Brevet FR2471578A1 — publié le 19810619

"Système pour mesurer des profils de surfaces" La présente invention concerne un système pour mesurer des profils de surfaces, dans lequel les tensions électriques proportionnelles aux flexions d'un élément en céramique déplacé sur la surface à contrôler sont amenées, après amplification, à un appareil indi- cateur. De tels systèmes sont bien connus, et sont décrits, par exemple, dans le brevet allemand numéro 929.877, ainsi que dans l'article "Stand der Oberflâ- chenprtifung" paru dans la revue " Fachberichte fur Oberflâchentechnik", 1973, no 1, pages 20 à 23. Dans ces cas, on utilise souvent, en tant qu'éléments de flexion, des éléments piézo-électriques qui rendent possible une structure relativement simple du système. Pour de nombreuses applications, un inconvénient est cependant constitué par le fait que la force d'appui n'est pas constante, mais dépend de la flexion. Les pos- sibilités d'application sont de ce fait restreintes, en particulier en ce qui concerne des surfaces relati- vement tendres. L'invention a par conséquent pour but de procurer un système de type mentionné plus haut dans lequel la force d'appui est constante, c'est-àdire indépendante de la flexion. Il est alors particulière- ment avantageux que la force d'appui soit elle-même réglable. Suivant l'invention, ce résultat est atteint par le fait que l'élément de flexion est un bilame en matière céramique qui est pourvu de moyens servant à produire une tension proportionnelle à la flexion, cette tension étant comparée à une tension de référen- ce et la tension de différence étant amenée, après amplification, à l'élément de flexion. Ces moyens sont avantageusement des jauges de contrainte. La déviation ainsi produite provoque une flexion de l'élément de flexion dans le sens de la dé- viation, avec pour résultat que l'action envisagée est 2471 578 réalisée, à savoir maintenir la force d'appui indépen- dante de la déviation. Pour pouvoir faire varier le degré de la compensation, il est avantageux de rendre réglable l'amplitude de la tension amenée à l'élément de fle- xion, par exemple par modification du facteur d'ampli- fication. Il est aussi avantageux de rendre la tension de référence variable pour pouvoir modifier le point d'intervention de la compensation. Une forme d'exécution de l'invention sera décrite plus en détail avec référence aux dessins anne- xés, dans lesquels: la Fig. 1 illustre le schéma lde principe d'un système conforme à l'invention; la Fig. 2a illustre la force uniforme obte- nue au moyen du système conforme à l'invention en fonc- tion de la déviation la Fig. 2b illustre le cas d'une surcompen- sation, et la Fig. 3 illustre la relation entre la dé- viation et la tension produite par les jauges de con- trainte. Un bilame de flexion 1 fixé d'un c8té, par exemple un élément piézo-électrique ou un élément en une matière céramique électrostrictive, subit une dé- viation Z lors de l'exploration d'un profil P. Des deux cités de l'élément de flexion et près de son en- droit de fixation, sont prévues des jauges de contrain- te 4, 5 qui font partie d'un circuit en pont 6. Une dé- viation de l'élément de flexion déforme simultanément les jauges de contrainte 4 et 5 en des directions op- posées. La tension de sortie du circuit en pont 6 est comparée, dans un amplificateur de différence 8, à une tension de référence Us réglable par un diviseur de tension 7 et peut simultanément être lue sur un ins- trument de mesure 10. 2471 578 La tension de sortie V de l'amplificateur de différence 8 est amenée, par l'intermédiaire d'un amplificateur 9, à l'élément de flexion 1 en tant que tension directionneLeV'. La tension directionnelle est autant plus élevée-que la déviation est plus grande, de sorte que, comme le montre la Fig. 2a, la force d'appui reste constante sur un large domaine de la déviation. Les courbes a, b et c se rapportent à des réglages dif- férents du diviseur de tension 7. Si l'on augmente le facteur d'amplification de l'amplificateur 8 ou 9, la force de compensation est aussi accrue et on peut m9- me atteindre une surcompensation, comme l'indique la courbe de la Fig. 2bqui décro t en son milieu. Cela signifie qu'une déviation accrue entratne une force d'appui diminuée. Ceci peut 9tre souhaitable pour des opérations de mesure spéciales. La Fig. 3 montre finalement la relation entre la déviation et la tension produite par les - jauges de contrainte. Celle-ci est linéaire, de sorte que la tension UDMS produite par les jauges de contrain- te convient pour enregistrer le profil analysé. -2471578 REVENDICATIONS 1. Système pour mesurer des profils de sur- faces, dans lequel les tensions électriques propor- tionnelles aux flexions d'un élément en céramique dé- placé sur la surface à contrôler sont amenées, après amplification, à un appareil indicateur, caractérisé en ce que l'élément de flexion (1) est un bilame en matière céramique qui est pourvu de moyens servant-à produire une tension proportionnelle à la flexion, cette tension étant comparée à une tension de référen- ce (7) et la tension de différence (V) étant amenée, après amplification, à l'élément de flexion (1). 2. Système suivant -la revendication 1, carac- térisé en ce que: les dits moyens sont formés de jauges de contrainte (4, 5) qui sont montées près de l'endroit de fixation et.leur variation de résistance proportion- nelle à la flexion est convertie en une variation de tension dans un circuit en pont (6). 3. Système suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que: l'élément de flexion (1) est fait d'une matière céramique électrostrictive. 4. Système suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisé en ce que: l'élément-de flexion est fait d'une ma- tière céramique piézo-électrique polarisée. 5. Système suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, caractérisé en ce que: la force de compensation et/ou le facteur d'amplification sont réglables.