = 6 y a = 30°.

En otras palabras, el transductor de la figura 3A comprende un arrollamiento secundario 113 que comprende N bucles o espiras 113ⁱen serie. Cada espira 113ⁱtiene una forma en sector de banda anular circular, del mismo tipo que la espira 103 de la figura 1A, y presenta una dimension angular aproximadamente igual a a=360°/2N (es decir a=30° en este ejemplo). Las N espiras 113ⁱse reparten regularmente a lo largo de los 360° de la banda anular circular aproximadamente delimitada por las espiras 101a y 101b del arrollamiento primario 101, es decir que dos espiras 113ⁱconsecutivas del arrollamiento secundario estan separadas por una porcion de banda anular de angulo aproximadamente igual a a.

El objetivo de la figura 3B comprende N motivos conductores 117ⁱ. Cada motivo 117ⁱtiene una forma en sector de banda anular, del mismo tipo que el motivo conductor 107 de la figura 1, y una dimension angular aproximadamente igual a a=360°/2N. Los N motivos conductores 117ⁱestan regularmente repartidos a lo largo de una banda anular del objetivo destinada a posicionarse enfrente de la banda anular del transductor que contiene las espiras 113ⁱ.

En lo que sigue de la presente solicitud, se denominara captador multipolo a los captadores del tipo descrito en relacion con las figuras 3A y 3b , designando N el numero de pares de polos del captador. En el ejemplo de la figura 1A, si a toma el valor 180°, se habla de captador de un par de polos. Mas particularmente, se designara por captador multipolo a un captador en el que un motivo conductor elemental se repite regularmente al menos dos veces sobre el objetivo segun una direccion paralela a un grado de libertad de desplazamiento del objetivo con relacion al transductor (es decir segun una direccion orto-radial en un captador angular del tipo descrito anteriormente).

Por analogfa con el periodo electrico de un motor electrico de varios pares de polos, se hara referencia en adelante a la apertura angular entre dos motivos adyacentes 117ⁱ, y a la apertura angular entre dos motivos adyacentes 113ⁱ, como que es el periodo electrico del captador. En el caso particular del captador de las figuras 3A y 3B, para el que los motivos conductores son de apertura angular a° y los espacios vados entre estos motivos son igualmente de apertura angular a°, el periodo electrico es igual a 2a°, y, a la inversa, la apertura angular de un motivo conductor vale un semiperiodo electrico del captador, lo que es un caso preferente pero no exclusivo. Por construccion, para los captadores cuya forma general es una banda anular circular cerrada, un periodo electrico es preferentemente un submultiplo de 360°, puesto que a = 360°/2N. En estos terminos, un captador inductivo multipolo dispone de un intervalo de medida de a°, igual a la mitad de su periodo electrico de 2a°. En el ejemplo de la figura 1A, si a toma el valor 180°, el periodo electrico es igual a 360°, y el intervalo de medida es aproximadamente igual a la mitad del periodo electrico, es decir 180°. En el ejemplo de las figuras 3A y 3B para las que a = 30°, el periodo electrico es 2a = 60°, y el intervalo de medida es aproximadamente igual a la mitad del periodo electrico es decir a = 30°.

La figura 4 es un diagrama que representa la evolucion de la amplitud V de la envolvente de la fuerza electromotriz en los bornes del arrollamiento secundario 113 del captador de las figuras 3A y 3B en funcion de la posicion angular 0 del objetivo con relacion al transductor.

Como se observa en la figura 4, cuando la posicion angular 0 del objetivo con relacion al transductor vana de 0° a 360°, la senal V vana de manera periodica entre un valor alto V^maxy un valor bajo V^min, con un periodo angular de variacion aproximadamente igual al periodo electrico 2a del captador.

La amplitud del intervalo de las posiciones angulares 0 que puede medirse por el captador de las figuras 3A y 3B es aproximadamente igual a la mitad del periodo electrico, es decir a°.

Una ventaja del captador de las figuras 3A y 3B con relacion al captador de las figuras 1A y 1B es que el numero mayor de motivos repartidos sobre el objetivo y sobre el transductor permite una medida repartida sobre una zona de medida extendida, en la que cada motivo contribuye de manera local y constructiva a la generacion de una fuerza electromotriz global, siendo esta fuerza electromotriz mas inmune a los errores de posicionamiento del objetivo con relacion al transductor que en el captador de las figuras 1A y 1B, en el que la medida realizada es una medida local efectuada por medio de un unico juego de motivos 107-103. Esta robustez de la medida es tanto mayor cuanto mas elevado es el numero N de pares de polos del captador.

La figura 5 ilustra una variante de realizacion del captador de las figuras 3A y 3B. En la figura 5, solo se ha representado el transductor del captador, siendo identico el objetivo al de la figura 3B.

El transductor del captador de la figura 5 comprende los mismos elementos que el transductor de la figura 3A, y comprende ademas un segundo arrollamiento secundario 113' que comprende N bucles o espiras 113ⁱ' en serie. Por razones de claridad, las conexiones entre los diferentes bucles 113ⁱdel arrollamiento 113 y las conexiones entre los diferentes bucles 113ⁱ' del arrollamiento 113' no se han representado en la figura 5. El arrollamiento secundario 113' (representado en trazo discontinuo) es sustancialmente identico al arrollamiento secundario 113 (representado en trazo continuo), y se dispone en la misma banda anular del transductor que el arrollamiento secundario 113, con un desplazamiento angular correspondiente a un cuarto del periodo electrico del captador, es decir aproximadamente igual a a/2, con relacion al arrollamiento secundario 113.

La figura 6 es un diagrama que representa la evolucion de la amplitud V (en trazo continuo) de la envolvente de la fuerza electromotriz en los bornes del arrollamiento secundario 113 del captador de la figura 5, y la evolucion de la amplitud V' (en trazo discontinuo) de la envolvente de la fuerza electromotriz en los bornes del arrollamiento secundario 113' del captador de la figura 5, en funcion de la posicion angular 0 del objetivo con relacion al transductor.

Como se observa en la figura 6, cuando la posicion angular 0 del objetivo con relacion al transductor vana de 0° a 360°, las senales V y V' vanan de manera periodica entre un valor alto V^maxy un valor bajo V^min, con un periodo de variacion igual al periodo electrico del captador, es decir aproximadamente igual a 2a° en este ejemplo, y con un desplazamiento angular relativamente entre ellas sustancialmente igual a un cuarto del periodo electrico del captador, es decir de aproximadamente a/2° en este ejemplo.

Una ventaja del transductor de la figura 5 con relacion al transductor de la figura 3A es que permite extender el intervalo de las posiciones angulares 0 que pueden medirse por el captador hasta aproximadamente un periodo electrico entero (es decir 2a°), en lugar de un semiperiodo (es decir a°) en el ejemplo de las figuras 3A y 3B.

La figura 7 ilustra otra variante de realizacion del captador de las figuras 3A y 3B. En la figura 7, solo se ha representado el transductor del captador, siendo identico el objetivo al de la figura 3B.

El transductor del captador de la figura 7 difiere del transductor de la figura 3A principalmente por la forma de su arrollamiento secundario. El transductor del captador de la figura 7 comprende un arrollamiento secundario 123 que comprende 2N bucles o espiras de sentidos de arrollamiento alternos, conectadas entre ellas en serie. En otras palabras, el arrollamiento secundario 123 comprende 2N motivos de circuitos electricos o espiras, estando cada uno conectado a su vecino mas proximo en anti-serie. Mas particularmente, el arrollamiento 123 comprende N espiras 123ⁱ⁺del mismo sentido de arrollamiento, sustancialmente identicas a las N espiras 113ⁱdel transductor de la figura 3A, y comprende ademas N espiras 123^i-de sentido de arrollamiento opuesto, estando dispuesta cada espira 123^i-entre dos espiras 123ⁱ⁺consecutivas, y teniendo cada espira 123^i-una forma de sector de banda anular circular, del mismo tipo que las espiras 123ⁱ⁺. Por razones de claridad, las conexiones entre las espiras 123ⁱ⁺y 123^i-del arrollamiento 123 no se han representado en la figura 7, y los dos sentidos de arrollamiento se han esquematizado por un siglo para las espiras 123ⁱ⁺y por un signo - para las espiras 123^i-.

De manera mas precisa, en el ejemplo de la figura 7, la apertura angular a de cada espira 123ⁱ⁺y 123^i-se ha elegido estrictamente inferior a un semiperiodo electrico con el fin de permitir una representacion grafica mas legible. En la practica, la apertura angular a de cada espira 123ⁱ⁺y 123^i-puede aproximarse a un semiperiodo electrico por valor inferior, por valor exacto, o por valor superior. En el caso particular en el que la apertura angular vale exactamente un semiperiodo electrico, que es un ejemplo preferido pero no exclusivo de realizacion, la suma de las aperturas angulares de las N espiras 123ⁱ⁺y de las aperturas angulares de las N espiras 123^i-vale 360°, o dicho de otra forma, las pistas radiales consecutivas de las dos espiras 123ⁱ⁺y 123^i-adyacentes comparten las mismas coordenadas espaciales en una referencia {R, 0} (no representada) dirigida por el eje Z y que tiene por centro el centro del captador. Esto no significa por supuesto por ello que estas pistas esten mezcladas y que las espiras 123ⁱ⁺y 123^i-esten en cortocircuito, en la medida en la que dichas pistas pueden colocarse sobre dos planos distintos segun el eje Z.

El periodo espacial de repeticion entre dos espiras adyacentes 123ⁱ⁺, y el periodo espacial de repeticion entre dos espiras adyacentes 123^i-, se mantienen iguales a un periodo electrico del captador cualquiera que sea la apertura angular a de las espiras 123ⁱ⁺y 123^i-. Un ejemplo preferente pero no limitativo de implementacion de un juego de espiras de ese tipo de apertura angular diferente de un semiperiodo electrico del captador, consiste en repartir regularmente orto-radialmente las espiras 123ⁱ⁺y 123^i-tal como se ha ilustrado en la figura 7.

La figura 8 es un diagrama que representa la evolucion de la amplitud V de la envolvente de la fuerza electromotriz en los bornes del arrollamiento secundario 123 del captador de la figura 7 en funcion de la posicion angular 0 del objetivo con relacion al transductor.

Como se observa en la figura 8, cuando la posicion angular 0 del objetivo con relacion al transductor vana de 0° a 360°, la amplitud V vana de manera periodica entre un valor alto V^maxy un valor bajo V^min, con un periodo de variacion aproximadamente igual a un periodo electrico.

Una ventaja del transductor de la figura 7 con relacion al transductor de la figura 3A es que la amplitud V esta centrada aproximadamente alrededor de 0 voltios (V^min— V^max). De manera mas general, la implementacion de una medida espacialmente diferente, tal como la que se describe por ejemplo en relacion con la figura 7, permite obtener una amplitud V de media reducida con relacion a los valores V^miny V^max. Esto simplifica el aprovechamiento de la medida con fines de estimacion del desplazamiento, y en particular reduce la influencia de las derivadas y perturbaciones parasitas.

En efecto, ciertas variaciones de la amplitud V vinculadas a efectos parasitos, es decir cuyo origen no es el desplazamiento del objetivo, se traducen unicamente en una variacion de la ganancia en el caso del captador de la figura 7, mientras que se traducen a la vez en una variacion de la ganancia y en una variacion de la desviacion en el caso del captador de la figura 3A. Este es por ejemplo el caso cuando el coeficiente de acoplamiento entre el primario, el objetivo y el secundario vana debido a una variacion parasita de la distancia objetivo-transductor. Este es tambien el caso cuando la amplitud de la corriente de excitacion vana, por ejemplo en caso de fluctuacion parasita de la tension de alimentacion, o en caso de derivaciones de las propiedades electricas del arrollamiento primario, por ejemplo en funcion de la temperatura o del alejamiento relativo del transductor y del objetivo.

Por otro lado, en el ejemplo de la figura 7, el acoplamiento del arrollamiento secundario con unos campos exteriores no portadores de informacion sobre el desplazamiento del objetivo, se reduce considerablemente debido al caracter espacialmente diferencial de la medida. Este es el caso en particular para la parte del campo electromagnetico generada por el primario que induce la parte constante (independiente de la posicion del objetivo) de la amplitud de la FEM, pero igualmente para todas las perturbaciones electromagneticas externas que presentan una distribucion sustancialmente uniforme en la proximidad del arrollamiento secundario 123.

La variante de la figura 7 puede combinarse con la variante de la figura 5 para obtener dos senales de amplitud V y V' desplazadas angularmente en un cuarto de periodo electrico y centradas en aproximadamente 0 voltios.

Se observara que el hecho de que la amplitud V de la envolvente de la FEM este aproximadamente centrada en 0 voltios no significa necesariamente que la fuerza electromotriz modulada verifique estas mismas propiedades antes de la implementacion de un procedimiento de transposicion en frecuencia y de filtrado. Generalmente, la fuerza electromotriz (modulada) presenta un valor medio no nulo, ya sea debido a una referencia voluntaria de uno de los dos bornes del arrollamiento secundario a un potencial electrico definido (masa electrica por ejemplo), o sea debido a una referencia por acoplamiento capacitivo de su potencial medio al potencial del entorno (por ejemplo la masa mecanica) en caso de medida de alta impedancia en el nivel del arrollamiento secundario. Este ejemplo ilustrativo aplicado al valor medio de la fuerza electromotriz, se aplica igualmente a cualquier componente de frecuencia de la senal electrica, cualquiera que sea su origen, tanto si se encuentra fuera de una banda de frecuencia de interes -Af a Af alrededor de la frecuencia de modulacion o, dicho de otra manera, si se encuentra fuera de una banda de frecuencia de interes -Af a Af alrededor de la frecuencia nula como resultado del procedimiento de transposicion en frecuencia.

Primer aspecto

La figura 9A es un diagrama que representa la evolucion teorica esperada de las senales de amplitud V y V' en funcion de la posicion angular 0, en un captador inductivo del tipo descrito anteriormente que combina las funciones de realizacion de las figuras 5 (dos secundarios desplazados espacialmente en un cuarto de periodo electrico) y 7 (cada secundario comprende 2N espiras de sentidos de arrollamiento alternos). Como se observa en la figura 9A, las amplitudes V y V' teoricas esperadas son unas senales periodicas triangulares de periodo igual al periodo electrico del captador, variando linealmente entre los valores V^miny V^max, con un desplazamiento angular de un cuarto de periodo electrico relativamente entre ellas. En efecto, en teorfa, como se indica en la patente EP0182085 anteriormente mencionada (columna 12, lfneas 22 a 57), la amplitud de la envolvente de la tension medida en los bornes del arrollamiento secundario de un captador inductivo es proporcional al aire de la porcion de superficie de los motivos conductores del objetivo situada enfrente de este arrollamiento secundario. Ahora bien, en los ejemplos de realizacion descritos anteriormente, la porcion de la superficie conductora del objetivo situada enfrente de los motivos de los circuitos electricos o espiras del arrollamiento secundario varfa linealmente con la posicion angular 0, para los motivos 123ⁱ⁺como para los motivos 123^i-de la figura 7. Las senales V y V' deberfan por tanto variar linealmente por porciones en funcion de la posicion 0.

Los presentes inventores han constatado sin embargo que en la practica, la variacion de las senales V y V' en funcion de la posicion 0, presenta generalmente grandes zonas no lineales en un periodo electrico del captador. De manera mas precisa, en la practica, la variacion de las senales V y V' en funcion de la posicion 0 presenta claramente dos zonas sustancialmente lineales de extension reducida en un periodo electrico del captador, estando estas zonas aproximadamente centradas sobre los pasos por cero de las amplitudes V y V', pero, entre estas zonas lineales, se intercalan unas zonas saturadas y de hecho menos lineales, estando estas zonas aproximadamente centradas sobre unos extremos de las amplitudes V y V'.

La reducida linealidad de las amplitudes V y V' en funcion de la posicion 0 presenta inconvenientes. En particular, a tftulo de ejemplo no limitativo, disponer unos intervalos de linealidad reducidos no permite aprovechar integralmente los metodos de tratamiento de la senal descritos en las patentes FR2914126 y FR2891362.

La figura 9B es un diagrama que representa la evolucion real, tfpicamente obtenida en la practica, de las senales V y V' en funcion de la posicion angular 0 en un captador inductivo del tipo descrito anteriormente. Como se observa en la figura 9B, las senales V y V' no varfan linealmente mas que en unas porciones de extension angular a^Lreducida del intervalo de medida del captador, llamadas intervalos de linealidad. A tftulo de ejemplo, cada intervalo de linealidad a^Ltiene una extension comprendida entre el 20 % y el 90 % del semiperiodo electrico del captador (igual a a° en el ejemplo representado). El intervalo de linealidad a^Lse define por ejemplo como el intervalo angular maximo, sustancialmente centrado sobre el valor medio de la amplitud V, para el que es posible encontrar una aproximacion lineal V^la la amplitud V, tal que la diferencia E^lentre la aproximacion lineal V^ly la amplitud V sea inferior a un umbral E^lo, siendo definido por ejemplo el umbral E^locomo un porcentaje de los extremos de la amplitud V, por ejemplo en una gama de valores comprendidos entre 0,01 % y 10 % de los extremos de la amplitud V segun el grado de linealidad buscado para el captador. En otras palabras, el intervalo de linealidad a^Les el intervalo angular maximo en el que la amplitud V evoluciona sustancialmente linealmente con la posicion del objetivo con relacion al transductor, en una posicion maxima cerca del valor fijo E^lo. En la practica, se desea generalmente hacer lo contrario, a saber evaluar el error de linealidad maxima E^{l m}sobre un intervalo angular a^Ldado, por ejemplo pero no limitativamente el intervalo angular en el que se desea realizar la medida. Tambien, otra manera de apreciar la linealidad de un captador es evaluar el error de linealidad E^{l m}, definido como la diferencia maxima entre la amplitud V y su aproximacion lineal V^lpara un intervalo a^Ldado. De manera preferida pero no limitativa, el intervalo de linealidad deseado para un captador de dos arrollamientos secundarios es de al menos el 50 % de un semiperiodo electrico, por ejemplo comprendido entre el 50 % y el 80 % de un semiperiodo electrico cuando los desplazamientos a medir son rapidos y la observacion de varias muestras de la amplitud necesita de hecho ir mas alla del 50 % de un semiperiodo electrico. En otro ejemplo preferido, el intervalo de linealidad deseado para un captador de tres arrollamientos secundarios es de al menos el 33 % de un semiperiodo electrico, por ejemplo comprendido entre el 33 % y el 50 % del semiperiodo electrico cuando los desplazamientos a medir son rapidos. En la continuacion, salvo mencion en contrario y sin que esto se considere como una eleccion excluyente, se limitara a presentar un captador de dos arrollamientos secundarios, y por razones de legibilidad se limitara a presentar el error de linealidad sobre un intervalo de linealidad deseado del 50 % de un semiperiodo electrico, sin hacer mencion expKcita a estas condiciones, y con referencia al error de linealidad definido en estas condiciones por la simple mencion del error de linealidad E^l.

Los presentes inventores han constatado principalmente que, para una distancia objetivo-transductor dada (y para un intervalo a^Ldado), el error de linealidad E^les generalmente tanto mas elevado cuanto mayor es el numero N de polos del captador.

Por tanto, esta limitacion no va en el sentido de la utilizacion industrial de un captador inductivo en la medida en la que una utilizacion de ese tipo requiere generalmente un numero de polos elevado, tfpicamente N=6, para garantizar una medida robusta como se ha indicado anteriormente.

Sena deseable poder disponer de captadores inductivos de desplazamiento, y principalmente de captadores multipolo, que presentan un error de linealidad mas reducido (o unos intervalos de linealidad mas extendidos) que los captadores existentes, principalmente con el fin de facilitar el aprovechamiento de las amplitudes suministradas por el captador. A tttulo de ejemplo no limitativo, la extension de los intervalos de linealidad puede permitir ventajosamente aprovechar unos metodos de tratamiento de la senal descritos en las patentes FR2914126 y FR2891362.

Segun un primer aspecto, se busca, en un captador inductivo de desplazamiento, y principalmente (pero no unicamente) un captador multipolo, por ejemplo un captador de dos pares de polos o mas y preferentemente un captador de seis pares de polos o mas, reducir el error de linealidad E^lsobre un intervalo angular a^Ldado, por ejemplo sobre un intervalo a^Lque se extiende sobre la mitad del semiperiodo electrico del captador para un captador de dos arrollamientos secundarios, o sobre un intervalo a^Lque se extiende sobre un tercio de un semiperiodo del periodo electrico para un captador de tres arrollamientos secundarios. Se puede considerar tambien que se busca aumentar la extension del intervalo de linealidad del captador, es decir la extension del intervalo de las posiciones, incluido en el intervalo de medida del captador, en el que la amplitud de la envolvente de la fuerza electromotriz en los bornes de un arrollamiento secundario del captador vana aproximadamente linealmente en funcion de la posicion angular 0 del objetivo con relacion al transductor.

Los estudios llevados a cabo por los presentes inventores han mostrado que la extension del intervalo de linealidad de un captador inductivo depende de la distancia objetivo-transductor d, a veces llamada entrehierro, es decir la distancia entre el plano medio del o de los arrollamientos secundarios del transductor, y los motivos conductores del objetivo. A tftulo de ejemplo, la distancia objetivo-transductor d se define como la distancia entre el plano medio del o de los arrollamientos secundarios del transductor y la superficie de los motivos conductores del objetivo vuelta hacia el transductor.

La figura 10 es un diagrama que representa, para varias distancias objetivo-transductor distintas en un captador inductivo del tipo descrito anteriormente (por ejemplo del tipo descrito en relacion con la figura 7, con N=6 pares de polos), la evolucion de la amplitud V de la envolvente de la fuerza electromotriz medida en los bornes de un arrollamiento secundario del transductor en funcion de la posicion angular 0 del objetivo. La curva V1 representa la evolucion de la amplitud V para una distancia objetivo-transductor d1, la curva V2 representa la evolucion de la amplitud V para una distancia objetivo-transductor d2 inferior a d1, y la curva V3 representa la evolucion de la amplitud V para una distancia objetivo-transductor d3 inferior a d2. La recta V11, de puntos, representa la aproximacion lineal de la amplitud V1, la recta V12, de puntos, representa la aproximacion lineal de la amplitud V2 y la recta V13, de puntos, representa la aproximacion lineal de la amplitud V3. Como se observa en la figura 10, la senal V presenta, a la distancia d3, una amplitud maxima superior a la amplitud maxima obtenida a las distancias d2 y d1. En cambio, el error de linealidad E^l2de la amplitud V, a la distancia d2, es inferior a los errores de linealidad E^{l i}y E^l3de la amplitud V a las distancias d1 y d3 respectivamente.

La figura 11 es un diagrama que representa la evolucion, en funcion de la distancia objetivo-transductor, del error de linealidad E^lde la amplitud V de la envolvente de la fuerza electromotriz medida en los bornes de un arrollamiento secundario del transductor de un captador inductivo de desplazamiento, por ejemplo un captador del tipo descrito en relacion con la figura 7 (con N=6 pares de polos). En este ejemplo, el error de linealidad E^lcorresponde, en un intervalo de posiciones angulares 0 dado que se extiende por ejemplo sobre la mitad del periodo electrico del captador (sobre una porcion monotona de la FEM), a la diferencia maxima (en valor absoluto) entre una aproximacion lineal de la respuesta del captador y la respuesta real medida. Como se observa en la figura 11, existe una distancia objetivotransductor optima d^optpara la que el error de linealidad E^lpasa por un mmimo. De manera mas general, los presentes inventores han constatado que un mmimo de error de linealidad es observable en todos los tipos de captadores inductivos de desplazamiento, cualquiera que sea el numero de pares de polos principalmente. Este valor mmimo se alcanza para una distancia objetivo-transductor optima que depende de la configuracion del captador (y principalmente del numero de pares de polos). Es por tanto teoricamente posible obtener una respuesta lineal cualquiera que sea el captador inductivo. Por teoricamente, se entiende que cuando el numero de pares de polos N es particularmente grande, la distancia d^optse convierte en extremadamente reducida hasta el punto de que no puede ser medible en la practica debido a la limitada precision y a las restricciones de implementacion de los instrumentos de medida adaptados.

Segun un primer modo de realizacion, se preve un captador inductivo de desplazamiento en el que la distancia objetivotransductor d esta comprendida entre 0,8 y 1,5 veces la distancia dopt para la que el error de linealidad de la amplitud medida por el captador es minima. Se observara que esta distancia optima puede determinarse facilmente por ensayos, por ejemplo mediante el trazado de curvas del tipo representado en la figura 11.

Los presentes inventores han constatado sin embargo que en la practica, para ciertos captadores, y principalmente captadores que presenten un numero N grande de pares de polos, tfpicamente superior o igual a tres e incluso mas particularmente para N superior o igual a seis, la distancia objetivo-transductor optima en terminos de linealidad puede ser relativamente reducida, por ejemplo inferior a 0,2 mm, lo que puede plantear problemas para ciertos tipos de medida, principalmente en los entornos industriales en los que dichas distancias son diffcilmente aceptables, principalmente debido a las tolerancias de fabricacion, montaje y utilizacion.

Por otra parte, los presentes inventores han constatado que la distancia objetivo-transductor optima en terminos de linealidad es funcion de varios otros parametros, tales como los parametros geometricos del captador tal como el diametro exterior del transductor y/o del objetivo. Mas particularmente, los presentes inventores han constatado que cuando el diametro de los captadores aumenta, la distancia objetivo-transductor optima en terminos de linealidad aumenta y puede tomar un valor relativamente grande, por ejemplo, superior a 1 mm, lo que puede plantear problemas para ciertos tipos de medida, principalmente en unos entornos industriales en los que se desea garantizar una cierta compacidad.

En el caso en que la distancia objetivo-transductor optima en terminos de linealidad es incompatible (demasiado grande o demasiado reducida) con el entorno de medida, se puede prever colocarse a una distancia objetivotransductor lo mas proxima posible a la distancia optima en los lfmites de las restricciones del entorno, y corregir la no linealidad mediante la aplicacion de un tratamiento matematico (post-tratamiento) de la senal de medida. Los presentes inventores han constatado sin embargo que en la practica esta solucion presenta limitaciones en terminos de precision y de robustez, y no da satisfaccion principalmente para la implementacion de los metodos de tratamiento de la senal descritos en las patentes FR2914126 y FR2891362.

Una primera solucion propuesta por los presentes inventores e ilustrada por las figuras 12A a 12D, 13A a 13C, 14 y 15, es anadir al captador una pieza suplementaria de confinamiento de campo electromagnetico, colocada a una distancia particular del arrollamiento primario del transductor, elegida de manera que se aumente significativamente la distancia objetivo-transductor optima en terminos de linealidad.

Las figuras 12A a 12D son unas vistas en seccion que ilustran de manera esquematica cuatro ejemplos de realizacion de un captador inductivo de desplazamiento.

En el ejemplo de la figura 12A, el captador comprende un transductor 201 y un objetivo 203, dispuestos a una distancia objetivo-transductor d (siendo d en este ejemplo la distancia entre el plano medio del o de los arrollamientos secundarios del transductor y el plano de la superficie de los motivos conductores del objetivo vuelto hacia el transductor), y no comprende una pieza suplementaria de confinamiento de campo.

En el ejemplo de la figura 12B, el captador comprende un transductor 201 y un objetivo 203, dispuestos a una distancia objetivo-transductor d, y comprende ademas una pieza suplementaria 205 de confinamiento de campo de un material conductor, realizada por ejemplo del mismo material que los motivos conductores del objetivo, o en cualquier otro material conductor, magnetico o no, tal como hierro, acero, aluminio, cobre, etc... En este ejemplo, la pieza 205 se dispone del lado del objetivo 203 opuesto al transductor 201 (es decir que el objetivo 203 se situa entre el transductor 201 y la pieza 205), estando la superficie de la pieza 205 vuelta hacia el objetivo 203 preferentemente aproximadamente paralela al plano medio del transductor, y por tanto igualmente aproximadamente paralela al plano medio del objetivo (salvo por las imprecisiones de montaje). La pieza de confinamiento de campo 205 es preferentemente periodica segun una direccion paralela al grado de libertad en desplazamiento del captador, es decir periodica por revolucion (alrededor de un eje que es aproximadamente el eje de simetna del objetivo) en el caso de un captador de posicion angular, siendo preferentemente el penodo espacial de los motivos conductores de la pieza de confinamiento distintos de los motivos conductores del objetivo. A tttulo de ejemplo ilustrativo pero no limitativo, la pieza 205 es simetrica por revolucion. La pieza 205 se dispone a una distancia pieza-transductor l, definida en este ejemplo como la distancia entre el plano medio del o de los arrollamientos primarios del transductor, y el plano de la superficie del o de los motivos conductores de la pieza vuelta hacia el transductor. La pieza 205 esta preferentemente unida al objetivo, es decir movil con relacion al transductor cuando la posicion del objetivo con relacion al transductor evoluciona.

En el ejemplo de la figura 12C, el captador comprende un transductor 201 y un objetivo 203, dispuestos a una distancia objetivo-transductor d, y comprende ademas una pieza suplementaria 205' de confinamiento de campo, por ejemplo identica o similar a la pieza 205 de la figura 12B. La pieza 205' es preferentemente periodica de revolucion, y por ejemplo simetrica de revolucion, alrededor de un eje de simetna que es aproximadamente el eje de simetna del arrollamiento primario del transductor. En este ejemplo, la pieza 205' se coloca del lado del transductor 201 opuesto al objetivo 203 (es decir que el transductor 201 se situa entre el objetivo 203 y la pieza 205'). La pieza 205' se dispone a una distancia pieza-transductor l'. A tttulo de ejemplo, la distancia l' se define como la distancia entre el plano medio del o de los arrollamientos primarios del transductor, y el plano de la superficie del o de los motivos conductores de la pieza vuelta hacia el transductor. La pieza 205' esta preferentemente unida al transductor, es decir fija con relacion al transductor cuando la posicion del objetivo con relacion al transductor evoluciona.

En el ejemplo de la figura 12D, el captador comprende un transductor 201 y un objetivo 203 dispuestos a una distancia objetivo-transductor d, una primera pieza de confinamiento de campo 205 (por ejemplo identica o similar a la pieza 205 de la figura 12B) dispuesta del lado del transductor 201 opuesto al objetivo 203, a una distancia l del transductor, y una segunda pieza de confinamiento de campo 205' (por ejemplo identica o similar a la pieza 205' de la figura 12C), dispuesta del lado del objetivo 203 opuesto al transductor 201, a una distancia l' del transductor (es decir que el transductor 201 y el objetivo 203 se situan entre las piezas 205 y 205').

Las piezas 205 y/o 205' pueden conectarse electricamente o no, puntualmente o de manera distribuida espacialmente, a otros elementos del captador. En particular, la pieza 205 puede conectarse electricamente a uno o varios motivos conductores del objetivo, y la pieza 205' puede conectarse electricamente a un potencial electrico disponible en el transductor, por ejemplo en un punto de un arrollamiento secundario, en un punto del arrollamiento primario, o a la masa electrica del transductor.

La figura 13A es un diagrama que incluye cuatro curvas E^{l a}, E^{l b}, E^{l c}y E^{l d}que representan respectivamente, para los cuatro ejemplos de captador de las figuras 12A a 12D, la evolucion del error lineal E^ldel captador en funcion de la distancia objetivo-transductor. Cada una de las curvas E^{l a}, E^{l b}, E^{l c}y E^{l d}es del mismo tipo que la curva de la figura 11, es decir que pasa por un valor mmimo de error de linealidad para una cierta distancia objetivo-transductor optima, respectivamente d^optA, d^optB, d^optcy d^optD. Como se observa en la figura 13A, la distancia d^optAes inferior a la distancia d^optBque es a su vez inferior a la distancia d^optcque es a su vez inferior a la distancia d^optD. Los ensayos realizados por los presentes inventores han demostrado que la adicion de una o de varias piezas suplementarias de confinamiento de campo puede aumentar desde varias decimas de milfmetro a varios milfmetros la distancia objetivo-transductor optima en terminos de linealidad de un captador inductivo de desplazamiento.

El posicionamiento segun el eje Z de la o las piezas suplementarias de confinamiento de campo, y mas precisamente la distancia entre esta o estas piezas y el arrollamiento primario del transductor, tiene una influencia sobre la eficacia del aumento de la distancia objetivo-transductor optima en terminos de linealidad como resultado de la adicion de esta o de estas piezas. Existe(n) por tanto una(s) distancia(s) optima(s) l^opty/o l^opt' entre el arrollamiento primario y la o las piezas suplementarias de confinamiento de campo, tal(es) que la distancia objetivo-transductor optima d^optse aumenta para alcanzar un valor comprendido entre 0,65 y 1,25 veces la distancia d a la que se desea ver funcionar el captador, pudiendo estar comprendido este valor deseado, por ejemplo pero no limitativamente, entre 0,5 y 1,5 mm, que es un intervalo de valores compatibles con diversas aplicaciones industriales.

La figura 13B es un diagrama que representa la evolucion, para un captador inductivo de desplazamiento angular del tipo descrito anteriormente, de la distancia objetivo-transductor d^optoptima en terminos de linealidad, en funcion de la relacion de la distancia pieza-primario d^pipr'sobre la distancia objetivo-primario d^cpr, en el caso de la adicion de la pieza suplementaria 205' de confinamiento de campo como se representa en la figura 12C o 12D. Como se observa en la figura 13B, la distancia objetivo-transductor optima en terminos de linealidad es tanto mayor cuanto mas reducida es la relacion d^pipr'/d^cpr.

La figura 13C es un diagrama que representa la evolucion, para un captador inductivo de desplazamiento angular del tipo descrito anteriormente, de la distancia objetivo-transductor d^optoptima en terminos de linealidad, en funcion de la relacion de la distancia pieza-primario d^piprsobre la distancia objetivo-primario d^cpr, en el caso de la adicion de la pieza suplementaria 205 de confinamiento de campo como se representa en la figura 12B o 12D. Como se observa en la figura 13C, la distancia objetivo-transductor optima en terminos de linealidad es tanto mayor cuanto mas reducida es la relacion d^pipr'/d^cpr.

En otras palabras, si se considera el transductor como un conjunto en el que no se distinguen las capas constitutivas, se puede decir que la distancia objetivo-transductor optima d^optes tanto mayor cuanto mas pequena es la relacion l/d (respectivamente l'/d).

En estas condiciones, un ejemplo ilustrativo pero no limitativo de posicionamiento de las piezas suplementarias de confinamiento de campo de la figura 12D, es colocar:

- la pieza superior 205'a una distancia del arrollamiento primario aproximadamente comprendida entre 0,5 y 2 veces la distancia que separa el arrollamiento primario y la superficie de los motivos conductores del objetivo;

- la pieza inferior 205 a una distancia del arrollamiento primario aproximadamente comprendida entre 1,3 y 3 veces la distancia que separa el arrollamiento primario de la superficie de los motivos conductores del objetivo.

De este modo, para una configuracion de captador dada, la relacion d^pipr/d^cpry/o la relacion d^pipr'/d^cprpueden elegirse de tal forma que la distancia d^optsea compatible con las limitaciones de la aplicacion, por ejemplo sea superior o igual a 0,3 mm, por ejemplo comprendida entre 0,3 y 10 mm, y preferentemente comprendida entre 0,5 y 1,5 mm, principalmente para un captador que incluya un numero N de pares de polos grande, por ejemplo N>4 y preferentemente N>6.

Se observara que la eleccion anteriormente mencionada de la distancia entre la pieza de confinamiento de campo y el transductor no es generalmente optima en terminos de nivel de senal suministrado por el o los arrollamientos secundarios del transductor. En efecto, a esta distancia, la pieza conductora 205/205' provoca la disminucion no despreciable del nivel de las senales V y V' suministradas por el transductor. Se observa en particular que en el estado de la tecnica de la medicion inductiva de desplazamiento angular, es conveniente alejar al maximo las piezas conductoras susceptibles de modificar la distribucion espacial del campo electromagnetico que se establece en presencia unicamente de los elementos primario, secundario y objetivo. Este criterio de dimensionamiento se aplica en particular en el caso de pantallas electrostaticas (o pantallas de blindaje), que, cuando se preven, se disponen a unas distancias segun el eje Z muy superiores a las instancias previstas en los modos de realizacion descritos, de manera que no se atenue demasiado el nivel de la senal util medida al nivel del secundario.

No obstante, los modos de realizacion propuestos definen un compromiso que puede ser razonable en aplicaciones para las que la linealidad es importante, y principalmente en aplicaciones en las que se desea implementar unos metodos de tratamiento de la senal del tipo descrito en las patentes FR2914126 y FR2891362 anteriormente mencionadas.

Las figuras 14 y 15 son unas vistas de frente que representan ejemplos de piezas de confinamiento de campo 205 susceptibles de ser utilizadas en un captador inductivo de desplazamiento del tipo descrito anteriormente (las piezas 205' de los captadores anteriormente mencionados pueden tener unas configuraciones similares o identicas). En el ejemplo de la figura 14, la pieza 205 es un simple disco de un material conductor (por ejemplo de metal) de diametro por ejemplo superior o igual al diametro exterior del objetivo. A tttulo de variante (no representada), el disco puede estar perforado en su centro, por ejemplo con un agujero inferior o igual al diametro interior de los motivos conductores del objetivo. En el ejemplo de la figura 15, la pieza 205 es un disco del mismo diametro que representa unas estnas o hendiduras radiales coherentes con los motivos del objetivo, que permiten obtener un efecto constructivo de tipo moare con el objetivo adecuado para amplificar la influencia de la pieza 205 sobre la distribucion del campo a la altura del arrollamiento secundario del transductor. Los modos de realizacion descritos no se limitan sin embargo a estos dos ejemplos particulares.

Una segunda solucion para modificar la distancia objetivo-transductor optima en terminos de linealidad, utilizable como complemento o como alternativa a la adicion de una pieza conductora de confinamiento de campo, se ilustra por las figuras 16A, 16B y 17.

Las figuras 16A y 16B ilustran dos ejemplos de realizacion de un captador inductivo de posicion angular. En las figuras 16A y 16B, solo se ha representado el objetivo del captador. La disposicion del transductor, y principalmente de su arrollamiento primario y de su o sus arrollamientos secundarios, esta en correspondencia con la disposicion del objetivo, y puede deducirse facilmente de la forma del objetivo con la lectura de lo que antecede. En este ejemplo, el objetivo del captador de la figura 16A es similar o identico al objetivo de la figura 3b . El objetivo del captador de la figura 16B comprende tambien N motivos conductores 137ⁱen forma de sector de banda anular de apertura angular a aproximadamente igual a un semiperiodo electrico (por ejemplo 360°/2N), estando los N motivos 137ⁱregularmente repartidos a lo largo de una banda anular descrita por el objetivo. El objetivo de la figura 16B difiere del objetivo de la figura 16A por el hecho de que los motivos conductores 137ⁱtienen unas dimensiones radiales diferentes (inferiores en el ejemplo representado) de las dimensiones radiales de los motivos conductores 117ⁱdel objetivo de la figura 16A. Mas particularmente, en este ejemplo, la banda anular que determina la forma de los motivos conductores 137ⁱtiene un radio externo R^extsustancialmente identico al de la banda anular que determina la forma de los motivos 117ⁱ, pero tiene un radio interno R^intinferior al de la banda anular de los motivos conductores 117ⁱ.

Los presentes inventores han constatado, como se ilustra por la figura 17, que, para un numero de pares de polos dado, la distancia objetivo-transductor d^optoptima en terminos de linealidad de la respuesta del captador, vana en funcion de la relacion R^int/R^extentre el radio interno y el radio externo de la banda anular en la que se situan los motivos conductores del objetivo, y como consecuencia en la que se situan las espiras del o de los arrollamientos secundarios del captador. Se observara que la implementacion de la figura 16B, que consiste en hacer evolucionar la relacion R^int/R^extmodificando el radio interno R^intde los motivos conductores del objetivo, no es en ningun caso exclusiva de otras implementaciones que permitan hacer evolucionar la relacion R^int/R^extmodificando ya sea al radio externo R^ext, ya sea los dos radios de manera combinada.

La figura 17 es un diagrama que representa la evolucion, para un captador inductivo de desplazamiento angular del tipo descrito anteriormente, de la distancia objetivo-transductor d^optoptima en terminos de linealidad, en funcion de la relacion R^int/R^ext. Como se observa en la figura 17, la distancia objetivo-transductor optima en terminos de linealidad es tanto mayor cuanto mayor es la relacion R^int/R^ext. De este modo, para una configuracion de captador dada, la relacion R^int/R^extpuede elegirse tal que la distancia d^optsea compatible con las limitaciones de la aplicacion, por ejemplo sea superior o igual a 0,3 mm, por ejemplo comprendida entre 0,3 y 10 mm, y preferentemente comprendida entre 0,5 y 1,5 mm, principalmente para un captador que incluya un numero N de pares de polos grande, por ejemplo N>4 y preferentemente N>6.

En el plano electromagnetico, se manifiesta que las modificaciones aportadas a los radios internos y/o externos del objetivo tienen como efecto modificar la relacion de forma de los motivos conductores, y en particular modificar la contribucion de las interrupciones radiales con relacion a la contribucion de las interrupciones orto-radiales, siendo esta relacion de las contribuciones un factor determinante de la distancia objetivo-transductor optima en terminos de linealidad d^opt. Cuando la relacion R^int/R^extentre el radio interno y el radio externo del objetivo aumenta, la porcion de la banda anular que constituye un motivo conductor se comprime segun la direccion radial, implicando una reduccion de la contribucion de las interrupciones radiales a la distribucion de campo global medida por el secundario, traduciendose a nivel de la senal de salida de secundario por un aumento de la distancia objetivo-transductor optima en terminos de linealidad. La solucion descrita consiste por tanto en modificar la distribucion espacial del campo electromagnetico, y mas particularmente la relacion de las contribuciones radiales con relacion a las contribuciones orto-radiales, con el fin de ajustar la distancia objetivo-transductor optima en terminos de linealidad d^optpara que sea compatible con las limitaciones de la aplicacion.

En el captador de la figura 16B, cuando el radio interno R^inty/o el radio externo R^extdel objetivo de la figura 16B evolucionan, los radios interno y externo del transductor asociado evolucionan preferentemente de modo sustancial en las mismas proporciones, con el fin de maximizar el nivel de la senal recibida por el secundario. Por maximizado del nivel de senal en la salida del secundario, se entiende mas precisamente el maximizado de la pendiente en el origen de la senal mas que el maximizado de los valores tomados por los extremos de la senal para ciertas posiciones.

Para un juego dado de radios interno R^inty externo R^extdel objetivo, la senal recibida por el secundario del transductor asociado es maxima cuando la banda anular que delimita los motivos del objetivo y la banda anular que delimita los motivos del secundario se superponen sustancialmente o, presentado en otra forma, cuando las interrupciones ortoradiales externas y respectivamente internas del objetivo y las ramificaciones orto-radiales externas y respectivamente internas del secundario se superponen.

Se observara que para un volumen de captador dado (y principalmente para un lfmite alto del radio externo y un lfmite bajo de radio interno), aumentar la relacion R^int/R^extse convierte en disminuir la superficie de los motivos conductores del objetivo, lo que implica una disminucion de la amplitud de las variaciones del nivel de las senales de salida del captador en funcion de la posicion del objetivo con relacion al transductor. De este modo, en el estado de la tecnica de la medicion inductiva de desplazamiento angular, el diametro interno y el diametro externo de la banda anular en la que se situan los motivos conductores del objetivo, y como consecuencia en la que se situan las espiras del o de los arrollamientos secundarios del captador, se dimensionan para ocupar el maximo de superficie disponible en el volumen dado, estando limitado en general el volumen por la abertura interior y el diametro exterior del soporte y/o de la caja en la que se integra el captador, o tambien por el diametro exterior del arbol alrededor del que se instala el captador y por el diametro interior de las piezas de interfaz entre las que se aloja el captador.

Sin embargo, la solucion propuesta que consiste en modificar la relacion R^int/R^extdefine un compromiso que puede ser razonable entre unas aplicaciones para las que la linealidad es importante.

Una tercera solucion para modificar la distancia objetivo-transductor optima en terminos de linealidad, utilizable como complemento o como alternativa a la adicion de una pieza suplementaria de confinamiento de campo, y/o a la modificacion de la relacion R^int/R^ext, se ilustra por las figuras 18A, 18B y 19.

Esta tercera solucion esta en la misma logica que la solucion que se acaba de describir, en el sentido de que consiste en modificar el factor de forma de los motivos conductores del objetivo y/o de las espiras del arrollamiento secundario correspondientes, y principalmente modificar la relacion entre la dimension radial y la dimension orto-radial de los motivos del objetivo y/o de las espinas del arrollamiento secundario, con el fin de adaptar la distancia objetivotransductor optima en terminos de linealidad a las limitaciones de la aplicacion.

La figura 18A ilustra tres ejemplos de realizacion de un captador de posicion angular del tipo descrito anteriormente. En la figura 18A, solo se ha representado un motivo conductor del objetivo, designado respectivamente por las referencias 117ⁱpara el primer ejemplo (en trazo continuo), 117ⁱ' para el segundo ejemplo (en trazo discontinuo), y 117ⁱ" para el tercer ejemplo (en trazo de puntos). En cada ejemplo, el objetivo se obtiene repitiendo regularmente el motivo conductor representado a lo largo de una banda anular circular. Los radios interno y externo de los motivos 117ⁱ, 117ⁱ', y 117ⁱ" son sustancialmente identicos, pero los motivos 117ⁱ, 117ⁱ', y 117ⁱ" difieren entre sf por sus dimensiones angulares. Mas particularmente, en este ejemplo, la apertura angular del motivo 117ⁱ' es aproximadamente igual a un semiperiodo electrico (por ejemplo 360°/2N), como se ha descrito antes, la apertura angular del motivo 117ⁱ" es superior a un semiperiodo electrico en un valor Aa1, por ejemplo comprendido entre 0 % y 50 % de un semiperiodo electrico, y la apertura angular del motivo 117ⁱes inferior a 360°/2N en un valor Aa2, por ejemplo comprendido entre 0 % y 50 % de un semiperiodo electrico.

Como para la implementacion de la solucion de las figuras 16A, 16B y 17, la disposicion del secundario del transductor esta preferentemente en correspondencia con la disposicion de los motivos conductores del objetivo, es decir que la apertura angular de los motivos del secundario adaptados a los motivos 117ⁱ' del objetivo es sustancialmente igual a un semiperiodo electrico (por ejemplo 360°/2N), que la apertura angular de los motivos del secundario adaptados a los motivos 117ⁱdel objetivo es superior a 360°/2N en un valor sustancialmente igual a Aa1, y que la apertura angular de los motivos del secundario adaptados al objetivo 117ⁱes inferior a 360°/2N en un valor sustancialmente igual a Aa2. En la practica, cuando la apertura angular de los motivos del secundario toma un valor superior a un semipenodo electrico del captador, se puede prever con el fin de asegurar un aislamiento electrico entre las pistas de espiras adyacentes, la modificacion de la forma de las pistas en al menos un plano de metalizacion, y/o aumentar el numero de planos de metalizacion. Otra opcion de realizacion puede consistir en limitar la apertura angular maxima de los motivos de los secundarios a sustancialmente un semiperiodo electrico, y en hacer evolucionar unicamente la apertura angular de los motivos del objetivo (los valores Aa1 o Aa2). En este caso, la apertura angular de los motivos del arrollamiento secundario del transductor no esta estrictamente en correspondencia con la apertura angular de los motivos del objetivo.

Los presentes inventores han constatado que la distancia objetivo-transductor d^optoptima en terminos de linealidad de la respuesta del captador, vana en funcion de la separacion angular Aa entre la apertura angular elegida para los motivos del objetivo y del secundario, y la apertura angular nominal a igual a un semipenodo electrico del captador.

La figura 19 es un diagrama que representa la evolucion, para un captador de desplazamiento angular multipolo dado del tipo descrito anteriormente e ilustrado en las figuras 18A y 18B, de la distancia objetivo-transductor d^optoptima en terminos de linealidad, en funcion del valor Aa. Como se observa en la figura 19, la distancia objetivo-transductor optima en terminos de linealidad es tanto mas reducida cuanto mayor es el valor Aa para valores negativos, e inversamente es tanto mas grande cuanto mayor es el valor Aa para valores positivos. De este modo, para una configuracion de captador dada, la apertura angular de los motivos conductores del objetivo puede modificarse en un valor Aa con relacion al valor nominal a (igual a un semiperiodo electrico, por ejemplo a 360°/2N), siendo elegido el valor Aa tal que la distancia d^optsea compatible con las limitaciones de la aplicacion, por ejemplo sea superior o igual a 0,3 mm, por ejemplo comprendida entre 0,3 y 10 mm, y preferentemente comprendida entre 0,5 y 1,5 mm, principalmente para un captador que incluya un numero N de pares de polos grande, por ejemplo N>4 y preferentemente N>6.

Se han descrito unas soluciones anteriormente para disminuir el error de linealidad (o aumentar la extension del intervalo de linealidad) de la respuesta de un captador inductivo de desplazamiento, asf como para modificar, es decir aumentar o disminuir segun la situacion inicial, la distancia objetivo-transductor para la que un captador inductivo de desplazamiento presente, o se aproxime a, unas caractensticas optimas en terminos de linealidad.

Se observara que si el error de linealidad continua siendo grande pese a todo (o si la extension del intervalo de linealidad obtenido continua siendo insuficiente), se podra anadir uno o varios arrollamientos secundarios suplementarios, desplazados espacialmente (con un desplazamiento angular sustancialmente igual entre ellos), de manera que se reduzca la extension de la zona de linealidad minima necesaria para una buena reconstruccion de las informaciones de posicionamiento y/o de desplazamiento del objetivo, en combinacion con la aplicacion de las soluciones anteriormente descritas. A tftulo de ejemplo ilustrativo, en el captador de la figura 5, en lugar de prever dos arrollamientos secundarios identicos desplazados espacialmente en un cuarto de periodo electrico, se pueden prever tres arrollamientos secundarios identicos desplazados espacialmente en un sexto del periodo electrico del captador.

Ademas, se observara que las soluciones descritas anteriormente pueden adaptarse a unos captadores inductivos de desplazamiento lineal, por ejemplo "desenrollando" los motivos en banda circular descritos anteriormente para transformarlos en unos motivos en banda rectilmea.

Ademas, se observara que las soluciones descritas anteriormente pueden adaptarse a unos captadores inductivos de desplazamiento angular cuyo transductor presente una apertura angular inferior a 360°, por ejemplo inferior a 180° con el fin de permitir un montaje "por el costado" del transductor alrededor de un arco rotativo, mas que un montaje "a traves". En este caso, la apertura angular del objetivo puede tener un valor de 360°, independiente de la apertura angular del transductor, o tomar un valor inferior a 360°, correspondiente por ejemplo al intervalo de desplazamiento angular de la aplicacion.

Segundo aspecto

Los presentes inventores han constatado por otro lado que en la practica, independientemente de la problematica de la linealidad, los captadores inductivos de desplazamiento existentes, y principalmente los captadores multipolo, son sensibles a diversas perturbaciones por efecto de acoplamiento. Dichas perturbaciones se producen por ejemplo por un lado a nivel de la zona de transduccion, es decir directamente en el nivel del secundario del transductor, y por otro lado en el nivel de la zona de conexion electrica entre el secundario del transductor y un bloque funcional de acondicionamiento de los medios electronicos. Entre estas perturbaciones, se encuentra principalmente el acoplamiento de las perturbaciones electromagneticas procedentes del exterior del captador (es decir no generadas por el arrollamiento primario), el acoplamiento inductivo directo del arrollamiento primario con el arrollamiento secundario (es decir la proporcion de acoplamiento inductivo que continua siendo constante cualquiera que sea la posicion del objetivo), y/o el acoplamiento capacitivo entre el arrollamiento primario y el arrollamiento secundario. Estas perturbaciones pueden implicar fluctuaciones indeseables de la o las senales de salida del captador y errores de interpretacion de las senales de salida del captador.

Sena deseable poder disponer de captadores inductivos de desplazamiento, y principalmente de captadores multipolo, menos sensibles a las perturbaciones parasitas y/o menos sujetos a los acoplamientos parasitos que los captadores existentes.

De este modo, segun un segundo aspecto, se busca disminuir la sensibilidad para las perturbaciones y efectos de acoplamiento parasitos de los captadores inductivos de desplazamiento multipolo, y mas particularmente de los captadores del tipo descrito en relacion con la figura 7, es decir en los que el o los arrollamientos secundarios comprenden cada uno 2N espiras de sentidos de arrollamiento alternos, siendo N el numero de pares de polos del captador. Para ello, los presentes inventores proponen una disposicion particular del o de los arrollamientos secundarios del captador, que se describira a continuacion.

Las figuras 20A y 20C ilustran de manera esquematica dos ejemplos de realizacion de un captador inductivo de ^{desplazamiento angular, de apertura angular}360^{°, constituido por N=6 pares de polos, y que realiza una medicion}espacialmente diferencial (por ejemplo tal como se describe en relacion con la figura 7). En las figuras 20A y 20C, solo se ha representado un secundario 213 de cada captador, la realizacion del arrollamiento primario, del objetivo, y, opcionalmente, de uno o varios arrollamientos secundarios suplementarios desplazados espacialmente con relacion al arrollamiento 213, estan al alcance del experto en la materia a partir de las explicaciones de la presente descripcion. En este ejemplo, el secundario del captador de la figura 20A y el secundario del captador de la figura 20C son similares o identicos al secundario de la figura 7, salvo por la diferencia de que se presentan las conexiones electricas entre las espiras. El secundario de la figura 20A presenta un primer modo de conexion de las espiras entre sf, segun el que se recorre una primera vez la integridad de la apertura angular de la banda anular sobre la que se extiende el secundario, por ejemplo en el sentido trigonometrico en la figura, y posteriormente se recorre una segunda vez la integridad de la banda anular, esta vez en el sentido horario, con el fin de aproximar el extremo electrico E2 del final hacia el extremo electrico E1 de partida, y cerrar asf el circuito de medida. El secundario de la figura 20C presenta un segundo metodo de conexion de las espiras entre ellas, segun el que se recorre inicialmente una primera mitad de la apertura angular de la banda anular sobre la que se extiende el secundario, por ejemplo en el sentido trigonometrico en la figura, y se recorre despues el camino de retorno en el sentido horario para aproximarse al extremo de entrada E l, y posteriormente se recorre la otra mitad de la apertura angular de la banda anular sobre la que se extiende el secundario conservando el sentido de rotacion horario, y posteriormente se recorre el camino de retorno en el sentido trigonometrico con el fin de aproximar el extremo electrico E2 del final hacia el extremo electrico E1 de partida, y cerrar asf el circuito de medida como para el secundario de la figura 20A.

Las figuras 20B y 20D son unas vistas de frente que representan de manera esquematica un ejemplo de realizacion de un transductor de un captador inductivo de desplazamiento lineal. Los captadores de las figuras 20B y 20D son unos captadores en los que un objetivo (no representado) que incluye N motivos conductores esta adaptado para desplazarse en traslacion segun una direccion rectilmea x con relacion al transductor. El captador de la figura 20B es por ejemplo del mismo tipo que el captador de la figura 20A, adaptado a una configuracion lineal, lo que se convierte esencialmente en "desenrollar" las bandas anulares circulares del captador de la figura 20A y en sustituir los motivos conductores y espiras en forma de sector de banda anular, por unos motivos conductores y espiras de forma generalmente rectangular o cuadrada. El captador de la figura 20d es por ejemplo del mismo tipo que el captador de la figura 20C, adaptado a una configuracion lineal. En las figuras 20B y 20D, solo se ha representado un arrollamiento secundario 213 de cada captador, la realizacion del objetivo, el arrollamiento primario, y, opcionalmente, de uno o varios arrollamientos secundarios suplementarios desplazados espacialmente con relacion al arrollamiento 213 esta al alcance del experto en la materia a partir de las explicaciones de la presente descripcion. A tftulo de ejemplo y a diferencia del arrollamiento primario de los captadores angulares de las figuras 20A y 20C, un ejemplo de arrollamiento primario obtenido cuando se "desenrolla" el juego de dos espiras concentricas 101a y 101b descrito por ejemplo para el captador de la figura 1A, esta constituido por ejemplo por una unica espira para un captador lineal tal como se ha descrito en las figuras 20B y 20D, eventualmente constituida por varias vueltas. La espira del arrollamiento primario es por ejemplo de forma generalmente rectangular, de dimension segun y proxima a la dimension segun y de los motivos conductores del objetivo y/o de las espiras del secundario como ya se ha descrito mas arriba, y de dimension segun x superior a la dimension segun x de los motivos conductores del objetivo y/o de las espiras del secundario, con el fin de que la contribucion a la distribucion de campo electromagnetico global, creado a la altura de las ramas del primario orientadas segun y, y que se situan en los dos extremos segun x del primario, este relativamente atenuada en la proximidad de las ramas del secundario orientadas segun y, y que se situan en los dos extremos segun x del secundario. En particular, para un transductor de un unico arrollamiento secundario, la extension segun x del primario sera superior a la extension segun x del secundario, y de manera preferida pero no exclusiva, superior en al menos un semiperiodo electrico del captador, repartido a partes iguales (al menos un cuarto de periodo electrico) en cada extremo del captador. De manera general, un ejemplo preferido de realizacion del arrollamiento primario de un captador inductivo de desplazamiento lineal es una espira de forma general rectangular y de extension superior a la extension global del conjunto de los secundarios, por ejemplo pero no exclusivamente, superior en al menos un semiperiodo electrico del captador, repartido a partes iguales (al menos un cuarto de periodo electrico) en cada extremo del captador.

En los ejemplos de las figuras 20B y 20D, los captadores comprenden N=6 pares de polos. Los modos de realizacion descritos no se limitan sin embargo a este caso particular.

en el ejemplo del captador de la figura 20D, el arrollamiento secundario 213 se extiende en una zona que presenta una dimension D^totparalelamente al grado de libertad del captador, es decir paralelamente a la direccion x de desplazamiento del objetivo con relacion al transductor. El arrollamiento 213 comprende 2N bucles o espiras de sentido de arrollamiento alterno conectadas electricamente en serie entre sus extremos E1 y E2. Mas particularmente, el arrollamiento 213 comprende N bucles o espiras 213ⁱ⁺que tienen un mismo primer sentido de arrollamiento, y N bucles o espiras 213^i-que tienen un mismo segundo sentido de arrollamiento opuesto al primer sentido, teniendo cada espira 213 ⁱ⁺o 213^i-una dimension segun la direccion x aproximadamente igual a un semipenodo electrico del captador (es decir por ejemplo aproximadamente igual a D^tot/2N), y estando las espiras 213^i-y 213ⁱ⁺yuxtapuestas de dos en dos de manera alterna a lo largo de la zona de dimension D^totdel arrollamiento secundario.

Segun un segundo modo de realizacion, el arrollamiento secundario esta constituido por:

un primer tramo conductor 213A en serpentm que forma N semiespiras en sentidos alternos, que se extienden entre un primer extremo E1 del arrollamiento, situado aproximadamente a la altura de la mitad de la distancia D^tota lo largo de la que se extiende el arrollamiento 213 paralelamente a la direccion x, y un primer punto intermedio A del arrollamiento, situado a la altura de un primer extremo de la distancia D^{to t};

un segundo tramo conductor 213B en serpentm que forma N semiespiras de sentidos alternos, complementarios de las N semiespiras del tramo 213A, que se extienden entre el punto A y un segundo punto intermedio M del arrollamiento, situado aproximadamente a la altura de la mitad de la distancia D^{to t};

un tercer tramo conductor 213C en serpentm que forma N semiespiras de sentidos alternos, que se extienden entre el punto M y un tercer punto intermedio B del arrollamiento, situado a la altura del segundo extremo de la distancia D^{to t}; y

un cuarto tramo conductor 213D en serpentm que forma N semiespiras de sentidos alternos, complementarios de las N semiespiras del tramo 213C, que se extienden entre el punto B y un segundo extremo E2 del arrollamiento, situado aproximadamente a la altura de la mitad de la distancia D^{to t}, en la proximidad del primer extremo E1 del arrollamiento.

Mas particularmente, en el ejemplo representado, en la parte izquierda del arrollamiento (en la orientacion de la figura), el tramo 213A comprende N semiespiras en forma de U cuyas ramas verticales estan orientadas en sentidos opuestos segun una direccion y aproximadamente normal a la direccion x, y el tramo 213B comprende N semiespiras en forma de U cuyas ramas verticales estan orientadas alternadamente en unos sentidos opuestos segun la direccion y. Cada semiespira en U del tramo 213A tiene sus ramas verticales aproximadamente alineadas con las ramas verticales de una semiespira en U de orientacion opuesta del tramo 213B. Los tramos 213C y 213D se disponen segun una disposicion similar en la parte derecha del arrollamiento. De este modo, en este ejemplo, las porciones del arrollamiento 213 ortogonales a la direccion de desplazamiento x son recorridas dos veces y solo dos veces por el hilo o la pista del arrollamiento (excepcion hecha de las dos porciones ortogonales extremas del arrollamiento situadas en los dos extremos de la distancia D^{to t}, que, en este ejemplo, son recorridas una unica vez — esta excepcion no se produce por el contrario en el caso del captador angular de apertura angular de 360°, en el que todas las porciones radiales del arrollamiento pueden ser recorridas dos veces y solo dos veces por el hilo o la pista del arrollamiento), y las partes del arrollamiento 213 paralelas a la direccion de desplazamiento x son recorridas una vez y solo una vez por el hilo o la pista del arrollamiento.

En terminos de camino recorrido por el circuito electrico constitutivo de los motivos del arrollamiento secundario, la implementacion de la solucion de la figura 20D esta de conformidad con la implementacion de una solucion del tipo descrito en relacion con la figura 20B, y por transposicion lineal-angular esta igualmente de conformidad con la implementacion de las soluciones de las figuras 20A y 20C. Por el contrario, la secuencia segun la que se recorre este camino difiere entre el transductor de la figura 20D (y por transposicion el transductor de la figura 20C), y el transductor de la figura 20B (y por transposicion el transductor de la figura 20A). En particular, la disposicion descrita en relacion con las figuras 20D y 20A se concibe de manera que se hace aparecer un punto de conexion intermedio M comprendido entre los extremos E1 y E2.

El arrollamiento 213 puede estar provisto, ademas de los bornes PE1 y PE2 de conexion en sus extremos E1 y E2, por un tercer borne de acceso PM conectado al punto medio M del arrollamiento.

En el caso de los captadores multipolo que incluyen un numero N de pares de polos par, y tal como se representa en la figura 20D, el arrollamiento secundario dispone de tantas espiras 213 ⁱ⁺(llamadas positivas) a derecha como espiras 213ⁱ⁺a izquierda (N/2 en cada lado), y en consecuencia el arrollamiento secundario dispone de tantas espiras 213^i-(llamadas negativas) a derecha como espiras 213 ^i-a izquierda (N/2 de cada lado).

Una ventaja de la disposicion de arrollamiento secundario de la figura 20D cuando el numero de pares de polos toma un valor par, reside en el hecho de que la induccion es sustancialmente identica, en cuanto a signo, cualquiera que sea la posicion del objetivo con relacion al transductor, en las dos porciones E1-M y E2-M de un lado y otro del punto medio, mientras se permite a las tres conexiones E1, E2 y M se hallen proximas entre sf.

Esta implementacion preferida en la que el numero de pares de polos toma valores pares no es en ningun caso excluyente de otros modos de realizacion. A tftulo de variante, si el numero N de pares de polos es elevado, la eleccion de un numero N impar es totalmente aceptable en la medida en la que el error de simetna de la senal entre la porcion E1-M y la porcion E2-M evoluciona como una funcion inversa de N.

Los presentes inventores han constatado que cuando el captador se realiza segun el segundo modo de realizacion, si se referencia el punto medio M del arrollamiento a un potencial electrico dado de los medios de medida diferencial, por ejemplo un potencial constante y centrado sobre la dinamica de medida de tension de los medios de medida, la componente en modo comun contenida en la senal electrica presente en los bornes del dipolo E1-E2, que no lleva informacion util sobre la posicion y el desplazamiento del objetivo con relacion al transductor, es reducida con relacion a la componente en modo diferencial contenida en la misma senal electrica presente en los bornes del dipolo E1-E2, siendo por el contrario la componente en modo diferencial portadora de la informacion util sobre el desplazamiento del objetivo con relacion al transductor. La disposicion del captador de las figuras 20C y 20D que permite colocar el punto medio M en la proximidad inmediata de los extremos E1 y E2 presenta por tanto una cierta ventaja, por ejemplo con relacion a la disposicion del captador de la figura 20B en la que el punto medio M esta alejado de los extremos E1 y E2, y mas generalmente con relacion a las disposiciones de los captadores de las figuras 20A y 20B en las que las tensiones E1-M y E2-M dependen de la posicion del objetivo con relacion al transductor, o dicho de otra manera, con relacion a las disposiciones del captador en las que la relacion de la componente en modo comun sobre la componente en modo diferencial en los bornes de un arrollamiento secundario no es reducida y vana grandemente con la posicion del objetivo con relacion al transductor.

En particular, una ventaja de los captadores descritos en las figuras 20C y 20D cuando se conecta el punto medio M de manera adaptada a los medios de medida, reside en la gran inmunidad de los dos potenciales electricos en los extremos E1 y E2, a la componente del campo electromagnetico de excitacion (primario) que no vana con la posicion, mientras que el unico caracter espacialmente diferencial de la medida del captador de la figura 7 no garantiza una inmunidad mas que sobre la diferencia de los potenciales en los extremos E1 y E2.

Adicionalmente a la inmunidad al campo "directo" emitido por el primario (fuente interna al sistema), los captadores de las figuras 20C y 20D ofrecen igualmente una inmunidad incrementada a las perturbaciones electromagneticas y/o electrostaticas emitidas por una fuente externa en la zona de transduccion y por tanto la distribucion espacial es relativamente homogenea, o mas generalmente una inmunidad incrementada a cualquier forma de perturbacion electromagnetica y/o electrostatica con relacion a unos captadores tales como los descritos en las figuras 20A y 20B.

Unos ejemplos de ventajas practicas de una inmunidad incrementada a perturbaciones externas en la zona de transduccion son por ejemplo la reduccion de las limitaciones sobre las protecciones de los medios electronicos de medida, tales como las protecciones contra sobretensiones y/o la relajacion de las limitaciones de concepcion sobre los sistemas de acondicionamiento de las senales electricas, tales como la tasa de rechazo en modo comun de los amplificadores diferenciales.

Se observara que la adaptacion de un captador inductivo para implementar un punto medio segun el segundo modo de realizacion puede conducir a aumentar el numero de interfaces del circuito de acondicionamiento (por ejemplo el numero de patillas de un circuito integrado). Se observara en particular que segun el estado de la tecnica de la medida inductiva, es mas conveniente minimizar el numero de interfaces ffsicas sustituyendolas por el tratamiento electronico o digital. No obstante, Este segundo modo de realizacion permite alcanzar con una solucion electronica relativamente simple, niveles de inmunidad y de robustez de la medida mucho mas elevados que con las soluciones conocidas.

La figura 20E es una representacion electrica de "pequenas senales" de los fenomenos de induccion utiles V^{m i}y V^{m 2}, es decir de las senales portadoras de la informacion o de una parte de la informacion sobre la posicion y/o el desplazamiento del objetivo con relacion al transductor, y fenomenos de induccion parasitos V^p, V^p', y V^p" en unos hilos de conexion entre los bornes E1, E2 y M del transductor, y los bornes PE1, p E2 y PM por ejemplo unidos a la altura de unos medios electricos exteriores. En esta figura, y siempre que los hilos conectados desde E1, E2 y M esten cerca, las perturbaciones en modo comun V^p, V^p', y V^p" son sustancialmente iguales y se compensan sustancialmente en las medidas V^{p e i}(realizada en los bornes del dipolo PM-PE1) y V^{p e 2}(realizada en los bornes del dipolo PM-PE2) por un lado, y en la medida V^{p e i p e 2}realizada en los bornes del dipolo PE1-PE2 por otro lado. Una vez fijado el potencial del borne PM a un valor conocido V^{r e f}, las senales medidas en los bornes del tripolo (PE1, PE2, PM) se convierten en extremadamente inmunizadas a las perturbaciones electromagneticas exteriores en la zona de conexion entre los bornes del transductor (E1, E2, M) y los bornes de conexion a los medios electricos exteriores (PE1, PE2, PM), por un lado en primer lugar limitando los riesgos de sobretension en las entradas de los medios electronicos (los niveles de las senales permanecen en la dinamica de los medios de acondicionamiento, y la medida es valida incondicionalmente), y por otro lado en segundo lugar relajando las exigencias sobre las tasas de rechazo en modo comun de la medida diferencial V^{p e i p e 2}(el error de medida introducido por las perturbaciones es reducido). Por ejemplo, se puede aplicar al borne PM una tension de referencia del bloque de acondicionamiento, o la mitad de la dinamica de alimentacion del bloque de acondicionamiento, o tambien la masa electronica, sin que estos modos de realizacion sean exclusivos de otros modos de realizacion tales como por ejemplo la conexion del borne PM o M directamente a un potencial del transductor tal como la masa.

Se obtiene asf una senal representativa de la posicion del objetivo con relacion al transductor, particularmente robusta a las perturbaciones y/o a los efectos de acoplamientos parasitos, tanto si tienen lugar en la zona de transduccion como en la zona de conexion entre el transductor y unos medios electricos exteriores, y tanto si son de naturaleza inductiva tal como se ha presentado en el esquema electrico de la figura 20E, como de naturaleza capacitiva con el entorno electrico del transductor y/o el arrollamiento primario y en particular las porciones proximas al punto caliente del primario (tension elevada).

Por otra parte, en el caso de que el transductor comprenda varios arrollamientos secundarios desplazados espacialmente (por ejemplo tal como se describe en relacion con la figura 5), los diferentes arrollamientos pueden disponerse en y/o sobre diferentes capas de soporte superpuestas incluyendo cada una uno o varios niveles de metalizacion. Esta configuracion, aunque satisfactoria para numerosas aplicaciones, puede plantear sin embargo problemas de robustez y de precision. En efecto, da como resultado que los planos medios de los diferentes arrollamientos secundarios se situan a distancias ligeramente diferentes del arrollamiento primario y del objetivo. De donde resulta principalmente, en primer lugar, una diferencia de ganancia de transduccion, y por tanto una diferencia de nivel de senal en la salida de los diferentes arrollamientos secundarios, y en segundo lugar unas caractensticas de linealidad diferentes entre varios arrollamientos secundarios de un mismo transductor.

Para resolver este problema, se preve preferentemente, como se ilustra en las figuras 21A, 21B, 22A y 22B a tftulo de ejemplo no limitativo, repartir los diferentes arrollamientos secundarios del transductor en dos niveles de metalizacion, por ejemplo en una misma capa de soporte a dos niveles de metalizacion, de tal manera que, para cada arrollamiento, la longitud de la pista o hilo del arrollamiento dispuesto en el primer nivel de metalizacion sea aproximadamente igual a la longitud de pista o hilo del arrollamiento dispuesto en el segundo nivel de metalizacion. Preferentemente, se preve una alternancia sostenida de los cambios de plano de metalizacion, de tal manera que una pista de secundario no pueda recorrer sobre el mismo plano una distancia (por ejemplo una apertura angular en el caso de un captador angular) superior a un semiperiodo electrico. En un modo de realizacion preferido, las zonas de cambio de plano de metalizacion se localizan de manera que exista una relacion de simetna y/o de antisimetna entre la mayor parte de las porciones de las pistas dispuestas sobre el primer nivel de metalizacion, y la mayor parte de las porciones de pistas dispuestas sobre el segundo nivel de metalizacion, tal como se ha ilustrado en las figuras 21A, 21B, 22A y 22B.

De este modo, los planos medios de los diferentes arrollamientos secundarios estan entremezclados y corresponden a un plano intermedio virtual situado entre el primer y segundo niveles de metalizacion. Lo que confiere a cada fuerza electromotriz inducida en los bornes de cada secundario, una respuesta en funcion de la posicion del objetivo sustancialmente identica en terminos de amplitud y de linealidad, a la de las fuerzas electromotrices inducidas en los bornes de los otros secundarios.

Se observara que los ejemplos de realizacion presentados en las figuras 21A, 21B, 22A y 22B corresponden a unos captadores de extension angular Dtot=360°, es decir cuya banda angular ocupada por cada secundario tiene una apertura angular sustancialmente igual a una vuelta completa. Estos ejemplos no son exclusivos de variantes de realizacion que implementanan unos captadores de apertura angular estrictamente inferior a 360°, por ejemplo inferior o igual a 180° con el fin de permitir un montaje "por el costado" del captador alrededor de un arbol en rotacion, mas que un montaje "a traves" del captador alrededor de dicho arbol en el caso del captador de apertura angular de 360° tal como se describe en las figuras 21A, 21B, 22A y 22B por ejemplo. En estas condiciones se recordara por otro lado que la apertura angular del objetivo puede conservar alternativamente un valor de 360° independientemente de la apertura angular tomada por el o los secundarios del transductor, o tomar un valor inferior a 360° y por ejemplo adaptado al intervalo de desplazamiento angular de la aplicacion.

Las figuras 21A y 21B son unas vistas de frente que representan de manera sistematica un ejemplo de realizacion de un transductor de dos arrollamientos secundarios 223 (en trazo hueco) y 223' (en trazo continuo) desplazados espacialmente en un cuarto de periodo electrico del captador, para un captador inductivo de desplazamiento angular. En el ejemplo representado, el numero N de pares de polos del captador es igual a 6, y cada arrollamiento secundario 223, 223' comprende 2N=12 bucles o espiras. Los modos de realizacion descritos no se limitan sin embargo a este caso particular. En este ejemplo, los dos arrollamientos secundarios 223 y 223' estan formados en y sobre un mismo soporte de dos niveles de metalizacion M1 y M2 unidos mediante unas vfas conductoras (representadas esquematicamente por unos redondeles). Para cada arrollamiento, la longitud de la pista formada en el nivel M1 es aproximadamente igual a la longitud de la pista formada en el nivel M2. La figura 21A es una vista de frente del nivel de metalizacion M1, y la figura 21B es una vista de frente del nivel de metalizacion M2. Se encuentran sustancialmente los motivos del nivel M1 a partir de los motivos del nivel M2 por antisimetna con relacion a un plano intermedio entre los planos medios de los niveles M1 y M2.

Los arrollamientos 223 y 223' tienen cada uno, vistos desde arriba, una disposicion del tipo descrito en relacion con la figura 20C (es decir una disposicion del tipo descrito en relacion con la figura 20D adaptada a una configuracion angular, aplicandose entonces el principio de bobinado descrito en relacion con la figura 20D de manera similar, no siendo ya la distancia Dtot una distancia lineal sino siendo mas bien una distancia angular, igual a 360°).

De este modo, el arrollamiento 223 comprende:

un primer tramo conductor 223A en serpentm curvado formando N semiespiras de sentidos alternos, extendiendose a lo largo de una primera semi-banda anular circular (en el ejemplo representado) entre un primer extremo E1 del arrollamiento 223, situado aproximadamente a la altura de la mitad de la distancia D^tot(por ejemplo en la proximidad — es decir cerca de 5° y preferentemente cerca de 2°— de una posicion angular a la que se asignara arbitrariamente el valor 0°), y un punto intermedio A del arrollamiento, situado a la altura del primer extremo de la distancia D^tot(por ejemplo en la proximidad del angulo 180°);

un segundo tramo conductor 223B en serpentm curvado formando N semiespiras de sentidos alternos, complementarios de las N semiespiras del tramo 223A, que se extienden a lo largo de la primera semi-banda anular entre el punto A y un segundo punto intermedio M del arrollamiento, situado aproximadamente a la altura de la mitad de la distancia D^tot(por ejemplo en la proximidad del angulo 0°);

un tercer tramo conductor 223C en serpentm curvado formando N semiespiras de sentidos alternos, que se extiende a lo largo de una segunda semi-banda anular complementaria de la primera semi-banda entre el punto M y un tercer punto intermedio B del arrollamiento, situado a la altura de un extremo opuesto de la distancia D^tot(por ejemplo en la proximidad al angulo -180°); y

un cuarto tramo conductor 223D en serpentm curvado formando N semiespiras de sentidos alternos, complementarios de las N semiespiras del tramo 223C, que se extienden a lo largo de la segunda semi-banda anular entre el punto B y un segundo extremo E2 del arrollamiento, situado aproximadamente a la altura de la mitad de la distancia D^tot(en este ejemplo en la proximidad al angulo 0°).

Tal como surge en las figuras 21A y 21B, en este ejemplo (no limitativo), las porciones del arrollamiento 223 ortogonales a la direccion de desplazamiento del objetivo con relacion al captador, es decir las ramas radiales del arrollamiento, se recorren dos veces y solo dos veces por el hilo o la pista del arrollamiento, y las porciones del arrollamiento 223 paralelas a la direccion de desplazamiento del objetivo con relacion al captador, es decir las ramas orto-radiales del arrollamiento, se recorren una vez y solo una vez por el hilo o la pista del arrollamiento.

Mas particularmente, en este ejemplo: las porciones radiales posicionadas en unos angulos desplazados en 0° modulo un semiperiodo electrico, con relacion al angulo que caracteriza el extremo E1, se recorren dos veces y solo dos veces por el hilo o la pista del arrollamiento 223; las porciones radiales posicionadas en unos angulos desplazados en un cuarto de periodo electrico modulo un semiperiodo electrico, con relacion al angulo que caracteriza el extremo E1, son recorridas dos veces y solo dos veces por el hilo o la pista del arrollamiento 223'; y las porciones orto-radiales son recorridas una vez y solo una vez por el hilo o la pista del arrollamiento 223, y una vez y solo una vez por el hilo o la pista del arrollamiento 223'.

Este modo de realizacion permite contener en dos planos y solo dos planos de metalizacion, dos secundarios tales como se han descrito en las soluciones anteriores, es decir sin hacer concesion a la forma global de los motivos de cada secundario. Se observara que los modos de realizacion presentados en las figuras 21A, 21B, 22A y 22B implementan dos secundarios dispuestos en dos planos de metalizacion, pero no son en ningun caso exclusivos de otros modos de realizacion tal como un modo de realizacion que implementara por ejemplo tres secundarios dispuestos sobre tres planos de metalizacion.

En este ejemplo, cada una de las semiespiras en U en cada uno de los tramos 223A, 223B, 223C y 223D del arrollamiento 223 (en trazo hueco) tiene aproximadamente la mitad de su longitud en el nivel de metalizacion M1 y la otra mitad de su longitud en el nivel de metalizacion M2. Un cambio de nivel se produce cada L/2 metros de pista conductora aproximadamente, en la que L designa la longitud de una espira del arrollamiento, constituida por la puesta en serie de dos semiespiras en U complementarias. En el ejemplo representado, los puntos de cambio de nivel del arrollamiento se situan en la parte media de las ramas orto-radiales (o ramas horizontales) de las U que forman la semiespiras. Los modos de realizacion descritos no se limitan sin embargo a este caso particular. En las figuras 21A y 21B, Los numeros que van de c l a c28 designan, en el orden de recorrido entre los bornes E1 y E2, diferentes porciones del arrollamiento 223.

El arrollamiento secundario 223' (en trazo continuo) se dispone en los niveles M1 y M2 segun una disposicion sustancialmente identica a la del arrollamiento 223, pero con un desplazamiento angular de aproximadamente un cuarto de periodo electrico (es decir de 15° en este ejemplo) con relacion al arrollamiento 223.

Se observara que en la estructura de las figuras 21A y 21B, las pistas de conexion en los extremos E1 y E2 del arrollamiento 223 pueden situarse por ejemplo respectivamente en los niveles de metalizacion M1 y M2, y estan superpuestas entre sf. Esto permite minimizar la diferencia de acoplamiento parasito en cada una de estas ramas con cualquier fuente de induccion exterior (pista de conexion al primario, perturbacion electromagnetica exterior, etc.). Una pista de acceso al punto medio M del arrollamiento puede situarse en un tercer nivel de metalizacion (no representado), superpuesto a las pistas de acceso a los bornes E1 y E2 que se encuentran en los niveles de metalizacion M1 y/o M2, o situarse en uno de los niveles de metalizacion M1 y M2, ligeramente desplazada con relacion a las pistas de acceso a los bornes E1 y E2. Una disposicion similar de las pistas de acceso a los bornes correspondientes E1', E2' y M' del arrollamiento puede preverse para el arrollamiento 223'. De manera mas general, cualquiera que sea la disposicion de las pistas de acceso, con el fin de aumentar la inmunidad a las perturbaciones electromagneticas entre la zona de transduccion (secundario) y los bornes de acceso y/o de conexion a los medios de acondicionamiento de senales, se busca preferentemente conservar los caminos desde los extremos E1 y E2 lo mas proximos posibles (por ejemplo superpuestos en la tecnologfa PCB), y en una menor medida situar el camino desde el punto intermedio M bastante proximo a los caminos desde los extremos E1 y E2.

Se observara por otro lado que en el ejemplo de las figuras 21A y 21B, ademas de las vfas que realizan los cambios de nivel de metalizacion de los arrollamientos 223 y 223', y las pistas conductoras que circulan en cada plano de metalizacion con unos fines de captacion de campo, se han repartido regularmente unas vfas o pastillas conductoras de rellenado, sin funcion de conexion electrica entre unas pistas de captacion de campo, a lo largo de los arrollamientos 223 y 223'. Estos motivos conductores de rellenado tienen como papel simetrizar la estructura conductora del transductor, con el fin de periodificar su influencia sobre la distribucion espacial del campo, y muy particularmente minimizar las singularidades de la distribucion de campo que se traducinan en una evolucion de la senal a la salida del secundario en funcion de la posicion. La adicion de estos motivos conductores de rellenado es sin embargo facultativa. En particular, si las vfas que realizan los cambios de nivel de metalizacion presentan dimensiones reducidas con relacion al grosor de la piel, a la frecuencia de trabajo, del material que las constituye, se puede prever no anadir las pastillas conductoras y en particular no proceder a su perforacion, lo que puede disminuir el coste del dispositivo.

Las figuras 22A y 22B son unas vistas de frente que representan de manera esquematica una variante de realizacion de un transductor del tipo descrito en relacion con las figuras 21A y 21B. Esta variante de realizacion difiere del ejemplo de las figuras 21A y 21b debido a que, en el ejemplo de las figuras 22A y 22B, los cambios de nivel de metalizacion son mas numerosos que en el ejemplo de las figuras 21A y 21B. De este modo, en el ejemplo de las figuras 22A y 22B, tiene lugar un cambio de nivel de metalizacion cada L/2 metros de pista conductora del arrollamiento secundario, en la que L es la longitud de una espira del arrollamiento, se preven realizar k cambios de nivel de metalizacion cada L/2 metros de pista, siendo k entero superior o igual a 2. El numero k puede elegirse teniendo en cuenta unos radios internos y externos del transductor. A tftulo de ejemplo no limitativo, para unas dimensiones de captador dadas y cuando los cambios de nivel se efectuan unicamente en las porciones orto-radiales de las espiras, k puede elegirse tan grande como sea posible colocar de las vfas adyacentes (por ejemplo equi-repartidas) sobre las porciones ortoradiales sin que estas vfas entren en cortocircuito. Por razones de simplificacion, se ha representado en las figuras 22A y 22B un ejemplo de realizacion para un captador de N=2 pares de polos, en el que el transductor comprende 2 arrollamientos secundarios 233 (en trazo discontinuo) y 233' (en trazo continuo) desplazados angularmente en un cuarto de periodo electrico del captador (es decir en 360°/4N = 45° en este ejemplo). La variante de las figuras 22A y 22B es sin embargo compatible con captadores que incluyen un numero de pares de polos mayor. Como en el ejemplo de las figuras 21A y 21B, pueden preverse unos motivos conductores de rellenado sin funcion de conexion electrica para simetrizar por anticipado la estructura.

Tercer aspecto

En los ejemplos de realizacion de captadores multipolo descritos hasta el momento, para una dimension D^totdada de un arrollamiento secundario del transductor paralelamente al grado de libertad del objetivo con relacion al captador, y para un numero N de pares de polos dado, la extension maxima del intervalo de las posiciones que pueden detectarse por el captador es de aproximadamente un semiperiodo electrico (por ejemplo D^tot/2N es decir 360°/2N en el caso de un captador angular) si el captador incluye un unico arrollamiento secundario, y puede elevarse hasta aproximadamente un periodo electrico (por ejemplo D^tot/N es decir 360°/N en el caso de un captador angular) si el captador incluye mas de un arrollamiento secundario, por ejemplo se incluyen dos arrollamientos secundarios identicos desplazados espacialmente en un cuarto de periodo electrico (por ejemplo D^tot/4N, es decir 360°/4N en el caso de un captador angular), o tambien se incluyen tres arrollamientos secundarios identicos desplazados sustancialmente en un sexto de periodo electrico (por ejemplo D^tot/6N, es decir 360°/6N en el caso de un captador angular). En cualquier caso, los captadores de desplazamiento angular multipolo del tipo descrito anteriormente no permiten efectuar medidas de desplazamiento en toda una vuelta completa (360°) de manera absoluta, es decir sin recurrir a procedimientos de memorizacion del historico de los desplazamientos, y/o de los procedimientos de referenciacion de la posicion en el arranque y/o en el transcurso del funcionamiento del captador. Se constata que esto es verdadero cualquiera que sea el numero N de pares de polos superior o igual a 2 y puede ser incluso mas problematico cuando el numero N es elevado, por ejemplo N>4 y preferentemente N>6. Los captadores inductivos de desplazamiento lineal descritos anteriormente presentan las mismas limitaciones y no permiten efectuar una medida sobre la extension completa de D^totde manera absoluta.

Segun un tercer aspecto, se busca realizar un captador inductivo de desplazamiento tal que, para un numero N de pares de polos dado, para una dimension dada D^totdel o de los arrollamientos secundarios del transductor paralelamente al grado de libertad del captador, el captador este adaptado para detectar la posicion del objetivo con relacion al transductor sustancialmente en toda la extension D^totdel transductor. En particular, en el caso de un captador de posicion angular, se busca realizar un captador adaptado para detectar la posicion del objetivo con relacion ^{al transductor sobre una vuelta completa, es decir sobre un intervalo angular de aproximadamente}360^{°, y esto incluso}cuando el numero N de pares de polos del captador es grande, por ejemplo N>4 y preferentemente N>6.

La figura 23 es una vista de frente que representa de manera esquematica un ejemplo de un captador inductivo de desplazamiento angular multipolo. En la figura 23, solo se ha representado el objetivo del captador.

El objetivo del captador de la figura 23 comprende, como en el ejemplo de la figura 3B, N motivos conductores 117ⁱ(N=6 en el ejemplo representado) regularmente repartidos a lo largo de los 360° de una primera banda anular circular 118 del objetivo. Cada motivo conductor 117ⁱtiene la forma de una porcion o de un sector de la primera banda anular 118, la apertura angular a^Naproximadamente igual a D^tot/2N = 360°/2N, estando separados dos motivos 117ⁱconsecutivos por un sector de la primera banda anular 118, sustancialmente de la misma apertura angular a^N. El objetivo del captador de la figura 23 comprende ademas N+1 motivos conductores 119^j, siendo j entero que va de 1 a N+1, regularmente repartidos a lo largo de los 360° de una segunda banda anular circular 120 del objetivo, concentrica con la primera banda 118 y no superpuesta a la primera banda 118. En el ejemplo representado, la segunda banda anular tiene un radio interno superior al radio externo de la primera banda anular. Cada motivo conductor 119j tiene la forma de un sector de la segunda banda anular 120, de apertura angular a^N+1aproximadamente igual a D^tot/2(N+1) = 360°/2(N+1), estando separados dos motivos conductores 119j consecutivos por un sector de la segunda banda anular 120, sustancialmente del mismo angulo a^N+1.

El transductor (no representado por razones de simplificacion) del captador de la figura 23 esta en correspondencia con el objetivo representado, es decir que comprende:

uno o varios arrollamientos primarios adaptados para producir una excitacion magnetica en una primera y segunda bandas anulares circulares del transductor sustancialmente identicas a la primera y segunda bandas anulares 118 y 120 del objetivo, destinados a posicionarse respectivamente frente de la primera y segunda bandas anulares 118 y 120 del objetivo;

al menos un primer y segundo arrollamientos secundarios de periodo electrico D^tot/N (por ejemplo 360°/N en el ejemplo del captador angular), incluyendo cada uno N espiras del mismo sentido de arrollamiento, en forma de sectores de apertura angular a^Nde la primera banda anular del transductor, regularmente repartidos a lo largo de la primer banda anular del transductor, o, a tttulo de variante, incluyendo 2N espiras de sentidos de arrollamiento alternos en forma de sectores de apertura angular a^Nde la primera banda anular del transductor, regularmente repartidos a lo largo de la primera banda anular del transductor; y

al menos un tercer y cuarto arrollamientos secundarios de periodo electrico D^tot/(N+1) (por ejemplo 360°/(N+1)), incluyendo cada uno N+1 espiras del mismo sentido de arrollamiento en forma de sectores de apertura angular a^N+1de la segunda banda anular del transductor, regularmente repartidos a lo largo de la segunda banda anular del transductor, o, a tttulo de variante, incluyendo 2(N+1) espiras de sentidos de arrollamiento alternos en forma de sectores de apertura angular a^N+1de la segunda banda anular del transductor, regularmente repartidos a lo largo de la segunda banda anular del transductor.

Preferentemente, en la primera banda anular, el segundo arrollamiento secundario de periodo electrico D^tot/N es sustancialmente identico al primer arrollamiento y desplazado espacialmente en un cuarto de periodo electrico (D^tot/4N) con relacion al primer arrollamiento, y, en la segunda banda anular, el cuarto arrollamiento secundario de periodo electrico D^tot/(N+1) es sustancialmente identico al tercer arrollamiento y desplazado espacialmente en un cuarto de periodo electrico (D^tot/4(N+1) con relacion al tercer arrollamiento. De manera mas general, el transductor puede comprender, en la primera banda anular, una pluralidad de arrollamientos secundarios de periodo electrico D^tot/N, sustancialmente identicos al primer arrollamiento y desplazados espacialmente relativamente entre ellos en un cierto porcentaje de periodo electrico, y, en la segunda banda anular, una pluralidad de arrollamientos secundarios de periodo electrico D^tot/(N+1), sustancialmente identicos al tercer arrollamiento y desplazados espacialmente relativamente entre ellos en un cierto porcentaje de periodo electrico.

El funcionamiento del captador de la figura 23 se describira ahora en relacion con la figura 24. Se considera el caso (no limitativo) en el que el transductor del captador comprende, en la primera banda anular del transductor, un primer par de arrollamientos secundarios identicos de periodo electrico 360°/2n , desplazados espacialmente en un cuarto de periodo electrico, y, en la segunda banda anular del transductor, un segundo par de arrollamientos secundarios identicos de periodo electrico 360°/2(N+1), desplazados espacialmente en un cuarto de periodo electrico. Como se ha indicado anteriormente, este captador es adecuado para suministrar dos juegos de dos fuerzas electromotrices distintas, a partir de las que se puede construir una estimacion de posicion respectivamente sobre un intervalo de posicion igual a 360°/2N y sobre un intervalo de posicion igual a 360°/2(N+1).

La figura 24 es un diagrama que representa la evolucion, en funcion de la posicion del objetivo con relacion al transductor, de la estimacion 0ⁿ(en trazo continuo) de la posicion obtenida a partir de las fuerzas electromotrices ^{medidas en los bornes del primer par de arrollamientos secundarios, y de la estimacion}0^{n 1 (en trazo discontinuo) de}la posicion obtenida a partir de las fuerzas electromotrices medidas en los bornes del segundo par de arrollamientos secundarios del transductor.

Como se observa en la figura 24, cuando la posicion angular 0 del objetivo con relacion al transductor vana de 0° a 360°, la senal de estimacion de posicion 0ⁿvana de manera periodica entre un valor base sustancialmente igual a 0 y un valor alto sustancialmente igual a 1 (las estimaciones de posicion se normalizan aqrn por razones de simplificacion, los modos de realizacion descritos no se limitan a este caso particular), con un periodo de variacion igual al periodo electrico del primer par de arrollamientos secundarios, es decir igual a 360°/N = 60° para N = 6. Ademas, la senal de ^{estimacion de posicion}0^{n 1 vana de manera periodica entre los valores bajo 0 y alto 1, con un periodo de variacion}igual al periodo electrico del segundo par de arrollamientos secundarios, es decir igual a 360°/N+1 = 51,4° para N = 6.

Combinando los niveles de las senales de estimacion de posicion 0ⁿy 0^{n i}, se obtienen dos escalas de medida distintas sobre una vuelta completa del captador, es decir dos distribuciones diferentes del mismo intervalo de 360°. El principio de un vernier aplicado a estas dos escalas de medida angular, es decir la construccion de la diferencia 0^{n i}-0ⁿentre las dos estimaciones de posicion normalizadas 0^{n i}y 0ⁿ, permite estimar la posicion y/o el desplazamiento del objetivo relativamente al transductor sobre la totalidad de la distancia D^tot= 360° (es decir sobre una vuelta completa).

Mas particularmente, una de las senales de estimacion de posicion, por ejemplo la senal 0ⁿ, puede utilizarse para suministrar una informacion de desplazamiento "fina" del objetivo en N intervalos angulares de extensiones restringidas al periodo electrico 360°/N, y la diferencia 0^{n i}-0ⁿentre la otra senal de estimacion de posicion (la senal 0^{n i}en este ejemplo) y esta senal puede utilizarse para suministrar una informacion absoluta gruesa de la posicion del objetivo sobre una vuelta completa. En estas condiciones, la informacion absoluta gruesa permite adaptar la informacion fina pero limitada angularmente, con el fin de realizar una estimacion de desplazamiento absoluto y fino sobre 360°.

Una ventaja del captador de la figura 23 es que permite aprovecharse en un cierta medida de las ventajas de captadores multipolo, principalmente en terminos de robustez a los errores de posicionamiento, mientras esta adaptado para suministrar medidas sobre un intervalo de posicion extendido con relacion a los captadores multipolo del tipo descrito anteriormente.

De manera general, se observara que el modo de realizacion descrito anteriormente puede adaptarse a dos senales 0^{n i}y 0^{n 2}, siendo N1 y N2 unos enteros diferentes que no presentan necesariamente una diferencia unitaria. En estas condiciones, un captador caracterizado por N1 y n 2 = N1+2, que presente una disposicion similar a la disposicion del captador de la figura 23, permite extender la medida absoluta sobre un intervalo D^tot/N = 180°. De manera mas general, un captador caracterizado por N1 y N2 = N1+r, siendo r entero positivo estrictamente inferior a N1, permite bajo ciertas condiciones extender la medida absoluta sobre un intervalo D^tot/k = 360°/r.

En este caso general, r es muy claramente un entero estrictamente positivo, es decir no nulo (o superior o igual a 1), de tal manera que N2 es superior o igual a N1 1. Si r no fuera estrictamente positivo, N2 podna ser igual a N1 si r=0, ^{y las dos senales 0n i y}0^{n 2 senan identicas (no distintas) y no permitinan estimar la posicion absoluta por la diferencia}entre las dos estimaciones de posicion normalizada, tal como se ha explicado anteriormente.

Ademas, r es un entero inferior o igual a N1-1, de tal manera que N2 es inferior o igual a 2N1-1. Si N2 pudiera ser igual a 2N1, la diferencia entre las dos estimaciones de posicion normalizada, tal como se ha descrito anteriormente, suministrana una informacion proxima a la suministrada por el unico primer juego de motivos (correspondiente a N1) y no permitina estimar mejor la posicion absoluta por la diferencia entre las dos estimaciones de posicion normalizada. De este modo, en cuanto r es inferior o igual a N1-1, son aplicables los modos de realizacion y ventajas de la invencion.

En la practica, r tiene un valor preferentemente reducido, por ejemplo r es igual a 1 como se ha descrito anteriormente y se ilustra en la figura 23. Esto permite efectuar una medida absoluta sobre el intervalo mas grande, de 360°. En ciertas aplicaciones, puede ser preferible elegir un valor de r igual a 2 (medida absoluta sobre 180° cuando D^tot= 360°), o elegir un valor de r igual a 3 (medida absoluta sobre 120° cuando D^tot= 360°), o tambien elegir un valor de r igual a 4 (medida absoluta sobre 90° cuando D^tot= 360°), o tambien elegir un valor de r igual a 5 (medida absoluta sobre 72° cuando D^tot= 360°), etc...

El captador de la figura 23 plantea sin embargo diversos problemas. En particular, el volumen del captador se incrementa con relacion al captador del tipo descrito anteriormente. En efecto, en el ejemplo de la figura 23, la superficie de transductor "util" para realizar una medida es la de una banda anular circular de anchura aproximadamente dos veces superior a la de la banda anular "util" de un transductor del tipo descrito en relacion con la figura 3A. Igualmente la superficie de objetivo "util" para realizar una medida es la de una banda anular de anchura aproximadamente dos veces superior a la de la banda anular "util" de un objetivo del tipo descrito en relacion con la figura 3B. Ademas, la realizacion del primario es mas compleja que en los modos de realizacion anteriores si se desea excitar de manera relativamente uniforme cada una de las bandas anulares de escala N y N+1 del captador. En la practica, puede ser necesario utilizar tres juegos de espiras distintos para realizar el arrollamiento primario de excitacion.

La figura 25 es una vista de frente que representa de manera esquematica un ejemplo de un modo de realizacion de un captador inductivo de desplazamiento. El captador de la figura 25 es un captador multipolo de dos escalas de medida N y N+1, funcionando segun el principio de un vernier tal como se ha descrito en relacion con las figuras 23 y 24. En la figura 25, solo se ha representado el objetivo del captador.

El objetivo del captador de la figura 25 comprende una pluralidad de motivos conductores 127ⁱdisjuntos, repartidos a lo largo de los 360° de una banda anular circular 130 del objetivo. Como se observa en la figura 25, el juego de motivos formado por los motivos conductores 127ⁱes no periodico. Los diferentes motivos conductores 127ⁱtienen la forma de sectores angulares, de aperturas angulares diferentes, de la banda anular 130 del objetivo, y estan a priori irregularmente repartidos a lo largo de la banda anular 130.

El juego de motivos formado por los motivos conductores 127ⁱsobre la banda anular 130 del objetivo corresponde a la superposicion (virtual) del primer y segundo juegos de motivos conductores periodicos de periodicidades respectivas 3607N y 360°/(N+1). El primer juego de motivos incluye N motivos elementales l29 j (en trazos continuos) regularmente repartidos a lo largo de la banda anular 130 del objetivo, teniendo cada motivo elemental 129j la forma de un sector de la banda anular 130, de apertura angular aproximadamente igual a 360°/2N. El segundo juego de motivos incluye N+1 motivos elementales 131^k(en trazos discontinuos), regularmente repartidos a lo largo de la banda anular 130, teniendo cada motivo elemental 131^kla forma de un sector de la banda anular 130, de apertura angular aproximadamente igual a 360°/2(N+1). En otras palabras, las superficies de motivos conductores del objetivo de la figura 25 corresponden a la acumulacion o a la union de las superficies de los motivos conductores de un primer objetivo del tipo descrito en relacion con la figura 3B, de periodo electrico 360°/N, y un segundo objetivo similar, que presenta los mismos radios internos y externos del primer objetivo, pero que tiene un periodo electrico 360°/(N+1).

El transductor (no representado por razones de simplificacion) del captador de la figura 25 esta adaptado por ejemplo a los motivos conductores del objetivo de manera similar a lo que se ha descrito en relacion con el ejemplo de la figura 23. En particular, comprende por ejemplo:

al menos un arrollamiento primario adaptado para producir una excitacion magnetica aproximadamente uniforme en una banda anular circular del transductor sustancialmente identica a la banda anular circular 130 del objetivo, destinado a posicionarse enfrente de la banda anular 130 del objetivo;

al menos un primer y segundo arrollamientos secundarios de periodicidad 360°/N, desplazados espacialmente en una fraccion de periodo electrico, extendiendose a lo largo de la banda anular circular del transductor; y al menos un tercer y cuarto arrollamientos secundarios de periodicidad 360°/(N+1), desplazados espacialmente en una fraccion de periodo electrico, extendiendose a lo largo de la misma banda anular del transductor.

Los presentes inventores han constatado que, aunque los motivos conductores de periodo electrico 360°/N y 360°/(N+1) del objetivo se superponen y se cortocircuitan, y en consecuencia el objetivo incluye unos motivos conductores 127ⁱirregularmente repartidos sobre una vuelta completa de 360°, estos motivos presentan unas aperturas angulares residuales que pueden ser diferentes de las aperturas angulares periodicas de los motivos de los juegos de arrollamientos secundarios del transductor, el captador de la figura 25 permite efectuar, con muy buenos rendimientos, unas medidas de desplazamiento sobre la totalidad de la distancia D^tot(es decir sobre una vuelta completa) mediante un metodo de lectura de tipo vernier similar o identico al metodo descrito en relacion con las figuras 23 y 24.

Una ventaja del captador de la figura 25 es que, debido a la superposicion de los motivos de penodos electricos respectivos 360°/N y 360°/(N+1), el volumen del captador puede reducirse con relacion a una configuracion del tipo descrito en relacion con la figura 23. Ademas, el unico arrollamiento primario, por ejemplo del tipo descrito en relacion con la figura 3A, es suficiente para generar una excitacion magnetica suficientemente uniforme para un buen funcionamiento del captador.

La figura 26 es una vista de frente que representa de manera esquematica una variante de realizacion del captador de la figura 25. En la figura 26, solo se ha representado el objetivo del captador.

El objetivo del captador de la figura 26 comprende una pluralidad de motivos conductores 137ⁱdisjuntos, repartidos a lo largo de los 360° de una primera banda anular circular 138 o banda ancha del objetivo.

El juego de motivos formado por los motivos 137ⁱsobre la banda anular 138 del objetivo corresponde a la superposicion de primer y segundo juegos de motivos periodicos de penodos electricos respectivos 360°/N y 360°/(N+1). El primer juego de motivos incluye N motivos conductores elementales 139j (en trazos continuos) regularmente repartidos a lo largo de la primera banda anular 138 del objetivo, teniendo cada motivo elemental 139j la forma de un sector angular de la primera banda anular 138 del objetivo, de apertura angular aproximadamente igual a un semiperiodo electrico 360°/2n . El segundo juego de motivos incluye N+1 motivos elementales 141^k(en trazos discontinuos), regularmente repartidos a lo largo de una segunda banda anular circular 142 o banda estrecha del objetivo, concentrica con la banda anular 138 e incluida en la banda anular 138, es decir que presenta un radio interior superior al radio interior de la primera banda anular, y/o un radio exterior inferior al radio exterior de la banda anular 138. Cada motivo elemental 141^ktiene la forma de un sector angular de la banda anular 142 del objetivo, de apertura angular aproximadamente igual a 360°/2(N+1). La anchura (dimension radial) de la segunda banda anular 142 del objetivo es preferentemente netamente inferior a la anchura (radial) de la primera banda anular 138 del objetivo, por ejemplo dos a veinte veces mas reducida que la anchura de la primera banda anular (la banda ancha).

El transductor (no representado por razones de simplificacion) del captador de la figura 26 esta adaptado por ejemplo a los motivos conductores del objetivo de manera similar a lo que se ha descrito en relacion con los ejemplos de las figuras 23 y 25. En particular, comprende por ejemplo:

al menos un arrollamiento primario adaptado para producir una excitacion magnetica aproximadamente uniforme en una primera banda anular circular del transductor (banda ancha) sustancialmente identica a la primera banda anular 138 del objetivo, destinado a posicionarse enfrente de la primera banda anular circular del objetivo; al menos un primer y segundo arrollamientos secundarios de periodicidad 360°/N, desplazados espacialmente en una fraccion de periodo electrico, extendiendose a lo largo de la primera banda anular circular del transductor (la banda ancha); y

al menos un tercer y cuarto arrollamientos secundarios de periodicidad 360°/(N+1), desplazados espacialmente en una fraccion de periodo electrico, dispuestos a lo largo de una segunda banda anular circular del transductor (banda estrecha), sustancialmente identica a la segunda banda anular 142 del objetivo y destinada a posicionarse enfrente de la banda anular 142 del objetivo.

El funcionamiento del captador de la figura 26 es similar al del captador de la figura 25. Preferentemente, en el captador de la figura 26, el o los arrollamientos secundarios que realizan la medida "fina" tal como se ha descrito anteriormente, son los arrollamientos en los que las espiras tienen la forma de sectores angulares de la banda anular mas amplia del transductor (sustancialmente identica a la banda anular 138 del objetivo). Se entiende por la nocion de medida fina, la que recibe la prioridad de los esfuerzos de diseno para asegurar el rendimiento y la robustez de la medida realizada por los secundarios de la banda ancha, eventualmente y en una cierta medida, dependiendo del rendimiento y la robustez de la medida realizada por los secundarios de la banda estrecha.

Una ventaja suplementaria del captador de la figura 26 con relacion al captador de la figura 25 es que es mas robusto a los errores de posicionamiento entre el objetivo y el transductor que el captador de la figura 25. En particular, la medida obtenida en los bornes de los arrollamientos secundarios de la banda ancha (asociados preferentemente a la medida fina) es mas robusta a los errores de posicionamiento entre el objetivo y el transductor que en el captador de la figura 25. En efecto, en el captador de la figura 26, el hecho de reducir la superficie de una de las escalas de medida con relacion a la otra permite reducir en una cierta medida, el acoplamiento creado por los motivos de la banda estrecha sobre los motivos de la banda ancha a nivel del objetivo, principalmente con relacion al objetivo de la figura 25 para el que la influencia redproca de un juego de motivos sobre el otro es sustancialmente equivalente y muy fuerte. Es posible asf aumentar la robustez de uno de los juegos de secundarios a los errores de posicionamiento.

Se observara que en el ejemplo representado, el radio medio de la segunda banda anular circular del captador (la banda estrecha) es aproximadamente igual al radio medio de la primera banda anular circular del objetivo (la banda ancha). Esta configuracion es ventajosa porque permite alejar de manera sustancialmente equivalente los efectos de las porciones orto-radiales interior y exterior de los motivos conductores. Los modos de realizacion descritos no se limitan sin embargo a esta configuracion particular.

Las figuras 27A a 27C son unas vistas de frente que representan de manera esquematica otra variante de realizacion del captador de la figura 25. Mas particularmente, la figura 27A es una vista de frente del objetivo, la figura 27B es una vista de frente de una parte del transductor, y la figura 27C es una vista de frente de otra parte del transductor. En la practica, las dos partes del transductor representadas por separado en las figuras 27B y 27C por necesidades de ilustracion, se encuentran unidas y superpuestas de manera concentrica en un unico y mismo transductor, sin que la descomposicion de los elementos constitutivos de dicho transductor en estas dos figuras prediga una distribucion particular sobre varios niveles de metalizacion.

El objetivo del captador de las figuras 27A a 27C comprende una pluralidad de motivos conductores 147ⁱdisjuntos, repartidos a lo largo de los 360° de una primera banda anular circular 148 o banda ancha del objetivo.

El juego de motivos formado por los motivos conductores 147ⁱsobre la primera banda anular 148 corresponde a la superposicion de un primer juego de motivos periodicos de periodo electrico 360°/N, y de un segundo y tercer juegos de motivos periodicos de penodos electricos 360°/(N+1). El primer juego de motivos incluye N motivos conductores149j (en trazos continuos) regularmente repartidos a lo largo de la banda anular 148 del objetivo (banda ancha), teniendo cada motivo elemental 149j la forma de un sector de la banda 148, de apertura angular aproximadamente igual a 360°/2N. El segundo juego de motivos incluye N+1 motivos conductores elementales 151^k(en trazos discontinuos), regularmente repartidos a lo largo de una segunda banda anular circular 152 del objetivo (banda estrecha), concentrica con la primera banda anular 148 e incluida en la banda 148, es decir que presenta un radio interior superior al radio interior de la banda anular 148, y un radio exterior inferior al radio exterior de la banda anular 148. En este ejemplo, el radio interior de la banda anular 152 del objetivo es superior al radio medio de la primera banda anular 148. Este ejemplo de realizacion no es en ningun caso limitativo, y en particular las bandas estrechas 152 y 154 pueden disponerse de modo diferente en la banda ancha 148, sin que el radio medio de la banda ancha 148 constituya un lfmite infranqueable para una u otra de las bandas estrechas. Cada motivo elemental 151^ktiene la forma de un sector de la segunda banda anular 152 del objetivo, de apertura angular aproximadamente igual a 360°/2(N+1). La anchura (radial) de la banda anular 152 del objetivo es preferentemente reducida con relacion a la anchura de la banda anular 148 del objetivo, por ejemplo de tres a veinte veces mas reducida que la anchura de la primera banda. El tercer juego de motivos incluye N+1 motivos conductores elementales 153^k(en trazos discontinuos), regularmente repartidos a lo largo de una tercera banda anular circular 154 del objetivo (banda estrecha), concentrica con la banda anular 148 e incluida en la banda anular 148. En este ejemplo, el radio exterior de la banda anular 154 del objetivo es inferior al radio medio de la banda anular 148. La diferencia entre el radio medio de la primera banda anular 148 y el radio medio de la tercera banda anular 154 es por ejemplo aproximadamente igual a la diferencia entre el radio medio de la segunda banda anular 152 y el radio medio de la primera banda anular 148. Cada motivo elemental 153^ktiene la forma de un sector de la tercera banda anular 154 del objetivo, de apertura angular aproximadamente igual a 360°/2(N+1). La anchura de la tercera banda anular es por ejemplo aproximadamente igual a la anchura de la segunda banda anular. A tftulo de variante, la anchura de la tercera banda anular 154 es tal que la superficie de un motivo de la banda anular 154 sea aproximadamente igual a la superficie de un motivo de la banda anular 152. Estos dos ejemplos de realizacion no son en ningun caso limitativos.

Como se observa en la figura 27A, los motivos periodicos de periodicidad 360°/(N+1) de la banda anular 154 del objetivo estan desplazados espacialmente en 36o°/2(N+1) con relacion a los motivos periodicos de periodicidad 360°/(N+1) de la banda anular 152 del objetivo. De este modo, en los intervalos angulares "vados" de apertura angular 360°/(N+1) que separa dos motivos conductores elementales 151^kvecinos, se extiende aproximadamente un motivo elemental 153^k, y, en los intervalos angulares "vados" de apertura angular 360°/(N+1) que separa dos motivos conductores elementales 153^kvecinos, se extiende aproximadamente un motivo conductor elemental 151^k. En otras palabras, sustancialmente todas las direcciones radiales del objetivo cruzan un motivo conductor elemental 151^ko un motivo elemental 153^k.

El transductor del captador de las figuras 27A a 27C esta adaptado por ejemplo a los motivos conductores del objetivo de manera similar a lo que se ha descrito en relacion con los ejemplos de las figuras 23, 25 y 26. Comprende por ejemplo:

al menos un arrollamiento primario 211 (figura 27B) adaptado para producir una excitacion magnetica aproximadamente uniforme en una primera banda anular del transductor sustancialmente identica a la primera banda anular 148 del objetivo, destinado a posicionarse enfrente de la banda anular 148 del objetivo;

al menos un primer y segundo arrollamientos secundarios 243 (solo se ha representado un arrollamiento secundario 243 en la figura 27B) de periodo electrico 360°/N, incluyendo cada uno N espiras del mismo sentido de arrollamiento o, a tftulo de variante, 2n espiras de sentidos arrollamiento alternos, teniendo cada espira del primer y segundo arrollamientos secundarios la forma de un sector de apertura angular 360°/2N de la primera banda anular del transductor, y estando las N o 2N espiras de cada arrollamiento regularmente repartidas a lo largo de los 360° de la primera banda anular del transductor;

al menos un tercer y cuarto arrollamientos secundarios 253 (solo se ha representado un arrollamiento secundario 253 en la figura 27C) de periodicidad 360°/(N+1), incluyendo cada uno N+1 espiras del mismo sentido de arrollamiento o, preferentemente, 2(N+1) espiras de sentidos de arrollamiento alternos, teniendo cada espira del tercer y cuarto arrollamientos secundarios la forma de un sector de apertura angular 360°/2(N+1) de una segunda banda anular del transductor, sustancialmente identica a la segunda banda anular 152 del objetivo y destinada a posicionarse enfrente de la banda 152 del objetivo, estando las N+1 o 2(N+1) espiras de cada arrollamiento regularmente repartidas a lo largo de los 360° de la segunda banda anular del transductor; y

al menos un quinto y sexto arrollamientos secundarios 255 (solo se ha representado un arrollamiento secundario 255 en la figura 27c ) de periodicidad 360°/(N+1), incluyendo cada uno N+1 espiras del mismo sentido de arrollamiento o, preferentemente, 2(N+1) espiras de sentidos de arrollamiento alternos, teniendo cada espira del quinto y sexto arrollamientos secundarios la forma de un sector de apertura angular 360°/2(N+1) de una tercera banda anular del transductor, sustancialmente identica a la tercera banda anular 154 del objetivo y destinada a posicionarse enfrente de la banda anular 154 del objetivo, estando las N+1 o 2(N+1) espiras de cada arrollamiento regularmente repartidas a lo largo de los 360° de la segunda banda anular del transductor.

El tercer y quinto arrollamientos secundarios son de polaridades opuestas, es decir que estan desplazados espacialmente en 360°/2(N+1) segun la convencion de polaridad (esquematizada por un signo o -) establecida en la figura 7 y retomada en lo que sigue de la descripcion. El cuarto y sexto arrollamientos secundarios se disponen relativamente entre sf segun una disposicion sustancialmente identica a la disposicion entre el tercer y quinto arrollamientos secundarios.

Preferentemente, en la primera banda anular circular, el primer y segundo arrollamientos secundarios estan desplazados espacialmente en 360°/2N relativamente entre ellos, en la segunda banda anular circular, el tercer y cuarto arrollamientos secundarios estan desplazados espacialmente en 360°/2(N+1) relativamente entre ellos, y, en la tercera banda anula circular, el quinto y sexto arrollamientos secundarios estan desplazados en 360°/2(N+1) relativamente entre ellos.

De manera mas general, el transductor puede comprender, en la primera banda anular, una pluralidad de arrollamientos secundarios de periodo electrico D^tot/N, sustancialmente identicos al primer arrollamiento secundario y desplazados espacialmente relativamente entre ellos en una fraccion de periodo electrico; en la segunda banda anular, una pluralidad de arrollamientos secundarios de periodo electrico D^tot/(N+1), sustancialmente identicos al tercer arrollamiento secundario y desplazados espacialmente relativamente entre ellos en una fraccion de periodo electrico; y en la tercera banda anular, una pluralidad de arrollamientos secundarios de periodo electrico D^tot/(N+1), sustancialmente identicos al quinto arrollamiento secundario y desplazados espacialmente relativamente entre ellos en una fraccion de periodo electrico.

El funcionamiento del captador de las figuras 27A a 27C es similar al del captador de las figuras 25 y 26.

Pueden implementarse diversas configuraciones de lectura en el ejemplo de las figuras 27A a 27C. Los presentes inventores han constatado principalmente que:

la lectura del juego de motivos 147ⁱpor un arrollamiento secundario 243 genera una senal util aprovechable, de periodo electrico 360°/2N;

la lectura del juego de motivos 147ⁱpor un arrollamiento secundario 253 genera una senal util aprovechable, de periodo electrico 360°/2(N+1);

la lectura del juego de motivos 147ⁱpor un arrollamiento secundario 255 genera una senal util aprovechable, de periodo electrico 360°/2(N+1);

una combinacion de las lecturas simultaneas del juego de motivos 147ⁱpor un arrollamiento secundario 253 y por un arrollamiento secundario 255, por ejemplo cuando los dos secundarios son de polaridades alternas (como se ilustra por la figura 27C) y conectados electricamente serie, genera una senal util aprovechable, de periodo electrico 360°/2(N+1) y de amplitud aproximadamente igual al doble de la senal util lefda por el arrollamiento secundario 253 o de la senal util lefda por el arrollamiento secundario 255;

la lectura del juego de motivos 147ⁱpor un arrollamiento secundario 243 genera una senal parasita (principalmente de periodicidades 360°/(N+1) y 360°) relativamente reducida con relacion a la senal util captada por este arrollamiento secundario;

una combinacion de las lecturas simultaneas del juego de motivos 147ⁱpor un arrollamiento secundario 253 y por un arrollamiento secundario 255, por ejemplo cuando los dos secundarios son de polaridades alternas (como se ilustra por la figura 27C) y conectados electricamente serie, genera una senal parasita (principalmente de periodicidades 360°/N y 360°) relativamente reducida con relacion a la senal util captada por este arrollamiento secundario.

Una ventaja suplementaria del captador de las figuras 27A a 27C es que es incluso mas robusto a los errores de posicionamiento entre el objetivo y el transductor que el captador de la figura 26.

En particular, la medida obtenida en los bornes de los arrollamientos secundarios 243 de la banda ancha (asociados preferentemente a la medida fina) es mas robusta a los errores de posicionamiento entre el objetivo y el transductor que en el captador de la figura 26. En efecto, en el captador de las figuras 27A a 27C, sustancialmente todas direcciones radiales del objetivo incrementan uno y solo un motivo conductor elemental de una banda estrecha, dispuesto sobre una u otra de las dos bandas estrechas del objetivo. Ademas, las dos bandas estrechas del objetivo se disponen preferentemente suficientemente alejadas de las dos ramas orto-radiales interior y exterior de los secundarios 243 de la banda ancha del transductor. En estas condiciones, el acoplamiento de los motivos conductores de las dos bandas estrechas del objetivo sobre la medida en los bornes de los secundarios 243 de la banda ancha, es el resultado de la combinacion de la induccion de los motivos conductores de una banda estrecha del objetivo y de la induccion de los motivos conductores de la otra banda estrecha del objetivo, compensandose sustancialmente estas dos contribuciones cualquiera que sea la posicion del objetivo con relacion al transductor. El acoplamiento parasito toma entonces un valor relativamente estable cuando evoluciona la posicion del objetivo con relacion al transductor. Ademas, el acoplamiento toma un valor sustancialmente nulo cuando los secundarios de la banda ancha incluyen 2N espiras de sentidos de arrollamiento alternos, tal como se ha descrito para el captador de la figura 3 por ejemplo, con el fin de realizar una medida espacialmente diferente. Otra formulacion consiste en considerar que los secundarios de la banda ancha del transductor "ven" aproximadamente las dos bandas estrechas desplazadas como una unica banda conductora media estrecha y sustancialmente lisa o continua sobre D^totdesde el punto de vista electromagnetico (y no en el sentido electrico), y que esta banda virtual induce de hecho en los bornes de dichos secundarios una senal sustancialmente independiente de la posicion.

Por otra parte, los presentes inventores han constatado que la medida obtenida en los bornes del arrollamiento secundario 253 (de una banda estrecha) presenta un comportamiento en funcion de la posicion del objetivo con relacion al transductor que es similar al comportamiento en funcion de la posicion de medida obtenida en los bornes del arrollamiento secundario 255 (de la otra banda estrecha). Los presentes inventores han constatado igualmente, que en caso de fallo de posicionamiento del objetivo con relacion al transductor, el comportamiento en funcion de la posicion de la medida en los bornes de uno de los dos arrollamientos 253 o 255 de una de las dos bandas estrechas, presenta unas deformaciones relativamente complementarias de las deformaciones obtenidas sobre la medida en los bornes del otro arrollamiento. De este modo, combinando las medidas de los dos secundarios de las dos bandas estrechas, y de manera preferente uniendo en serie los dos arrollamientos que se conciben de manera que presentan un comportamiento en posicion relativamente similar en terminos de amplitud y linealidad principalmente, es posible obtener una medida en los bornes del nuevo arrollamiento compuesto que es relativamente robusta a los defectos de posicionamiento. En efecto, en el captador de las figuras 27A a 27C, sustancialmente todas las direcciones radiales del transductor se incrementan exactamente en dos espiras elementales del arrollamiento compuesto, de polaridad opuesta y alternadamente dispuesta sobre cada una de las dos bandas estrechas del transductor. Ademas, las dos bandas estrechas del transductor se disponen suficientemente alejadas de las dos ramas orto-radiales interior y exterior de los motivos conductores de la banda ancha del objetivo. En estas condiciones, el acoplamiento de los motivos conductores 149j de la banda ancha del objetivo sobre la medida en los bornes del arrollamiento compuesto es el resultado de la combinacion de la induccion de los motivos conductores 149j sobre el secundario 253 (una banda estrecha) y de la induccion de los motivos conductores 149^jsobre el secundario 255 (la otra banda estrecha), compensandose sustancialmente estas dos contribuciones cualquiera que sea la posicion del objetivo con relacion al transductor. El acoplamiento parasito toma entonces un valor relativamente estable cuando evoluciona la posicion del objetivo con relacion al transductor. Ademas, el acoplamiento toma un valor sustancialmente nulo cuando los secundarios 253 y 255 (bandas estrechas) incluyen 2(N+1) espiras de sentidos de arrollamiento alternos, tal como se ha descrito para el captador de la figura 3 por ejemplo, con el fin de realizar una medida espacialmente diferente. Otra formulacion consiste en considerar que, cuando la posicion del objetivo con relacion al transductor evoluciona, la lectura realizada por un secundario de la banda estrecha del transductor del juego de motivos conductores que se le asocia sobre el objetivo esta sustancialmente "en fase" con la lectura realizada por el secundario de la otra banda estrecha del transductor del juego de motivos conductores que se le asocia sobre el objetivo. Por otro lado y cuando la posicion del objetivo con relacion al transductor evoluciona, la lectura realizada por un secundario de la banda estrecha del transductor del juego de motivos conductores 149j de la banda ancha del objetivo esta sustancialmente "en oposicion de fase" con la lectura realizada por el secundario de la otra banda estrecha del transductor del mismo juego de motivos conductores de la banda ancha del objetivo. De este modo, cuando se suman las dos medidas por medios matematicos o electricos (por ejemplo mediante una conexion electrica en serie), el acoplamiento parasito toma un valor sustancialmente nulo cuando los secundarios de cada banda estrecha se disenan con este fin, mientras que la senal util se conserva y/o amplifica.

Se observara que en el caso de la conexion electrica en serie del arrollamiento secundario de una banda estrecha con el arrollamiento secundario de la otra banda estrecha, y con el fin de recuperar las caractensticas de los captadores descritas en relacion con la figura 2E, es posible por ejemplo elegir para punto medio del bobinado compuesto el punto de conexion en serie de los dos arrollamientos elementales.

Se observara que se pueden prever otros metodos de combinacion de las medidas de los dos secundarios de la banda estrecha, tales como combinaciones lineales de las senales acondicionadas por separado, u otros metodos de conexion electrica de los secundarios entre sf, con por ejemplo para incluso la finalidad de aumentar la robustez de las medidas a nivel de la banda ancha y/o de las bandas estrechas del transductor, a los defectos de posicionamiento del objetivo con relacion al transductor.

Se observara que en los ejemplos representados en las figuras 23, 25, 26 y 27A, uno de los motivos elementales de periodo electrico 360°/(N+1) esta aproximadamente centrado sobre la misma posicion angular que uno de los motivos elementales de periodo electrico 360°/N. Por ejemplo, en la figura 25, el motivo 131i esta centrado sobre la misma posicion angular que el motivo 129i, y en la figura 27A, el motivo 151i esta centrado sobre la misma posicion angular que el motivo 149i. Esta configuracion es preferente porque contribuye a aumentar el nivel de simetna global del captador, lo que permite principalmente facilitar la fabricacion y el control visual del objetivo, o incluso facilitar el diseno y la fabricacion de los juegos de arrollamientos secundarios. Los modos de realizacion descritos no se limitan sin embargo a este caso particular.

De manera general, se recordara que los medios de realizacion descritos anteriormente pueden adaptarse a dos senales 9m y 0N2, siendo N1 y N2 unos enteros diferentes pero no siendo su diferencia necesariamente unitaria. En estas condiciones, un captador caracterizado por N1 y N2 = N1+2 y de disposicion similar a la disposicion de los captadores de las figuras 23, 25, 26 y 27A a 27C, permite extender la medida absoluta sobre un intervalo Dtot/N = 180°. De manera mas general, un captador caracterizado por N1 y N2 = N1+r, siendo r un entero positivo, no nulo y estrictamente inferior a N1 (dicho de otra manera, inferior o igual a N1-1), permite bajo ciertas condiciones extender la medida absoluta sobre un intervalo Dtot/r = 360°/r.

Ademas, a tttulo de variante, en los ejemplos de las figuras 26 y 27A a 27C, en lugar de reducir la anchura de los motivos de periodicidad 360°/(N+1) con relacion a la anchura de los motivos de periodicidad 360°/N, se podra prever reducir la anchura de los motivos de periodicidad 360°/N con relacion a la anchura de los motivos de periodicidad 360°/2(N+1).

Ademas, se observara que el numero de pares de polos es preferentemente par para los motivos de la banda ancha, con el fin de aprovecharse de una simetna incrementada del transductor de un lado y otro del punto medio (principalmente cuando el transductor se realiza segun el segundo aspecto).

Por otra parte, se observara que los modos de realizacion descritos en relacion con las figuras 23 a 27C no se aplican solamente a unos captadores de desplazamiento angular planos, sino que pueden aplicarse a otros tipos de captadores inductivos de desplazamiento, y principalmente captadores de desplazamiento lineal planos, o captadores de desplazamiento angular no planos, por ejemplo unos captadores de desplazamiento lineal "enrollados" (por ejemplo conformados segun un cilindro) alrededor y enfrente de una pieza en rotacion sobre la que se fija un objetivo igualmente de tipo lineal y "enrollado" (por ejemplo conformado segun un cilindro). Estos dos ejemplos de realizacion no son en ningun caso limitativos.

Cuarto aspecto

Generalmente, el objetivo de un captador inductivo de desplazamiento esta constituido por una placa metalica cortada en todo su grosor para no conservar, enfrente de los arrollamientos del transductor, mas que porciones de la placa que corresponden a los motivos conductores del objetivo, tal como se representa por ejemplo en la figura 50 de la patente EP0182085 anteriormente mencionada. A tttulo de variante, el objetivo puede estar constituido por un soporte dielectrico, por ejemplo una placa de plastico, cuya cara vuelta hacia el transductor esta parcialmente revestida por una capa metalica que forma el o los motivos conductores del objetivo.

Los objetivos del tipo anteriormente mencionado presentan sin embargo puntos de fragilidad, lo que puede plantear problemas en ciertas aplicaciones, principalmente aplicaciones en las que las piezas moviles de las que se desea poder detectar el desplazamiento son susceptibles de sufrir grandes choques o vibraciones. Entre estos puntos de fragilidad, los presentes inventores han identificado principalmente los motivos conductores cuando son relativamente finos y/o angulosos, y el soporte dialectico que es generalmente suave (epoxi de PCB, plastico...). Ademas, la realizacion de una fijacion robusta entre el objetivo y una pieza movil de la que se desea poder detectar el desplazamiento puede plantear dificultades. Esta fijacion (por ejemplo por encolado, atornillado, clavado, etc.) puede constituir principalmente un punto de fragilidad mecanica. Dichos puntos de fragilidad limitan las aplicaciones industriales de los captadores equipados con dichos objetivos, y en particular obligan o bien a instrumentar la pieza mecanica giratoria posteriormente a las operaciones de montaje de dicha pieza principalmente cuando las operaciones de montaje se efectuan por medio de herramientas de fuerza tales como martillos y prensas, o bien a proteger el objetivo y/o el transductor en una caja mecanica solida. Este es por ejemplo el caso de los rodamientos instrumentados que estan encastrados en los medios de prensa de gran tonelaje.

Segun un cuarto aspecto, sena deseable poder disponer de un objetivo para captador inductivo de desplazamiento que palie en todo o en parte los inconvenientes de los objetivos existentes, principalmente en terminos de solidez.

Para ello, segun un cuarto modo de realizacion, se preve realizar un objetivo para captador inductivo de desplazamiento, formado por una unica pieza metalica conductora (por ejemplo una pieza de acero), u objetivo monobloque, mecanizado de manera que la cara del objetivo destinada a estar vuelta hacia el transductor incluye una o varias plataformas mecanicas salientes de una pared metalica de fondo. La o las plataformas del objetivo corresponden al motivo conductor o los motivos conductores del objetivo, y las porciones de la pared del fondo estan superpuestas por una plataforma correspondiente a unas zonas sin motivo conductor del objetivo, es decir unas zonas habitualmente no conductoras en los objetivos tradicionales para captador inductivo de desplazamiento.

La figura 28 es una vista en perspectiva que representa un ejemplo de realizacion de un objetivo monobloque 301 de ese tipo, para un captador inductivo de desplazamiento. El objetivo 301 tiene la forma general de un disco metalico, mecanizado de manera que una cara del disco destinada a estar vuelta hacia el transductor incluye N plataformas conductoras 307ⁱ(N=6 en el ejemplo representada) sustancialmente de la misma altura, salientes de una pared de fondo 309 aproximadamente plana. Cada plataforma 307ⁱtiene una cima o una cara superior aproximadamente plana y paralela a la pared 309. Ademas, en este ejemplo, las paredes laterales de las plataformas son aproximadamente ortogonales a la pared 309. Las caras superiores de las plataformas 307ⁱdel objetivo 301 definen los motivos conductores del objetivo. En este ejemplo, el objetivo 301 tiene un motivo conductor sustancialmente identico al del objetivo de la figura 3B, es decir que, en proyeccion segun una direccion ortogonal al plano medio del disco, las plataformas 307ⁱtienen sustancialmente la misma forma y se disponen sustancialmente de la misma manera que los motivos conductores 117ⁱdel objetivo de la figura 3B.

El principio de funcionamiento del objetivo 301 es similar al que se ha descrito anteriormente, es decir que cuando el objetivo se coloca delante de un transductor que emite una excitacion magnetica, se producen unos fenomenos de induccion, por ejemplo unas corrientes de Foucault, en las plataformas 307ⁱ, principalmente a la altura de la cara superior de las plataformas, implicando una variacion de un nivel de senal de salida del transductor en funcion de la posicion de las plataformas 307ⁱcon relacion al transductor.

Se observara que en el objetivo 301, las porciones de la superficie del objetivo enfrente del transductor situadas entre las plataformas 307ⁱson conductoras. Por consiguiente, bajo el efecto de la excitacion magnetica generada por el arrollamiento primario, pueden producirse tambien unos fenomenos de induccion, por ejemplo unas corrientes de Foucault, en estas porciones del objetivo, a la altura de la pared de fondo 309. De manera mas general, y por ejemplo en el caso del captador de la figura 28 en el que las plataformas estan en contacto electrico uniforme con el soporte del objetivo caracterizado por la pared 309, la distribucion del campo electromagnetico es el resultado de la interaccion global de la estructura conductora del objetivo con la excitacion magnetica generada por el primario. En particular, existen fenomenos electromagneticos asociados a la estructura conductora global del objetivo mas que a la de cada plataforma conductora, por ejemplo la circulacion de una corriente inducida sustancialmente segun un bucle concentrico al eje de rotacion del objetivo, mas que segun unos bucles locales sustancialmente delimitados por las superficies de las plataformas 307i o por las porciones de superficie de la pared 309 que estan comprendidas entre las plataformas. Se observara en particular que segun el estado de la tecnica, es conveniente alejar al maximo la pared del fondo 309 y aislar electricamente las plataformas 307ⁱcon el fin de evitar estos fenomenos de induccion parasitos.

No obstante, al ser la distancia entre el transductor y la pared 309 superior a la distancia entre el transductor y las plataformas 307ⁱ, los fenomenos de induccion que se producen en la pared 309 son mas reducidos que los fenomenos de induccion que se producen en la superficie de las plataformas 307ⁱ. Los ensayos realizados por los presentes inventores han demostrado que la contribucion inductiva de la pared 309 puede implicar eventualmente una modificacion tal como una atenuacion o una modificacion de las caractensticas de linealidad de la senal util de salida del transductor cuando la altura de las plataformas 307ⁱes reducida, pero que no degrada por el contrario la precision de las medidas de posicion que pueden efectuarse por el captador.

Se recordara que segun el primer aspecto, descrito principalmente en relacion con las figuras 12A a 12D, se puede prever, mediante ajustes geometricos del objetivo y en particular mediante el ajuste de la altura de las plataformas 307ⁱen el captador de la figura 28, ajustar la distancia objetivo-transductor d^optoptima en terminos de linealidad. De este modo, la altura de las plataformas puede elegirse de manera que la distancia d^optsea compatible con la aplicacion perseguida, por ejemplo comprendida entre 0,5 y 1,5 mm, que es un intervalo de valores compatibles con diversas aplicaciones industriales.

A tftulo de ejemplo no limitativo, la altura de las plataformas 307ⁱesta comprendida entre 0,1 y 30 mm y preferentemente entre 1 y 10 mm.

De manera mas general, cualquier tipo de objetivo para captador inductivo de desplazamiento de uno o varios motivos conductores puede realizarse bajo forma monobloque, tal como se describe en relacion con la figura 28, por ejemplo unos objetivos para captador inductivo de desplazamiento lineal, o tambien unos objetivos para captador inductivo de desplazamiento angular planos que presentan motivos conductores diferentes del de la figura 28, es decir por ejemplo diferentes en sectores angulares o en rectangulos, y por ejemplo caracterizados por que al menos uno de sus contornos (por ejemplo el contorno exterior) evoluciona sustancialmente como una espiral en funcion del angulo sobre el objetivo, o tambien porque al menos uno de sus contornos evoluciona sustancialmente sinusoidalmente en funcion del angulo sobre objetivo.

A tftulo de ilustracion, otro ejemplo no limitativo de objetivo monobloque 401 para captador inductivo de desplazamiento angular plano se representa en la figura 29.

Como en el ejemplo de la figura 28, el objetivo 401 tiene la forma general de un disco metalico, mecanizado de manera que la cara del disco destinada a estar vuelta hacia el transductor incluye unas plataformas conductoras 407 sustancialmente de la misma altura, salientes de una pared de fondo 309 aproximadamente plana. Como anteriormente, cada plataforma 407 tiene una cima o una cara superior aproximadamente plana y paralela a la pared 309, y las paredes laterales de las plataformas son aproximadamente ortogonales a la pared 309. Las caras superiores de las plataformas 407 del objetivo 401 definen los motivos conductores del objetivo. En este ejemplo, el objetivo 401 presenta unos motivos conductores sustancialmente identicos a los del objetivo de la figura 27A, es decir que, visto desde arriba, las plataformas 407 tienen sustancialmente la misma forma y se disponen sustancialmente de la misma manera que los motivos conductores 147ⁱdel objetivo de la figura 27A.

La realizacion de objetivos monobloque del tipo anteriormente mencionado puede efectuarse por cualquier medio conocido de fabricacion de una pieza metalica maciza, por ejemplo por grabacion, por sinterizado, por moldeo, por embuticion, etc.

Una ventaja de los objetivos monobloque del tipo anteriormente mencionado es que son particularmente robustos con relacion a los objetivos existentes, y pueden asf manipularse sin precauciones particulares. Esta robustez es el resultado en particular del hecho de que dichos objetivos son macizos y no presentan puntos de fragilidad aparentes. Ademas, estos objetivos son mas faciles de fijar de manera robusta sobre piezas moviles que los objetivos existentes. En particular, pueden utilizarse todas las tecnicas de montaje firme metal sobre metal y/o de soldadura metal-metal. Estas dos caractensticas permiten pre-instrumentar una gran mayona de las piezas metalicas giratorias antes incluso de su montaje o utilizacion en el sistema huesped. Para finalizar la instrumentacion del sistema, es suficiente entonces relacionar el transductor enfrente del objetivo montado, ya sea al final del montaje o ya sea en cualquier momento del ciclo de vida del sistema huesped.

Segun un modo de realizacion particularmente ventajoso, un objetivo monobloque para captador inductivo de desplazamiento del tipo anteriormente descrito puede fabricarse directamente en una pieza metalica de la que se desea poder detectar la posicion (y/o el desplazamiento), por ejemplo:

para una medida angular, una columna de direccion de vetftculo automovil, un arbol de un motor o de una caja de reduccion de velocidad (por ejemplo a la altura de una cara en la forma de disco de la seccion extrema del arbol), un casquillo giratorio (interior o exterior) de un rodamiento de bolas, un engranaje, etc.; o

para una medida lineal, la varilla de un piston, el cuerpo de un amortiguador, etc.

Se han descrito anteriormente diversos ejemplos y modos de realizacion con diversas variantes. Se observara que el experto en la materia podra combinar diversos elementos de estos diversos ejemplos, modos de realizacion y variantes sin demostrar actividad inventiva. Se observara en particular que el primer, segundo, tercer y cuarto modos de realizacion anteriormente descritos pueden implementarse independientemente entre sf o combinarse en todo o en parte segun las necesidades de la aplicacion.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Transductor para un captador inducido de desplazamiento que comprende un transductor y un objetivo adaptado para desplazarse segun un grado de libertad con respecto al transductor, incluyendo este transductor:

al menos un arrollamiento primario; y

al menos un primer arrollamiento secundario (213; 223; 233) que se extiende por una zona de longitud D^totparalelamente a dicho grado de libertad, que incluye 2N espiras (213^,+, 213 ^,-) con sentidos de arrollamiento alternados que tienen, cada una, un borde de dimension aproximadamente igual a D^tot/2N paralelamente a dicho grado de libertad, regularmente distribuidas a lo largo de la longitud D^{to t}, donde N es un numero entero superior o igual a 2, en el que dicho al menos un arrollamiento secundario (213; 223; 233) comprende:

un primer tramo conductor (213A; 223A) en serpentm que forma N semiespiras, que se extienden entre un primer extremo (E1) del arrollamiento, situado aproximadamente a la altura de la mitad de la longitud D^toty un primer punto intermedio (A) del arrollamiento, situado a la altura de un primer extremo de la longitud D^{to t}; un segundo tramo conductor (213B; 223B) en serpentm que forma N semiespiras, complementarias de las N semiespiras del primer tramo (213A; 223A), que se extienden entre el primer punto (A) y un segundo punto intermedio (M) del arrollamiento, situado aproximadamente a la altura de la mitad de la longitud D^{to t};

un tercer tramo conductor (213C; 223C) en serpentm que forma N semiespiras, que se extienden entre el segundo punto (M) y un tercer punto intermedio (B) del arrollamiento, situado a la altura de un segundo extremo de la longitud D^{to t};

un cuarto tramo conductor (213D; 223D) que forma N semiespiras, complementarias de las N semiespiras del tercer tramo (213C; 223C), que se extienden entre el tercer punto (B) y un segundo extremo (E2) del arrollamiento, situado aproximadamente a la altura de la mitad de la longitud D^{to t}; y

un primer (PE1), segundo (PE2) y tercer (PM) bornes de conexion al arrollamiento secundario, conectados respectivamente a los extremos, primero (E1) y segundo (E2), del arrollamiento y al segundo punto intermedio (M) del arrollamiento.

2. Transductor segun la reivindicacion 1, en el que el segundo punto intermedio (M) esta referenciado a un potencial electrico de los medios de medicion diferencial por dicho tercer borne (PM).

3. Transductor segun la reivindicacion 2, en el que el potencial electrico es un potencial constante y centrado en la dinamica de medicion de tension de los medios de medicion diferencial.

4. T ransductor segun la reivindicacion 1, en el que el grado de libertad es un grado de libertad en traslacion segun una direccion (x) rectilmea, y la longitud D^totes una longitud lineal rectilmea.

5. Transductor segun la reivindicacion 1, en el que el grado de libertad es un grado de libertad en rotacion alrededor de un eje, y en el que la longitud D^totes una longitud angular.

6. Transductor segun la reivindicacion 5, en el que la longitud D^totes igual a 360°

7. Transductor segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que cada semiespira del arrollamiento secundario (213; 223; 233) tiene forma de U, recta o curva, y en el que cada espira del arrollamiento secundario (213; 223; 233) esta constituida por dos semiespiras con forma de U de distintos tramos conductores (213A, 213B, 213C, 213D; 223A, 223B, 223C, 223D), cuyas ramas verticales estan orientadas segun unas direcciones opuestas.

8. Transductor segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que en cada espira del arrollamiento secundario (213; 223; 233), las porciones de espira ortogonales a la direccion de desplazamiento del objetivo con relacion al transductor estan recorridas dos veces por un hilo o una pista conductora del arrollamiento secundario, y las porciones de espira paralelas a la direccion de desplazamiento del objetivo con relacion al transductor estan recorridas una vez por el hilo o la pista conductora del arrollamiento secundario.

9. Transductor segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que ademas incluye al menos un segundo arrollamiento secundario (223'; 233'), sustancialmente identico al primer arrollamiento secundario (223; 233) y desplazado, segun una vista frontal, con respecto al primer arrollamiento secundario, en el que los arrollamientos secundarios, primero (223; 233) y segundo (223'; 233'), estan formados en un primer (M1) y segundo (M2) niveles de metalizacion superpuestos, de manera que para cada arrollamiento secundario, la longitud de la pista conductora del arrollamiento dispuesta en el primer nivel (M1) sea aproximadamente igual a la longitud de la pista conductora del arrollamiento dispuesta en el segundo nivel (M2).

10. Transductor segun la reivindicacion 9, en el que en cada uno del primer (223) y segundo (233) arrollamientos secundarios, se efectua un cambio de nivel de metalizacion cada L/2 metros de pista conductora, designando L la longitud de una espira del arrollamiento.

11. Transductor segun la reivindicacion 9, en el que se efectuan k cambios de nivel de metalizacion cada L/2 metros de pista conductora, designando L la longitud de una espira del arrollamiento y siendo k un entero superior o igual a 2.

12. Transductor segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que N es un numero par.

13. Transductor segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que al menos un arrollamiento secundario (213; 223; 233) incluye unos motivos de rellenado, es decir, unas vfas y unas pistas sin funcion de captacion de senal util.