Brevet FR2641863A1 — publié le 19900720

La présente invention concerne un dispositif simulateur d'efforts. On sait que, pour mesurer des efforts appliqués à un organe mécanique, on fixe sur celui-ci des jauges de contrainte résistives, montées électriquement en pont de Wheatstone. Ainsi, à tout effort mécanique correspond une variation de résistance d'au moins une desdites jauges et donc un déséquilibre dudit pont. Notamment pour tester et/ou élaborer un tel pont de jauges, il est avantageux de pouvoir simuler électriquement les efforts appliqués aux jauges. Pour cela, on connaît déjà un simulateur d'efforts comportant des résistancés additionnelles susceptibles d'être montées sélectivement en parallèle sur certaines desdites jauges par l'intermédiaire d'interrupteurs. Toutefois, un tel simulateur d'efforts présente de nombreux inconvénients. En effet, à chaque résistance additionnelle correspond un effort et un seul, de sorte que si l'on désire simuler une pluralité d'efforts, il est nécessaire de brancher une pluralité de résistances additionnelles, ce qui est particulièrement incommode. Par ailleurs, en fonction du signe de l'effort recherché, on doit choisir la branche appropriée du pont, pour y monter la résistance additionnelle en parallèle. De plus, la simulation d'un effort différentiel nécessite un jeu de résistances différentes. Enfin, il va de soi qu'il est impossible, avec ce simulateur connu, d'obtenir un simulateur programmable, susceptible de simuler pas-à-pas un grand nombre d'efforts, aussi bien positifs que négatifs. La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients. A cette fin, selon l'invention, le dispositif simulateur d'efforts, destiné à un pont de Wheatstone de jauges de contrainte résistives et comportant des moyens pour créer un déséquilibre volontaire dudit pont par variation de résistance, est remarquable en ce que lesdits moyens de déséquilibre comportent - une résistance de déséquilibre, reliée à une de ses extrémités à l'une des extrémités de la diagonale de mesure dudit pont ; et - un convertisseur numérique-analogique, dont l'entrée de référence reçoit une tension analogique de référence, dont l'entrée de commande reçoit des nombres codés en numérique et dont la sortie est reliée à l'autre extrémité de ladite résistance de déséquilibre. aines~, grâce à l'invention, on peut simuler une variation d'effort uniquement par variation du nombre appliqué à l'entrée de commande dudit convertisseur numéri oue-analogique, sans avoir à modifier une résistance en elle-même. De préférence, la tension analogique de référence appliquée à l'entrée de référence dudit convertisseur numérique-analogique est formée par la tension d'alimentation du pont de jauges. La figure unique du dessin annexé fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur cette figure unique, on a représenté un exemple de réalisation du dispositif conforme à la présente invention. Dans cet exemple de réalisation, un pont de jauges de contraintes électriques 1 à 4, de résistance égale à R, est alimenté aux bornes de sa diagonale AB par une source 5, engendrant une tension continue V. L'éventuel déséquilibre U dudit pont 1 à 4 est mesuré de façon connue aux bornes de la diagonale de mesure CD. Conformément à l'invention, le dispositif de la figure 1 comporte un ensemble convertisseur numérique-analogique 6, essentiellement constitué d'un tel convertisseur 7 associé à un amplificateur opérationnel 8. Le convertisseur numérique-analogique 7 est branché en parallèle sur la diagonale AB du pont 1 à 4, de sorte que son entrée de référence 9 reçoit la tension V de la source 5. Par ailleurs, l'entrée de commande 10 du convertisseur 7 peut recevoir un nombre , codé en numérique, et engendré par un dispositif 11, par exemple un micro-proces- seur. Ainsi, apparaît à la sortie 11 de l'ensemble convertisseur 6 une tension p.V, qui est une fraction de la tension de référence V. Cette sortie 11 est reliée au point D de la diagonale de mesure CD du pont 1 à 4 par une résistance 12, de valeur X Puisque les quatre jauges de contrainte 1 à 4 sont identiques, en l'absence d'effort mécanique réel qui leur serait appliqué, la tension au point D de la diagonale de mesure CD est égale à la moitié V/2 de la tension V aux bornes de la diagonale d'alimentation AB. Comme on l'a vu ci-dessus, si un nombre p est appliqué à l'entrée de commande 10, une tension p.V apparaît à la sortie 11. Par suite, dans la résistance 12 circule un courant i, déterminé par Ainsi, à cause de ce courant i, au point D, la résistance 12 présente une valeur apparente Xa égale à (2) Xa = V/2 ou i On voit donc que, lorsque p varie de 0 à sa valeur maximale P, c'est-à-dire lorsque la tension p.V à la sortie il varie de o à V en passant par la valeur V/2, pour p = 1 , la valeur de la résistance apparente Xa de 2 la résistance 12 varie de la valeur X (pour p = 0) à la valeur -x (pour p = P) en passant par l'infini (pour p = 1 ). 2 Ainsi, à chaque valeur de p correspond une valeur de la tension de déséquilibre U, le signe du déséquilibre dépendant de la position de p par rapport à 1 2 En conséquence, en faisant varier le nombre p à l'entrée 11 pas-à-pas, on obtient une variation pas-à-pas de la tension de déséquilibre U, le signe de cette variation dépendant du fait que p est supérieur ou inférieur à 1. 2 On peut donc, grâce à l'invention, simuler des efforts, positifs et négatifs, variant pas-a-pas, sans changer la résistance 12. Dans le cas où p est composé de 12 bits, on peut faire varier U selon 2048 pas. REVENDICATIONS 1 - Dispositif simulateur d'efforts, destiné à un pont de Wheatstone de jauges de contrainte résistives (1 à 4) et comportant des moyens (6 à 12) pour créer un déséquilibre volontaire dudit pont (1 à 4) par variation de résistance, caractérisé en ce que lesdits moyens de déséquilibre comportent - une résistance de déséquilibre (12), reliée à une de ses extrémités à l'une des extrémités (D) de la diagonale de mesure (CD) dudit pont ; et - un convertisseur numérique-analogique (6), dont lrentrée de référence (9) reçoit une tension analogique de référence (V), dont l'entrée de commande (10) reçoit des nombres codés en numérique et dont la sortie (11) est reliée à l'autre extrémité de ladite résistance de déséquilibre (12). 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite tension analogique de référence appliquée à l'entrée de référence (9) dudit convertisseur numérique-analogique (6) est formée par la tension d'alimentation (V) dudit pont de jauges (1 à 4).