Brevet FR2271553A1 — publié le 19751212

La présente invention concerne la fixation des jauges de contrainte sur une structure et notamment sur les capteurs extensométriques. On sait que les jauges de contrainte sont généralement constituées par un support déformable isolant ou isolé, comportant un élément sensible, tel qu'une couche mince conductrice dont on mesure les variations de résistance électrique en fonction des contraintes appliquees au support. Ces jauges de contrainte sont généralement fixées sur des structures telles que des capteurs extensométriques, par application de colle, ou d'un ciment entre la surface de la structure et le support. Le collage des jauges de contrainte est une opération délicate, et il faut en particulier eviter tout fluage éventuel de la colle. Par ailleurs, l'épaisseur ou écartement entre la structure et l'élément sensible est relativement élevée, ce qui nuit à la sensibilité des mesures, car cette épaisseur comprend dtune part la couche de colle (de l'ordre de 15 à 20V) et d'autre part le support dont l'épaisseur est de l'ordre de 30. La presente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et notamment de réduire au maximum 1 1épaisseur entre la structure et l'élément sensible, ce qui permet d'améliorer considérablement la sensibilité de la jauge de contrainte. Il a été proposé, pour réduire cet "écartement" entre la surface de la structure et 1 'élément sensible de la jauge, de coller celle-ci "retournee" sur la structure, est-à-dire avec l'élément sensible directement appliqué sur la couche de colle déposée sur la structure, le support de la jauge se trouvant alors sur le dessus de l'ensemble ainsi constitué. Mais, dans ce cas, on se heurte au grave inconvénient que l'élément sensible conducteur est mal isolé électriquement de la surface de la structure, ce qui modifie totalement la resistance mesurée de la jauge et par conséquent fausse les mesures. La presente invention permet, tout en réduisant l'épaisseur de l'ensemble, de conserver à l'élément sensible le bon isolement électrique qui est necessaire. La présente invention a pour objet un procédé de fixation d'une jauge de contrainte sur une structure, procéde qui consiste à déposer par electrophorèse, une mince couche de résine synthétique isolante, sur la structure, et à mettre en place l'élément sensible de la jauge sur la résine, apyres au moins une polymérisation partielle de cette derniere. Lorsque la jauge de contrainte est constituée par un élément sensible porté par un support, elle est mise en place par application directe de l'élé- ment sensible sur la resine prépolymérisée, et ensuite on polymérise complete- ment la résine. Le procédé suivant l'invention permet de réduire l'épaisseur entre la structure et l'élément sensible à quelques microns, car d'une part, par électrophorèse on peut déposer une couche d'épaisseur contrôlee, et d'autre part la jauge est posée à l'envers (c'est-à-dire que le support se trouve à l'extérieur) par rapport aux procédés antérieurs. Le procédé suivant l'invention présente encore d'autres avantages, notamment : une meilleure dissipation thermique, et une protection des jauges contre les phénomènes de condensation, puisque le support se trouve à l'extérieur et protège l'élément sensible de la jauge. L'adhérence de l'élément sensible sur la résine est excellente et elle est même supérieure à son adherence sur le support, ce qu'on peut constater facilement si, après fixation, on arrache le support, car l'élément sensible reste collé sur la couche de résine. I1 a été constate que le-depôt d'une résine par électrophorèse peut également servir d'isolant pour les dépôts de couches minces, formant l'élément sensible des jauges. La présente invention a également pour objet un procédé de fixation d'une jauge de contrainte sur une structure, procédé suivant lequel on dépose. par électrophortse une mince couche de résine synthetique isolante sur la structure, et apres polymerisation complète de la résine, on met en place par dépôt sous vide l'élément sensible de la jauge constitué par une couche mince de matériau conducteur. La presente invention a également pour objet un dispositif de mesure ou capteur extensometrique comportant une jauge de contrainte fixée par un procédé suivant l'invention. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et à l'examen des dessins annexes qui représentent à titre d'exemple non limitatif un mode de realisation de l'invention. La figure 1 représente en coupe une structure comportant une jauge de contrainte fixée suivant un procéde classique; la figure 2 représente en coupe une structure comportant une jauge de contrainte constituée par un élément sensible et un support, fixée suivant le procedé de l'invention; la figure 3 représente en coupe une structure comportant un élément sensible mis en place par dépôt sous vide. Sur la figure 1, on a representé une structure 1 sur laquelle on a fixé de façon classique, au moyen d'une couche de colle 2, une jauge de contrainte constituée par un élément sensible 3, par exemple un réseau en zig-zag, porté par un support 4. L'épaisseur de la couche de colle 2 est d'environ 15 à 20p, celle du support 4 d'environ 30 > et celle de l'élément sensible d'environ 3U. Il est à noter que dans ce mode de réalisation classique, l'élément sensible 3 se trouve à l'extérieur, et n'est par conséquent pas protégé notamment contre les phénomènes de condensation, susceptibles de fausser les mesures. Sur la figure 2, on a représenté une structure 5, sur laquelle on a fixé par un procedé suivant l'invention une jauge de contrainte, constituée par un élément sensible 8 porté par un support 7. Pour fixer la jauge de contrainte, on dépose par électrophorése une résine synthetique isolante 6, sur la structure 5. Après une polymérisation partielle de la résine 6, on met en place la jauge par application directe de l'élément sensible 8 sur la resine 6 prepolymérisée,puis on polymérise complètement la résine 6. Le principe de l'electrophorese des résines est bien connu, et par conséquent, il est inutile de s'étendre sur cette technique. L'augmentation de la résistance électrique de la couche déposée pouvant être réglée par le choix de la composition du bain, de la densité de courant et de la durée de l'opération de dépôt, on peut contrôler l'épaisseur de la couche de résine, ce qui n'était pas possible pour une couche de colle. C'est ainsi que la couche de résine 6 déposée sur la structure 5 peut être de l'ordre de 7v, donc bien infe- rieure å une couche de colle appliquée de façon classique, cette faible épaisseur procurant cependant d'excellentes qualités d'isolement et de tenue mécanique.En outre, l'élément sensible 8 étant appliqué directement sur la couche de résine 6, 1 'épaisseur entre la structure 5 et l'élément sensible 8 est considérablement réduite, tandis que le support 7 se trouve à l'extérieur et sert d'élément protecteur. Sur la figure 3,on a représenté une structure 9, sur laquelle on a fixé par un procédé suivant l'invention une jauge de contrainte constituée par une couche mince de matériau conducteur 10 dépose sous vide sur une couche de résine 11. On dépose par electrophorese la résine synthétique isolante 11 sur la structure 9,puis après polymérisation complète de la résine 11, on met en place l'élément sensible 10 par dépôt sous vide. Plusieurs types de résine peuvent convenir, et on peut citer notamment les résines époxydes et les résines acrylovinyliques. Exemple de bain d'efectrophorèse On prépare un mélange contenant 34% de monomère acryl ique, 16% de styrène et 50% d'esters vinyliques, auquel on ajoute de l'alcool butylique, de façon à avoir 70% de polymere soluble pour 30% d'alcool butylique. On prépare ensuite un bain d'électrophorése avec les constituants suivants: parties Oxyde de titane 24 Triéthylamine 4,5 Mélange de polymères dans l'alcool butylique 71,5 Agent de pontage aminé 21,5 Eau 878,5 1000,0 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté, elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans-s'écarter pour cela de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Procédé de fixation d'une jauge de contrainte sur une structure, caractérisé en ce qu'on dépose par électrophorèse une résine synthétique isolante sur ladite structure, et, apres au moins-une polymérisation partielle de ladite resine, on met en place l1éîément sensible de ladite Jauge sur ladite résine. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la jauge de contrainte est constituee par un élément sensible porté par un support, et est mise en place par application directe dudit élément-sensible sur la résine prépolymérisée, puis en ce qu'on polymérise complètement la résine. 3.- Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'après fixation de l'élément sensible sur la résine, le support précité peut être detaché dudit élement sensible. 4.- Procéde suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément sensible est constitué par une couche mince de matériau conducteur, qu'on met en place sur la résine par dépôt sous vide, après polymérisation complète de la résine. 5.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la résine est une résine époxyde. 6.- Procede suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caracterise en ce que la résine comprend un mélange de monomere acrylique, de styrène et d'esters vinyliques. 7.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caracterisé en ce que l'épaisseur de la couche de resine est d'environ 7V. 8.- Procedé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la structure est un capteur extensométrique. 9.- Capteur extensométrique, caractérisé en ce qu'il comporte une jauge de contrainte fixée par un procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8.