Brevet FR3052256A1 (20171208)
REVENDICATIONS1. Capteur d'efforts résonant, caractérisé en ce qu'il comporte un corps d'épreuve (10) apte à subir un torseur d'efforts produits par une structure mécanique externe, ledit corps (10) comportant au moins : - une première interface (2) et une deuxième interface (3) aptes chacune à entrer en contact avec ladite structure ; - au moins deux éléments sensibles (1) disposés chacun entre ces deux interfaces (2,\n<CLM>\1\t; un élément sensible (1) comportant une plaque (21) encastrée dans un cadre (22) solidaire mécaniquement desdites interfaces (2, 3), ledit cadre (22) étant fixé auxdites interfaces par deux coins opposés (26, 27), les deux autres coins étant libres (24, 25), une augmentation locale de masse étant réalisée en chaque coin (24, 25, 26,\n<CLM>\1\t; chaque plaque (21) étant apte à entrer en résonance sous l'effet d'excitations mécaniques locales produites en des points particuliers (Nu, Su, Wu, Eu) par des transducteurs d'excitation (41, 42, 43,\n<CLM>\1\tportant ladite plaque à plusieurs fréquences de résonances, des capteurs (41', 42', 43', 44') captant les signaux résonant produits au niveau desdits points particuliers, des moyens de mesure (81,\n<CLM>\1\tmesurant les décalages de fréquences de résonance de signaux qui sont des combinaisons linéaires des signaux résonant captés, lesdits décalages étant fonction de contraintes mécaniques induites par lesdits efforts et transmises à ladite plaque (21) par ledit cadre (22), les composantes dudit torseur d'efforts étant déterminées à partir des décalages de fréquences de résonance mesurés sur les plaques (21) desdits éléments sensibles (1).\n<CLM>\1\tCapteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites excitations sont produites simultanément. 3052256 29\n<CLM>\1\tCapteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits points particuliers (NU, SU, WU, EU) t -u, sont situés en des lignes nodales (61, 62, 63, 64, 65,\n<CLM>\1\tde mode vibratoires de façon à permettre la sélection de fréquences de résonances de modes particuliers 5 par lesdites combinaisons.\n<CLM>\1\tCapteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la combinaison desdites fréquences est une opération d'addition ou de soustraction. 10\n<CLM>\1\tCapteur d'effort selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque plaque (21) ayant une dimension selon un axe x et une dimension selon un axe y, elle comporte quatre points , particuliers d'excitation (Nu, su, WU, EU), un point Nord (Nu) et un point 15 Sud (Su) étant situés sur l'axe de symétrie (62) de ladite plaque selon y, et un point Ouest (Wu) et un point Est (Eu) étant situés sur l'axe de symétrie (65) selon x, lesdits points Nord et Sud et Ouest et Est étant situés symétriquement par rapport à l'intersection des deux axes de symétrie (62, 65). 20\n<CLM>\1\tCapteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que trois fréquences de résonances de trois modes vibratoires sont sélectionnées, une fréquence d'un premier mode étant sélectionnée en additionnant les fréquences de résonance du point Nord (Nu) et du point Sud (Nu + Su) et/ou du point 25 Ouest (Wu) et du point Est (Wu + Eu), une fréquence d'un deuxième mode étant sélectionnée en effectuant une soustraction entre la mesure du point Nord et la mesure du point Sud (Nu - Su), et une troisième fréquence d'un troisième mode étant sélectionnée en effectuant une soustraction entre la mesure du point Ouest et la mesure du point Est (WU - EU). 30 3052256 30\n<CLM>\1\tCapteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque plaque (21) comporte six points particuliers d'excitation (A1, A2, A3, A4, A5, A6), deux points (A1, A4) étant placés sur un premier axe de symétrie (62) et disposés symétriquement par rapport au deuxième axe de 5 symétrie (65), les quatre autres points (A2, A3, A5, A6) étant disposés de part et d'autre de ces axes de symétrie (62,\n<CLM>\1\tde telle façon que l'ensemble des six points forme un hexagone.\n<CLM>\1\tCapteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, 10 caractérisé en ce que les mesures de décalages sont effectuées par des circuits à verrouillage de phase (81) dont le signal de sortie commande un transducteur.\n<CLM>\1\tCapteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, 15 caractérisé en ce que lesdits transducteurs (41, 42, 43,\n<CLM>\1\tsont de type piézo-électrique.\n<CLM>\1\tCapteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les capteurs (41', 42', 43', 44') sont de type piézo- 20 électrique, fixés chacun en regard d'un transducteur de l'autre côté de la face de ladite plaque (21), les signaux produits étant les signaux de charges desdits capteurs de type piézo-électrique.\n<CLM>\1\tCapteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, 25 caractérisé en ce que chacun desdits coins (26,\n<CLM>\1\tfixant ledit cadre (22) à une interfaces (2,\n<CLM>\1\test prolongés via un coude (121,\n<CLM>\1\tpar une poutrelle (28,\n<CLM>\1\tparallèle audit cadre, ladite poutrelle (28,\n<CLM>\1\tétant encastrée dans l'interface (2, 3), la fixation dudit élément sensible (1) étant réalisé par l'encastrement de la poutrelle. 30 3052256 31\n<CLM>\1\tCapteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'augmentation locale de masse au niveau desdits coins (24, 25, 26,\n<CLM>\1\test réalisée par l'augmentation locale en ces points de l'épaisseur dudit cadre et/ou de la largeur dudit cadre vers l'extérieur.\n<CLM>\1\tCapteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'augmentation locale de masse au niveau desdits coins (24, 25, 26,\n<CLM>\1\test réalisée par l'augmentation locale de densité de masse volumique.\n<CLM>\1\tCapteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que en ce que les épaisseurs des plaques (21) desdits éléments sensibles prises deux à deux sont différentes. 15\n<CLM>\1\tCapteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la géométrie dudit corps d'épreuve (10) est invariante selon l'angle séparant les points centraux de deux éléments sensibles.\n<CLM>\1\tCapteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, 20 caractérisé en ce que ladite plaque sensible (21) d'un élément sensible (1) est placée en dehors de la fibre neutre (50) de l'ensemble formé du cadre (22) et de ladite plaque (21). 25 5 10