Brevet FR2641072A3 — publié le 19900629

FR 2641072 A3 19900629 FR 8916990 A 19891221 - 1 - 2641072 CAPTEUR DE DEFORMATION A EFFET CAPACITIF La présente invention concerne un capteur de déformation, destiné en particulier à la mesure des déformations d'une structure. En particulier, l'invention a pour objet un capteur du type incluant un condensateur avec une première armature et une seconde armature se faisant face, reliées à deux points de la structure dont on veut relever un déplacement relatif dans une direction orthogonale par rapport auxdites armatures, au moyen de la variation de capacité correspondante de ce condensateur. Le but de la présente invention est de réaliser un capteur de déformation du type défini ci-dessus, qui soit simple, robuste et fiable. Selon la présente -inyention, ce but est atteint par la réalisation d'un capteur comprenant un premier corps tubulaire avec une cavité interne dans laquelle est fixée ladite première armature, et dans ledit premier corps tubulaire est monté un second corps tubulaire, de manière a pouvoir coulisser, suivant un guide, par rapport au premier corps tubulaire, dans la direction orthogonale au plan dans lequel est placée ladite armature, et auquel est fixée la seconde armature, lesdits premier et second corps étant respectivement dotés d'appendices d'ancrage pour la liaison avec lesdits deux points de la structure dont on veut relever le déplacement relatif. L'invention va être décrite en détails avec référence aux dessins annexes, donnés à pur titre d'exemple non limitatif, dans lesquels: la Fig. I est une coupe longitudinale d'un capteur de déformation selon la présente invention; la Fig. 2 est une coupe selon la ligne II-II de la Fig. 1, et la Fig. 3 est un schéma synoptique d'un circuit électronique associé au capteur, selon l'invention. En se référant aux figures, la référence I indique un capteur de déformation destiné, en particulier, à la mesure de la charge portée sur l'axe d'un véhicule - 2 - industriel, par l'intermédiaire du relevé de la déformation de l'axe, sous L'effet de La charge. Le capteur 1 comprend un premier corps tubulaire 2 ayant une cavité interne 3 fermée a l'une de ses extremités, par S une paroi de fond 4. A L'intérieur de la cavité 3 est aisposee une première feuille métallique 5, fixée à La paroi de fond 4 par l'interposition d'une couche 6 en matériau isolant de l'électricité. A L'intérieur du corps 2 est monté de manière à pouvoir coulisser, un second corps tubulaire 7, à une extrémité duquel est montée une seconde feuille métallique 8, faisant face à la feuille 5 et étant écartée de celle-ci. La feuille 8 est fixée au corps 7 par l'intermédiaire d'une couche 9 en matériau isolant de l'éLectricité. La partie interne du corps 7 est également creuse, et à l'intérieur est montée une plaque de support 10, sur laquelle sont disposés les composants d'un circuit électronique 11, qui sera décrit Cans la suite du texte. Dans les figures, le jeu radial entre le corps 2 et le corps 7 a été exagéré, afin de faciliter la compréhension: en réalité, ce jeu est de l'ordre d'un dixième de millimètre. A l'extérieur des corps 2 et 7 est disposé un soufflet de protection 12 en matériau élastomère, dont les extrémités sont respectivement fixées, au moyen de petites bandes de serrage 14, au corps 2 et au corps 7. Le premier corps 2 et le second corps 7 sont dotés d'appendices respectifs d'ancrage 15 d'extrémité, pour la fixation du capteur 1, par exemple au moyen d'une soudure, à deux points 16 d'une structure 17 dont on veut relever la déformation, en s'assurant du déplacement relatif desdits points. Les déformations de flexion de La structure 17 dans les directions indiquées par les flèches A causent en réalité un déplacement relatif des corps 2 et 7, dans une direction sensiblement orthogonale par rapport au plan dans Lequel se trouvent les feuilles et 8. La capacité du condensateur défini par les feuilles 5 -3- et 8 varie en fonction de la déformation de la structure 17. Pour éviter que des variations de température ne provoquent des deformations de valeurs différentes de la structure 17 et des corps 2 et 7, qui pourraient être interprétées comme des variations de la charge sur La structure 17, il est préférable que les corps 2 et 7 soient constitués du même matériau que la structure 17, comme par exemple du fer doux. Les feuilles 5 et 8 sont reliées par Les conducteurs 18 à un circuit électronique 11, porté par la plaque 10 et en mesure de fournir un signal de tension indicatif de la capacité du condensateur. A la Fig. 3 est illustré le schéma synoptique d'un circuit possible adapté à l'objectif. Dans l'exemple illustré, le circuit 11 comprend un oscillateur 20, dont la fréquence d'oscillation dépend de la capacité du condensateur 5,8 qui lui est relié. La sortie de l'oscillateur 20 est reliée à un circuit monostable 21, suivi par des -filtres passe-bas 22, qui effectuent, dans leur ensemble, une conversion fréquence- tension. La borne de sortie 23 du circuit monostable 21, qui sort par un trou 21 du corps 7 (Figs. -1 et 2) présente (par rapport à la masse) une tension V indiquant la capacité du condensateur 5,8, et par conséquent de la valeur de la déformation de la structure 17. En variante à la réalisation illustrée à la Fig. 3, le circuit électronique 11 pourrait comprendre un oscillateur à fréquence fixe, suivi par un monostable dont la constante de temps est une variable en fonction de la capacité du condensateur formé par le capteur de déformation. Dans ce cas aussi, à la sortie du monostable est fixe un filtre passe-bas. -4- REVENDICATIONS 1. Capteur de déformation, en particulier pour la mesure des déformations d'une structure du type incluant un condensateur (5, 8) avec une première armature (5) et une seconde armature (8) se faisant face, reliées à deux points de la structure (17), dont on veut relever un déplacement relatif dans une direction orthogonale par rapport auxdites armatures (5, 8) au moyen de la variation de capacité correspondante dudit condensateur, caractérisé par le fait qu'il comprend un premier corps tubulaire (2) avec une cavité interne (3) dans laquelle est fixée ladite première armature (5), dans ledit premier corps (2) étant monté un second corps tubulaire (7) de manière à pouvoir coulisser suivant des guides par rapport au premier corps, dans la direction orthogonale au plan dans lequel se trouve ladite armature, et auquel est fixée la seconde armature (8); lesdits premier corps (2) et second corps (7) étant dotés d'appendices respectifs d'ancrage (15) pour la liaison avec les susdits deux points de la structure (17) dont on veut relever le déplacement relatif. 2. Capteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit premier corps (2) a une extrémité fermée par une paroi (4) et par le fait que La première armature (5) est constituée par une feuille conductrice fixée à ladite paroi (4). 3. Capteur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la seconde armature (8) est constituée par une feuille conductrice fixée à l'extrémité du susdit second corps (7) qui s'étend à l'intérieur du premier corps (2). 4. Capteur selon n'importe laquelle des revendications précédentes, caractérisé par le fait que lesdits premier corps (2) et second corps (7) sont constitués par un matériau ayant pratiquement les mêmes caractéristiques de dilatation thermique que la structure dont on veut relever la déformation 5. Capteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'au susdit condensateur (5, 8) est associé un 5- circuit électronique (11) comprenant un oscillateur (20) dont la fréquence dépend de la capacité dudit condensateur (5, 8) et un convertisseur fréquence-tension (21, 23) relié a la sortie de l'oscillateur (20). 6. Capteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'au susdit condensateur (5, 8) est associé un circuit électronique (11) comprenant un oscillateur à fréquence fixe relié à l'entrée d'un monostable, dont la constante de temps est fonction de la capacité dudit condensateur (5, 8); à la sortie dudit monostable étant relié un filtre passe-bas. 7. Capteur selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les composants du susdit circuit électronique (11) sont portés par un support (10) disposé dans une cavité se trouvant à l'intérieur du susdit second corps (7).