Brevet FR2615625A1 — publié le 19881125

Capteur pour la mesure de l'accélération de missiles La présente invention concerne un capteur pour la mesure de l'accélération de missiles. Comme capteurs d'accélération, on utilise en général des capteurs mécaniques, électriques ou piézo- électriques. Tous ces capteurs connus ont pour inconvénient qu'ils ne conviennent pas pour des accélérations élevées comme il s'en présente en particulier pour les projectiles. En conséquence, l'invention a pour objet un capteur du type précité d'une fabrication simple et permettant une mesure précise des accélérations sur un domaine de mesure étendu. Pour atteindre cet objectif, selon l'invention, le capteur contient un élément capteur qui est constitué par - un corps optiquement actif ou biréfringent, et la variation de la réfringence de l'élément capteur provoquée par le processus d'accélération, est mesurée et utilisée comme mesure pour l'accélération. L'idée de base de l'invention est donc de mesurer l'accélération de projectiles en utilisant les variations de réfringence de milieux optiquement actifs ou biréfringents. La variation de la réfringence est due surtout à la variation de longueur du milieu optique lors du processus d'accélération, de sorte qu'on détecte une variation de longueur par des moyens opto-électroniques. L'avantage principal d'un tel capteur d'accélération réside dans sa résistance aux chocs élevés. D'autres avantages de l'invention vont être expliqués en détail dans la suite & l'aide d'exemples de réalisation non limitatifs et en regard du dessin annexé dont: La figure 1 représente schématiquement un capteur selon l'invention, qui contient un élément capteur biréfringent; 26 1 5625 La figure 2 représente schématiquement un capteur selon l'invention, qui contient un élément capteur optiquement actif, et La figure 3 représente un capteur selon l'invention, placé dans un projectile. Sur la figure 1, la référence 1 désigne un élément capteur. A gauche de l'élément capteur '1 se trouve une source lumineuse 2 et un premier polariseur 3. A droite de l'élément capteur 1 se trouve un second polariseur 4 (analyseur) et un détecteur 5. La source lumineuse peut être, par exemple, un élément à diodes électroluminescentes (LED), l'élément capteur un bloc de quartz et le détecteur un élément photo-électrique. L'agencement représenté sur la figure 1 fonctionne de la façon suivante. L'élément à LED 2 produit un faisceau lumineux 7 qui est polarisé dans le polariseur 3, et cela de façon qu'il tombe sur la surface du bloc de quartz 1 désignée par a-c un faisceau monochromatique polarisé suivant un angle d'incidence de 45' par rapport a l'axe principal. En raison de la biréfringence linéaire, le faisceau se divise en une fraction ordinaire à polarisation parallèle à l'axe c et une fraction extraordinaire à polarisation parallèle à l'axe a. Du fait qu'il y a cependant des vitesses de propagation différentes pour les deux directions, on obtient un déphasage: d X(no-ne) entre le faisceau ordinaire et le faisceau extraordinaire, d étant la longueur du bloc de quartz X, la longueur d'onde du faisceau lumineux et no et ne respectivement l'indice de réfraction du faisceau ordinaire et du faisceau extraordinaire. Le second polariseur 4 est en fait disposé de façon que l'élément capteur 1 se trouve entre deux polariseurs 3, 4 croisés à 45'. Par suite, il se produit après le polariseur 4, en raison du déphasage 0, une variation d'intensité proportionnelle au chemin parcouru par la lumière dans le quartz 1. Pendant l'accélération, le quartz 1 subit une variation de longueur provoquant une variation d'intensité proportionnelle. L'intensité détectée est, par suite, une mesure directe de l'accélération. On a représenté sur la figure 2 un capteur comportant un élément capteur 10 optiquemnt actif. Dans ce mode de réalisation aussi, il faut, en plus de l'élément capteur 10, une source lumineuse 11, deux polariseurs 12 et 13 et un détecteur 14. Comme élément capteur 10, on peut utiliser, par exemple, une plaquette de quartz coupée perpendiculairement à l'axe optique, à faces planes parallèles, d'épaisseur D. L'élément à LED 11 produit le faisceau lumineux désigné par la référence 15, qui est polarisé linéairement dans le polariseur 12 et rejoint l'élément capteur 10. A la sortie de l'élément capteur, le plan de polarisation de la lumière a tourné de l'angle a qui est proportionnel à l'épaisseur D. La lumière franchit alors le second polariseur 13 qui est décalé en rotation de 45 par rapport au polariseur 12. L'intensité lumineuse 16 provenant du polariseur 13 est mesurée avec le détecteur 14. Si alors l'épaisseur D de l'élément capteur 10 varie en raison d'un processus d'accélération, il se produit une variation de l'angle de rotation a et, par suite, une variation de l'intensité lumineuse mesurée dans le détecteur 14. Entre les polariseurs 12 et 13 faisant entre eux 45', la variation d'intensité pour de faibles accélérations est proportionnelle à l'accélération. Pour de très fortes accélérations, par contre, l'accélération est proportionnelle au nombre de passages par zéro. De façon très générale, il faut tenir compte du fait que tous les composants optiques subissent les mêmes accélérations que l'élément capteur et peuvent donc provoquer une altération de l'effet optique à utiliser. Par suite, les capteurs selon l'invention doivent être produits à partir du plus petit nombre d'éléments composants possible. En particulier, il est recommandé de ne pas utiliser de lentilles, etc. La figure 3 représente un capteur d'accélération placé dans un projectile 20, dans lequel les différents composants optiques sont rassemblés de façon intégrée. Dans le cas de ce capteur 30, les deux polariseurs 32 et 32' soht, sur l'élément capteur 31 qui peut être tant un milieu optiquement actif qu'un milieu biréfringent, collés directement sur les surfaces frontales. Pour cela, on peut utiliser, de préférence, des feuilles de polarisation. Sur la première feuille de polarisation 32, l'élément à LED 34 est en outre collé, ainsi qu'un élément photo- électrique 33 sur la seconde feuille de polarisation 32'. L'élément à LED 34 est relié, par l'intermédiaire des conducteurs 35 et 36 et l'élément photo-électrique 33 par l'intermédiaire de conducteurs 37 et 38, à une installation d'alimentation en tension et de traitement des signaux 40. Les signaux d'accélération obtenus à partir de l'installation de traitement des signaux 40 sont utilisés, par exemple, pour détecter des attitudes de vol dans le missile. 26 1 5625 Revendications 1. Capteur pour la mesure de l'accélération de missiles (20), caractérisé en ce que le capteur contient un élément capteur (1, 10, 31) qui est constitué par un corps optiquement actif ou biréfringent, et en ce que la variation de réfringence de l'élément capteur (1, 10, 31) provoquée par le processus d'accélération, est mesurée et utilisée comme mesure pour l'accélération. 2. Capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément capteur (1; 10) se'trouve entre un premier polariseur et un second polariseur (3,4; 12,13), en ce que les deux polariseurs (3,4; 12,13) sont décalés en rotation de 45' l'un par rapport à l'autre, de sorte qu'un faisceau lumineux (7, 15) émanant d'une source lumineuse mesurée à l'aide d'un détecteur (5; 14). 3. Capteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'un au moins des polariseurs (32, 32') est placé directement sur l'élément capteur (31). 4. Capteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le détecteur (33) est placé directement sur le second polariseur (32'). 5. Capteur selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la source lumineuse (34) est placée sur le premier polariseur (32).