Brevet FR2056960A1 — publié le 19710507

205696Û La présente invention concerne les appareils de mesure des pressions régnant dans les enceintes par les déformations de leur paroi. De tels appareils existent actuellement, mais ils ne per-5 mettent pas d'être utilisés d'une façon amovible, car i± sont fixés sur l'enceintë à mesurer d'une façon permanente. D'autre part, ces appareils ne permettent pas d'éviter que la mesure de la pression cherchée soit perturbée sous l'effet d'une accélération'à laquelle l'enceinte peut être soumise. 10 Pour remédier à ces inconvénients, la présente invention a pour objet un tel appareil de mesure comprenant une armature pourvue d'au moins un bras élastiquement déformable en fonction des déformations de l'enceinte, des capteurs dé déformation montés sur ce bras pour délivrer des signaux en fonction desdites déformations, et 15 des moyens convertissant ces signaux en une mesure représentative de la pression à mesurer. Mais l'invention sera mieux comprise par la description qui va être faite ci-après, à titre d'exemple, de deux de ses formes de réalisation illustrées au dessin annexé dans lequel : 20 Les Figs. 1 et 2 sont des vues latérales d'une première forme de réalisation de l'invention; Les Figs. 3 et 4, correspondant aux Figs. 2 et 3r concernent la seconde forme de réalisation décrite; et La Fig. 5 représente un apoareil convertisseur de signaux 25 qui est un pont de Wheatstone. En se référant aux Figs. 1 et 2, la première forme de réalisation de l'invention consiste en une armature 28 pourvue de deux bras parallèles 12, 14, élastiquement déformables et présentant à l'une de leur extrémité 18, 24 des éléments en forme de V prévus pour 30sfedapter sur une enceinte 32, elle-même déformable élastiquement sous l'effet d'une pression qu'elle, subit-, A leur extrémité opposée, les. bras 12 et 14 sont articulés sur- un axe-29 au moyen d'une charnière 30. La fixation des bras sur l'enceinte est assurée pas? un boulon 39 serré par un écrou à oreille 40. Des capteurs de déformation 41, 35 42 sont fixés sur des surfaces de travail 43, 44 ou 48, 49 des bras 12 et 14. Sur la Fig. 1 seules les surfaces 43r 44 sont pourvues de capteurs. Ces capteurs peuvent être du tyoe à fils tressés, ou bien à ruban, ou encore à semi-conducteur. Ces capteurs rentrent dans 40 la catégorie des jauges de contrainte, dont la résistance élecûrl- BAD ORIGINAL 70 26166 2 2056960 que varie en fonction de l'effort subi par l'élément mécanique sur lequel elle est posée. Tous les types de jauges de cette espèce ont une résistance qui s'accroît lorsque la surface de travail est en état de tension"? cette résistance diminue, par contre, lorsque la 5 surface de ttavail est en compression. Les jauges à fils ou à ruban présentent une variation maximale de résistance de 2-à 3 %\ les jauges à semi-conducteur sont plus précises et ont une variation maximale de résistance pouvant atteindre 30 %. Dans l'exemple de la Fig. 1, on peut introduire la résis-10 tance de la jauge 41 dans le pont de Wheatsone de la Fig. 5 de façon à constituer la résistance R1 de celui-ci. La résistance de la jauge 42 sera placée, par exemple, de façon à constituer la résistance R2. l Comme on le voit, ce montage est simple et amovible. Si 15 l'enceinte 32 se déforme, par exemple en écartant les bras 12 et I4r la surface 43 sera comprimée et la surface 44 sera en tension» Il en résulte que la résistance R1 de la jauge 41 va diminuer et que la résistance R2 de la jauge va augmenter. Le pont sera donc déséquilibré et fera apparaître une lecture à son appareil indicateur 96 qui 20 pourra être taré de façon à présenterla pression dans l'enceinte. Ce montage n'est cependant pas è l'abri des inconvénients d'une accélération à laquelle serait soumis l'ensemble de l'enceinte et de l'appareil. Si l'on suppose en effet une accélération dirigée selon la direction de la flèche 15 et orientée, par exemple de bas 25 en haut, il est clairqque l'on aura des déformations des surfaces 43 et 44 qui vont su superposer aux déformations dues à la pression de l'enceinte, de sorte que la mesure sera.faussée. Une telle interférence ne se produira pas, par contre, si l'accélération est dirigée suivant les flèches 46 ou 47. 30 Pour éviter complètement les erreurs dues aux effets de l*accélération, il est nécessaire, selon l'invention d'utiliser des jauges placées sur l'un et l'autre des deux bras. Une telle utilisation est représentée à la deuxième forme de réalisation de l'invention, illustrée aux Figs. 3 et 4. - - ' 35 On retrouve, sur ces Figs. une armature 55, deux bras 52 et 54 reliés à cette armature, un élément 58 en V porté par le bras 54 et une vis 60 portée par un filetage du bras 52 et venant appuyer sur l'enceinte 32 pour coopérer à sa fixation avec 1'élément 58. Les bras 52 et 54 portent des surfaces de travail 66, 68, 76,- :78, sur 40 lesquelles peuvent être montées des jauges 71 , 72, 73 74. Toutes ces BAD ORIGINAL 26166 3 2056960 jauges ne sont pas nécessairement mises en place, mais l'invention utilise au moins un couple de deux jauges appariées de telle sorte que leur variation de résistance soit identique pour une déformation identique de leur surface de travail. Les jauges d'un tel 5 couple sont obligatoirement disposées sur des bras différents. On peut, par exemple considérer comme un couple les jauges 71 , 73 placées sur "les surfaces 66 et 76 qui sont tournées d'un même côté sur leur bras respectif. Les jauges d'un tel couple ont leur résistance placée dans des bras adjacents du pont de Wheatstone ï la N10 résistance de la jauge 71 peut, par exemple, constituer la résistance R1 du pont et la résistance de la jauge 73 peut constituer la résistance R2. Sous l'influence d'une déformatioh de l'enceinte 32 provoquant un écartement des bras 52, 54 on voit que la résistance R1 1 5 associée à la jauge 71 diminue et que. la résistance R2 associée à la jauge 73 augmente. Il en découle un déséquilibre du pont qui peut être mesuré. Si, par contre, on considère maintenant une accélération dirigée, par exemple, de bas en haut, il est clair que les deux résistances R1 et R2 vont diminuer toutes les deux et que par 20 conséquent, le pont conservera sensiblement son équilibre. On peut déduire de ce qui précède que l'intervention d'une accélération ne peut altérer une mesure si l'appareil est branché comme il vient d'être dit. Dans un tel branchement, il est avantageux d'utiliser des jauges à semi-conducteur. 25 En variante du montage précédent, on 'eut utiliser un couple de jauges dont les éléments 71 et 74 sont placés sur des surfaces de travail 66, 78 dirigées en sens opposé, à condition d.'inserer les résistances de ces jauges dans des bras opposés du pont, et d'utiliser des jauges à faible variation de résistance» 30 Si les résistances des jauges 71 et 74 constituent les bras R1 et R4 du pont, respectivement, on voit que, dans le cas d'une déformation de l'enceinte produisant un écartement des bras 52* 54,. les résistances RI et R4 seront toutes deux diminuées, de sorte que le pont sera deséquilibré, et qu'une mesure apparaîtra. Si, par 35 contre, c'est une accélération dirigée de bas en haut qui intervient, la résistance R1 sera diminuée et la résistance R4 augmentée dans la même proportion, ce qui se traduira très sensiblement par un maintien de l'équilibre du pont, comme un calcul le montre aisément. On peut en outre utiliser deux couples de jauges appariées, 40 soit quatre jauges sur un même montage, comme représenté sur la.Fig. 70 26166 4 2056960 3. La précision ne peut qu'y gagner, mais elle est déjà très satisfaisante avec un montage à un seul couple, tel que décrit précédemment. Bien entendu, le montage de la' Fig. 1 peut être utilisé 5 également avec une ou deux paires de couples appariés. 26166 5 2056960 REVENDICATIONS 1. Appareil pouvant être monté de façon amovible sur le pourtour d'une enceinte élastiquement déformable pour mesurer la pression qû'elle subit, caractérisé par une armature portant au 5 moins un bras élastiquement déformable en fonction de la déformation du pourtour i^e ladite enceinte, des moyens amovibles de maintien de ce bras contre ledit pourtour, des moyens détecteurs de déformation produisant un signal en fonction de ladite déformation du bras, et des moyens pour convertir ce signal en la valeur de la pression 10 cherchée. 2. Appareil selon 1 , caractérisé en ce qu'il comprend deux bras ayant des axes longitudinaux parallèles et des sections droites identiques» 3. Appareil selon 2, caractérisé par des surfaces de tra-15 vail parallèles formées sur les bras pour que lesdits moyens détec- .teurs puissent y être montés, ces surfaces étant perpendiculaires à un plan passant par les axes longitudinaux des bras» 4. Appareil selon 3, caractérisé en ce que lesdits moyens détecteurs de déformation sont des jauges de contraintes produisant 20 chacune un signal électrique sous forme d'une variation d'une résistance électrique, et en ce que lesdits moyens de conversion de signaux consistent en un pont de Wheatstone dont les côtés incluent les résistances des jauges. 5. Appareil selon 4, caractérisé en ce que la nature et 25 l'emplacement des jauges sur les bras sont choisis en tenant compte du montage de leurs résistances électriques dans le pont de Wheatstone de telle sorte que la mesure de la pression subie par l'enceinte ne ^oit pas affectée par les changements de valeur de ces résistances résultant des effets d'accélérations susceptibles d'agir sur 30 l'enceinte. 6. Appareil selon 5, caractérisé en ce qu'il inclut au moins un jeu de jauges de contraintes qui sont appariées de façon qu'elles subissent des variations de résistance électrique identique sous l'effet de déformations identiques des surfaces sur les- 35 quelles elles sont montées. 7. Appareil selon 6, caractérisé par au moins un jeu de jauges montées sur des surfaces tournées en sens opposé, ces jauges étant du type à fil ou à ruban, et leurs résistances respectives constituant deux côtés opposés du pont de Wheatstone. 40 8. Appareil selon 6, caractérisé par au moins un jeu de 70 26166 6 2Ô5696Û jauges montées sur des surfaces tournées dans le même sens, ces jauges étant du type à semi-conducteur et leurs résistances respec tives constituant deux côtés adjacents du pont de Wheatstone.