BE636107A - - Google Patents

Description

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  UN   DISPOSITIF   DE MESURE DE DEPLACEMENTS LINEAIRES
OU ANGULAIRES 
La présente invention a peur ohjet un procéda et un dispositif de mesure applicables à l'évalustion des déplacements rectilignes ou angulaires et permettant d'obtenir un signal électrique linéaire en fonction du déplacement, sur une plage étendue, pouvant aller du micron au centimètre ou plus,   cet   avec une   sensibilité   et une résolution exceptionnelles,ainsi qu'un temps de réponse très bref.

   Il peut notamment s'adapter à   l'étude   ou à la mesure des déformations statiques ou dynamiques du matériau, aussi bien qu'à l'examen des vibrations de pièces de   machines  -   
Le procédé objet de l'invention utilise la méthode connue, consistant à utiliser une variation d'une capacité électrique résultant du déplacement à mesurer pour tra-   duire   ce déplacement en une variation d'un courant élec- trique;mais il l'applique d'une façon nouvelle et suivant une technique originale qui permet d'éliminer certains défauts inhérents aux appareils déjà existants.

   Ces défauts 

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   proviennent   en général du fait   que 1,   - a) La variation de la   capacité   n'est pas   linéaire   en fonction du déplacement à mesurer et la   linéarité   de   répons*   n'est valable qu'approximativement sur une plage très   réduite    les capacités échappant à ce défaut ayant en général des valeurs trop faibles pour être utilisées dans un dispositif classique .- - b) La capacité variable est habituellement incluse dans un pont.

   Ce dernier peut se déséquilibrer   nous   l'action de la température en particulier et entraîner une dérive du zéro.-*   Les   procédé et appareil objet de la   présente   invention sont caractérisée par le fait que l'on utilise deux capacités symétriques variant en sens contraire linéairement en fonc- tion du déplacement* On sait qu'il suffit par exemple que le déplacement provoque une variation linéaire de la surface en regard des armatures sana en modifier l'écartement.

   Les   Capacités   de ce type, comme il a été   remarqua     plut   haut, ne peuvent être   réalisées   pour des rainons technologiques qu'avec des valeurs faibles de l'ordre du piootarad,   mail   on peut relever considérablement l'information   reçue   sous forme électrique en utilisant un courant de haute   fréquence   de plusieurs dizaines de mégahertz pour lequel   l'impédance     des   capacités est considérablement   abaissée.   De plus, la   mesure   ne consiste plus à évaluer le déséquilibre d'un pont,

     mais   à effectuer une comparaison directe des deux   capacités   variables au moyen d'une double   détection,   dont on va donner deux exemples de réalisation - a) Le schéma de détection simple   utilisé     classi-     quement   et représenté à la figure 1 ne   peut     convenir (du   fait 

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 de la   petitesse   de la capacité C   utilicée   dans le   procédé '     envisagé.

      
Suivant une des caractéristiques de l'invention l'adjonction de la diode 2, comme il est représenté sur la figure 2, a pour effet de supprimer les effets néfastes de la capacité parasite de la diode 1 et d'imposer à l'ar- mature secondaire 3 de la capacité 0 de débiter dans la diode 1 ce qu'elle ne fait pas dans le cas de la figure 1   où   elle peut se polariser en sorte qu'aucune composante continue n'est transmise au circuit ultérieur, la diode 2 a, en effet, pour rôle de dériver à la masse le courant parasite dû* à la capacité de la diode 1 pendant l'alternance où celle-ci est sensée être bloquée et d'imposer à l'arma- ture secondaire 3 une polarisation convenable.

   Celle-ci correspond à une composante continue proportionnelle à la   @   capacité C si cette dernière est soumise à une différence   de'   potentiel d'amplitude et   fréquence     constantes     et      évidemment,.   si la charge extérieure   imposée   à la diode 1 est   aussi   d'in- pédanoe   constante.-   
Il est   préférable, ainsi, que   l'armature primaire   4   soit soumise à un potentiel alternatif haute fréquence im- portant,d'amplitude et de fréquence bien stabilisées et que l'armature secondaire reste à un potentiel   faible en   regard,

   ce qui conduit à ajuster correctement la charge im- posée selon les besoins augmenter cette dernière revient à augmenter la linéarité mais diminuer la sensibilité en tension et inversement. la   figure   3 montre le dispositif   @   dérivé des considérations qui précèdent, associé au montage capacitif différentiel envisagé pour la mesure de   dépla-   cements.

   les deux détections   accolées   étant montées en oppo- sition, le signal continu obtenu à la sortie est   proportion- '   nel à la différence des deux capacités 01 et C2,c'est-à- dire directement au déplacement étudié.- 

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   -     b) Le   montage   précédent     présente   l'inconvénient de comporter les diodes 1 (figure 3) montées en série et ces diodes ne constituant pas   des   clapets parfaits se mani- testent en affectant la linéarité du.

   dispositifsEn   aooep-   tant de perdre un peu de la puissance récupérable en sortie de la détection, on améliore cette linéarité primordiale dans bien des cas en remplaçant ces diodes par des   résistances 9   convenablement ajustées en fonction de la charge extérieure. 



  Ce dernier dispositif représenté 4 la figure 4 semble préfé- râblé pour la linéarité exceptionnelle   qu'il   permet   d'obte-     nir.-   
Dans bien des cas pour des   raison.   d'ambiance ther- mique ou d'encombrement, il est avantageux de pouvoir éloi- gner du point de mesure l'oscillateur haute fréquence et le montage de détection plus sensibles aux variations ther- miques que les capacités variables. Ceci est rendu possible comme le représente la figure 5, par l'utilisation d'une ligne primaire 6 et de deux lignes secondaires 7 en   peso**   nance pour la fréquence   utilisée,  l'expérience ayant montré que ces lignes n'affectent pas la qualité de la mesure et n'introduisent que des erreurs négligeables en général. 



  Les résistances 8 et les capacités 9 peuvent être introduit.. pour améliorer la résonance des lignes 7 et ajuster la sen-   sibilité   du   dispositif,-  

Claims (1)

1. -REVENDICATIONS- @ - 1 / Procédé et appareil pour la mesure des déplacements et vibrations reotilignes ou angulaires, caractérisés par le fait que deux capacités géométrique- ment identiques sont disposées, de manière à varier en sens contraire linéairement en fonction du déplacement à mesurer.- 2 / Appareil suivant la revendication 1, carac- tirage par le fait que l'on utilise une tension d'alimen- tation haute fréquence,stabilisée en amplitude et fréquence, la haute fréquence permettant une information très accrus,

   - - 3 / Appareil suivant la revendication 1$ carac- térisé par le fait qu'il comporte un système de détection double permettant la comparaison directe des deux capacités et fournissant un signal continu proportionnel au déplace* ment*** 4 / Appareil suivant les revendications 1 à caractérisé par le fait que l'oscillateur et le système de détection sont éloignés du capteur,se réduisant aux deux seules capacités, au moyen d'une ligne primaire et de deux lignes secondaires ajustées selon la fréquence utilisée.**