EP2210076A2 - Jauge de contrainte pour mesurer des déformations longitudinales et transversales - Google Patents

Jauge de contrainte pour mesurer des déformations longitudinales et transversales

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EP2210076A2
EP2210076A2 EP08871827A EP08871827A EP2210076A2 EP 2210076 A2 EP2210076 A2 EP 2210076A2 EP 08871827 A EP08871827 A EP 08871827A EP 08871827 A EP08871827 A EP 08871827A EP 2210076 A2 EP2210076 A2 EP 2210076A2
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EP
European Patent Office
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pattern
longitudinal
transverse
terminals
strain gauge
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP08871827A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Christophe Duret
Etienne Vandamme
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NTN SNR Roulements SA
Original Assignee
Societe Nouvelle de Roulements SNR SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Societe Nouvelle de Roulements SNR SA filed Critical Societe Nouvelle de Roulements SNR SA
Publication of EP2210076A2 publication Critical patent/EP2210076A2/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/0009—Force sensors associated with a bearing
    • G01L5/0019—Force sensors associated with a bearing by using strain gages, piezoelectric, piezo-resistive or other ohmic-resistance based sensors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
    • G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
    • G01L1/2268—Arrangements for correcting or for compensating unwanted effects
    • G01L1/2281—Arrangements for correcting or for compensating unwanted effects for temperature variations
    • G—PHYSICS
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    • G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
    • G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
    • G01L1/2287—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges constructional details of the strain gauges
    • G01L1/2293—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges constructional details of the strain gauges of the semi-conductor type
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/10—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
    • G01L3/108—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving resistance strain gauges

Definitions

  • the invention relates to a strain gauge, a sensor for measuring the longitudinal and transverse deformations of an area of a structural element comprising such a gauge, and a rolling bearing incorporating at least one such sensor.
  • the use of thick-layer type strain gauges is known.
  • the gauges used comprise a pattern of a piezoresistive material and a pair of terminals arranged on either side of said pattern along a main direction of measurement according to which the electric current flows.
  • the gauge is then disposed on the deformation zone so that the deformations of said zone induce those of the pattern and thus a variation of the resistance of said pattern, said variations being able to be measured to determine the deformation values of the zone.
  • the pattern is sensitive to the deformations that it undergoes in its principal axis of measurement, but also to those which take place perpendicularly to this axis. Indeed, the variation of the resistance R x along the main axis according to the deformations undergone can be written:
  • the object of the invention is to overcome this drawback by proposing in particular a strain gauge for separately measuring the resistance variations of the pattern along two directions, so that the deformations undergone along these two directions can be calculated independently.
  • the invention proposes a strain gauge comprising a substrate on which are formed a pattern of electrically resistive material and two pairs of terminals in electrical contact with said pattern, said pattern forming a continuous resistive medium. in directions respectively longitudinal and transverse and said terminals being formed on either side of the pattern in the direction respectively longitudinal for one pair and transverse for the other pair, so as to be able to measure the electrical resistance of the pattern along said longitudinal directions and transverse.
  • the invention proposes a sensor for measuring the deformations of an area of a structural element, said sensor comprising:
  • a chopping circuit which is connected to the terminals of the gauge for alternately measuring the electrical voltage in the longitudinal and transverse directions;
  • a voltage signal processing device which is arranged to calculate the deformations respectively along the longitudinal and transverse directions.
  • the invention proposes a rolling bearing comprising a fixed member, a rotating member and at least one row of rolling bodies arranged in a raceway which is formed between said members so as to allow their relative rotation, said bearing integrating at least one such sensor, the substrate being transferred to the fixed member so as to measure the longitudinal and transverse deformations respectively; of the fixed member which are induced during the rotation of the bearing.
  • FIG. 1 shows a hash circuit which is connected to the terminals of a strain gauge according to the invention
  • FIGS. 2 and 5 are diagrammatic views of five geometers of a material pattern for a strain gauge according to the invention.
  • FIG. 3 are top view representations of three embodiments of a material pattern for a strain gauge according to the invention.
  • FIGS. 4 are perspective views of an embodiment of a bearing incorporating sensors according to the invention, showing two different states of charge.
  • a sensor for measuring the deformations of an area of a structural element.
  • the sensor incorporates a strain gauge comprising a substrate 1, for example ceramic, on which is formed at least one pattern 2 of electrically resistive material, in particular a piezoresistive or magnetostrictive material, so as to translate a mechanical stress into electrical resistance.
  • the pattern 2 forms a continuous resistive medium in directions respectively longitudinal x and transverse y, for example the pattern 2 is formed of a continuous layer of material.
  • the material may comprise a glass paste incorporating conductive particles, and the pattern 2 may be deposited on the substrate 1 in thick layer by screen printing.
  • the gauge further comprises two pairs of terminals 3 made of electrically conductive material, in particular metal such as silver, which are formed on the substrate 1 to be in electrical contact with the pattern 2.
  • the terminals 3 may be made by thick-film screen printing of a material paste, and this prior to the formation of said pattern.
  • the terminals can be of any shape, including rectangular, triangular, circular ....
  • the senor measures the deformations of an area of a fixed member of a rolling bearing also comprising a rotating member and at least one row of rolling bodies arranged in a raceway which is formed between said members of so as to allow their relative rotation.
  • the bearing is a motor vehicle wheel bearing and the substrate 1 is fixed on a flat surface 4 formed on the periphery of the outer ring 5.
  • the sensor makes it possible to measure the deformations of the outer ring 5 which are in particular due to the passage of the rolling bodies during rotation, said deformations then being periodic and approximable by a sinusoid.
  • the bearing comprises two rows of balls which are arranged coaxially in a raceway respectively provided between the fixed outer ring 5 and the inner rotating ring 6.
  • the fixed ring 5 is provided with means for fixing the chassis that are formed a flange 7 comprising four radial projections 7 in which an axial hole 8 is formed to allow fixing by screwing.
  • the senor comprises a plurality of gauges which are arranged on the same substrate 1. More specifically, two groups of three aligned patterns 2 are formed on the substrate 1 which is rigidly fixed to the fixed ring 5, for example by bonding or welding, to transmit the deformations from the flat 4 to the patterns 2.
  • the substrate 1 is positioned on the flat 4 to have each group of gages substantially facing a raceway and in the general direction of rotation.
  • the bearing shown comprises four sensors which are equidistributed around the outer ring 5, the signals from the sensors can be used by a computer to determine the forces applied during rotation on the fixed ring 5 and / or on an integral element of the rotating ring 6, as described in the document FR-2 839 553.
  • Figures 4 schematically a bump-shaped deformation on the surface of the outer ring 5 according to two bearing load states, the first ( Figure 4a) substantially radial and the second ( Figure 4b) moved in the axial direction y.
  • the distortion has a component of ⁇ following the general axis of rotation x and a dyy component along the y axis.
  • the amplitude of the bump and its position relative to the patterns 2 changes according to the state of load, this development being representative of the contact angle between the ball and the raceway.
  • the bearing force of the balls on the raceway is determined by its amplitude but also by its direction of application, that is to say by the contact angle.
  • the invention provides for measuring the deformation of the patterns 2 along the two directions, respectively longitudinal (S xx ) and transverse ( ⁇ yy ) which is substantially parallel to the axis of rotation of the bearing, so as to allow measurement of the longitudinal and transverse deformations respectively of the fixed ring; 5 which are induced during the rotation of the bearing.
  • the gauge comprises two pairs of terminals 3 which are formed on either side of the pattern 1 in the direction respectively longitudinal x for one pair and transverse y for the other pair, so as to be able to measure the variations of electrical resistance of the pattern according to said longitudinal and transverse directions.
  • the contact between each terminal 3 and the pattern 1 extends substantially perpendicular to the direction in which the pair of said terminal is formed, so that the current lines are arranged substantially in the direction of the pair.
  • Figures 2 represent possible geometries for the pattern 2 and the arrangement of the corresponding terminals 3, the distance between the terminals 3 of the pairs being identical.
  • the geometries represented are:
  • grooves 9 in the pattern 2 it is possible to make grooves 9 in the pattern 2, said grooves being arranged to improve the maintenance of the current lines in said pattern respectively along the longitudinal and transverse directions.
  • This technique called trimming or resistance adjustment, allows to retouch the screenprinted geometry to give it the desired geometry.
  • the grooves 9 can be made using a laser, sand or any other technique, so as to completely cut the electrical conduction through the layer of material forming the pattern 2.
  • a groove 9 can be made between each terminal 3 so as to avoid forming easy paths for the current via said terminals, said grooves being L-shaped (FIG. 3a), in the median plane between the terminals 3 (FIG. 3b) or curved ( Figure 3c).
  • the thickness of the groove 9 may be of the order of 0.1 mm.
  • the embodiment according to FIG. 3b makes it possible to have the wider terminals 3 for a central area of the reduced pattern 2 while maintaining the current lines parallel to the respectively transverse and longitudinal directions.
  • the sensor hashing circuit is described, said circuit being connected to the terminals 3 of a gauge according to FIG. 2a for alternately measuring the electrical voltage in the longitudinal (V x ) and transverse directions ( V y ).
  • the circuit comprises a current generator 10 and two switches 11, 12 which are controlled to pass the current i alternately between the terminals 3 of a pair.
  • the measurement frequency of the voltages V x , V y is chosen to be able to assume that the deformations S xx and ⁇ yy have not varied between two times of measurement.
  • the processing device may comprise an amplifier, a filter, an analog / digital converter and a deformation calculation processor.
  • the sensor may comprise a processing device common to at least two gauges, said processing device then comprising means for multiplexing the signals from each of the gauges.
  • hybrid circuit type technologies allow to integrate on the substrate 1, in addition to the strain gauge or gauges, the hashing circuit and / or the treatment device on the substrate.

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Abstract

L'invention concerne une jauge de contrainte comprenant un substrat (1) sur lequel sont formés un motif (2) de matériau résistif électriquement et deux paires de bornes (3) en contact électrique avec ledit motif, ledit motif formant un milieu résistif continu selon des directions respectivement longitudinale (x) et transversale (y) et lesdites bornes étant formées de part et d'autre du motif (2) selon la direction respectivement longitudinale (x) pour une paire et transversale (y) pour l'autre paire, de sorte à pouvoir mesurer la résistance électrique du motif selon lesdites directions longitudinale et transversale. L'invention concerne également un capteur de mesure des déformations longitudinales et transversales d'une zone d'un élément structurel comprenant une telle jauge, ainsi qu'un palier à roulement intégrant au moins un tel capteur.

Description

Jauge de contrainte pour mesurer des déformations longitudinales et transversales
L'invention concerne une jauge de contrainte, un capteur de mesure des déformations longitudinales et transversales d'une zone d'un élément structurel comprenant une telle jauge, ainsi qu'un palier à roulement intégrant au moins un tel capteur.
Pour mesurer les déformations d'une zone, notamment les déformations d'une bague extérieure d'un roulement dues au passage des corps roulants, on connaît l'utilisation de jauges de contrainte de type à couche épaisse. En particulier, les jauges utilisées comprennent un motif d'un matériau piézorésistif et une paire de bornes disposées de part et d'autre dudit motif selon une direction principale de mesure suivant laquelle le courant électrique circule.
La jauge est alors disposée sur la zone de déformation pour que les déformations de ladite zone induisent celles du motif et donc une variation de la résistance dudit motif, lesdites variations pouvant être mesurées pour déterminer les valeurs de déformation de la zone.
Toutefois, le motif est sensible aux déformations qu'elle subit dans son axe principal de mesure, mais également à celles qui ont lieu perpendiculairement à cet axe. En effet, la variation de la résistance Rx suivant l'axe principal en fonction des déformations subies peut s'écrire :
— - = -KLεxx -Kτεπ , Sxx et εyy étant les déformations du motif suivant R respectivement l'axe principal et l'axe perpendiculaire, KL et Kτ étant les sensibilités du motif suivant respectivement l'axe principal et l'axe perpendiculaire. Concernant l'effet dans la direction de la hauteur, il peut être négligé car l'épaisseur du motif est très faible par rapport aux autres dimensions, et son côté supérieur est libre. Dans le cas de la déformation d'une bague extérieure d'un roulement, Sxx et εyy peuvent être du même ordre de grandeur et KL est sensiblement égal à 2KT. Par conséquent, la composante suivant l'axe perpendiculaire n'est pas négligeable, et les effets des deux déformations se mélangent dans la mesure de déformation qui est effectuée.
L'invention a pour but de pallier à cet inconvénient en proposant notamment une jauge de contrainte permettant de mesurer séparément les variations de résistance du motif suivant deux directions, de sorte à pouvoir calculer indépendamment les déformations subies suivant ces deux directions.
A cet effet, et selon un premier aspect, l'invention propose une jauge de contrainte comprenant un substrat sur lequel sont formés un motif de matériau résistif électriquement et deux paires de bornes en contact électrique avec ledit motif, ledit motif formant un milieu résistif continu selon des directions respectivement longitudinale et transversale et lesdites bornes étant formées de part et d'autre du motif selon la direction respectivement longitudinale pour une paire et transversale pour l'autre paire, de sorte à pouvoir mesurer la résistance électrique du motif selon lesdites directions longitudinale et transversale.
Selon un deuxième aspect, l'invention propose un capteur de mesure des déformations d'une zone d'un élément structurel, ledit capteur comprenant :
- au moins une telle jauge de contrainte, le substrat étant destiné à être reporté sur ladite zone ;
- un circuit de hachage qui est connecté aux bornes de la jauge pour mesurer de façon alternée la tension électrique selon les directions longitudinale et transversale ;
- un dispositif de traitement des signaux de tension qui est agencé pour calculer les déformations suivant respectivement les directions longitudinale et transversale.
Selon un troisième aspect, l'invention propose un palier à roulement comprenant un organe fixe, un organe tournant et au moins une rangée de corps roulants disposés dans un chemin de roulement qui est formé entre lesdits organes de sorte à permettre leur rotation relative, ledit palier intégrant au moins un tel capteur, le substrat étant reporté sur l'organe fixe de sorte à mesurer les déformations respectivement longitudinales et transversales de l'organe fixe qui sont induites lors de la rotation du palier.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit, faite en référence aux figures jointes dans lesquelles :
- la figure 1 représente un circuit de hachage qui est connecté aux bornes d'une jauge de contrainte selon l'invention ;
- les figures 2 sont des représentations en vue de dessus de cinq géométhes d'un motif de matériau pour une jauge de contrainte selon l'invention ;
- les figures 3 sont des représentations en vue de dessus de trois variantes de réalisation d'un motif de matériau pour une jauge de contrainte selon l'invention ;
- les figures 4 sont des vues en perspective d'un mode de réalisation d'un roulement intégrant des capteurs selon l'invention, montrant deux états de charge différents.
En relation avec la figure 1 , on décrit un mode de réalisation d'un capteur de mesure des déformations d'une zone d'un élément structurel. Le capteur intègre une jauge de contrainte comprenant un substrat 1 , par exemple en céramique, sur lequel est formé au moins un motif 2 de matériau résistif électriquement, notamment un matériau piézorésistif ou magnétostrictif, de sorte à traduire un effort mécanique en résistance électrique. Le motif 2 forme un milieu résistif continu selon des directions respectivement longitudinale x et transversale y, par exemple le motif 2 est formé d'une couche continue de matériau.
De façon connue, le matériau peut comprendre une pâte de verre intégrant des particules conductrices, et le motif 2 peut être déposé sur le substrat 1 en couche épaisse par sérigraphie. La jauge comprend en outre deux paires de bornes 3 réalisées en matériau conducteur électriquement, notamment en métal comme l'argent, qui sont formées sur le substrat 1 pour être en contact électrique avec le motif 2. De même que le motif 2, les bornes 3 peuvent être réalisées par sérigraphie en couche épaisse d'une pâte de matériau, et ce préalablement à la formation dudit motif. Les bornes peuvent être de forme quelconque, notamment rectangulaire, triangulaire, circulaire....
Selon une application, le capteur mesure les déformations d'une zone d'un organe fixe d'un palier à roulement comprenant également un organe tournant et au moins une rangée de corps roulants disposés dans un chemin de roulement qui est formé entre lesdits organes de sorte à permettre leur rotation relative.
Dans un exemple d'application représenté sur les figures 4, le palier est un roulement de roue de véhicule automobile et le substrat 1 est fixé sur un méplat 4 formé sur la périphérie de la bague extérieure 5. Ainsi, le capteur permet de mesurer les déformations de la bague extérieure 5 qui sont notamment dues au passage des corps roulants lors de la rotation, lesdites déformations étant alors périodiques et approximables par une sinusoïde.
Sur la base de ces mesures, il est possible de déterminer les efforts qui s'appliquent sur le roulement, de sorte à pouvoir notamment, comme décrit par exemple dans le document FR-2 893 106, déterminer les efforts qui s'appliquent à l'interface entre la roue et la chaussée sur laquelle la roue tourne.
Sur les figures 4, le roulement comprend deux rangées de billes qui sont disposées coaxialement dans respectivement un chemin de roulement prévu entre la bague extérieure fixe 5 et la bague intérieure tournante 6. Par ailleurs, la bague fixe 5 est pourvue de moyens de fixation au châssis qui sont formés d'une bride 7 comprenant quatre saillies radiales 7 dans lesquelles un trou axial 8 est réalisé pour permettre la fixation par vissage.
Dans le mode de réalisation représenté, le capteur comprend plusieurs jauges qui sont disposées sur un même substrat 1. Plus précisément, deux groupes de trois motifs 2 alignés sont formés sur le substrat 1 qui est rigidement fixé à la bague fixe 5, par exemple par collage ou soudage, pour transmettre les déformations depuis le méplat 4 jusqu'aux motifs 2. En outre, le substrat 1 est positionné sur le méplat 4 pour disposer chaque groupe de jauges sensiblement en regard d'un chemin de roulement et selon la direction générale de rotation.
Le roulement représenté comprend quatre capteurs qui sont équirépartis autour de la bague extérieure 5, les signaux issus des capteurs pouvant être utilisés par un calculateur pour déterminer les efforts appliqués lors de la rotation sur la bague fixe 5 et/ou sur un élément solidaire de la bague tournante 6, comme décrit dans le document FR-2 839 553.
Les figures 4 schématisent une déformation en forme de bosse sur la surface de la bague extérieure 5 suivant deux états de charge du roulement, le premier (figure 4a) sensiblement radial et le deuxième (figure 4b) déplacé suivant la direction axiale y. La déformation présente une composante d∞ suivant l'axe général de rotation x et une composante dyy suivant l'axe y.
Comme représenté, l'amplitude de la bosse et sa position par rapport aux motifs 2 évolue en fonction de l'état de charge, cette évolution étant représentative de l'angle de contact entre la bille et le chemin de roulement. Or, la force d'appui des billes sur le chemin de roulement est déterminée par son amplitude mais également par sa direction d'application, c'est-à-dire par l'angle de contact.
Pour améliorer la détermination de la force d'appui des billes à partir des mesures de déformation de la zone, l'invention prévoit de mesurer la déformation des motifs 2 suivant les deux directions, respectivement longitudinale (Sxx) et transversale (εyy) qui est sensiblement parallèle à l'axe de rotation du roulement, de sorte à permettre une mesure des déformations respectivement longitudinales et transversales de la bague fixe 5 qui sont induites lors de la rotation du roulement. Ainsi, les mesures des déformations étant séparées suivant leur direction respective, l'information recueillie est plus riche et potentiellement plus facile à interpréter car deux phénomènes de natures différentes sont séparés.
Pour ce faire, la jauge comprend deux paires de bornes 3 qui sont formées de part et d'autre du motif 1 selon la direction respectivement longitudinale x pour une paire et transversale y pour l'autre paire, de sorte à pouvoir mesurer les variations de résistance électrique du motif selon lesdites directions longitudinale et transversale. En particulier, le contact entre chaque borne 3 et le motif 1 s'étend sensiblement perpendiculairement par rapport à la direction suivant laquelle la paire de ladite borne est formée, de sorte que les lignes de courant soient disposées sensiblement selon la direction de la paire.
Les figures 2 représentent des géométries envisageables pour le motif 2 ainsi que la disposition des bornes 3 correspondantes, la distance entre les bornes 3 des paires étant identique. Les géométries représentées sont :
- carré pour la figure 2a ;
- en croix pour la figure 2b ;
- en cercle pour la figure 2c ;
- en losange pour la figure 2d ; et
- en croix avec des zones de jonction courbes entre les bras pour la figure 2e.
De manière générale, toutes les géométries comprenant deux paires de bornes électriques 3 disposées à 90° sont envisageables. En outre, la résistance des bornes 3 étant beaucoup plus faible que celle du motif 2, ledit motif présente une plus petite dimension caractéristique dc qui est supérieure à 1 mm pour éviter de former des chemins faciles pour le courant via les bornes 3. En outre, il est possible d'envisager des géométries dans lesquelles la distance entre les bornes 3 des paires n'est pas la même, par exemple des géométries en rectangle, en ellipse ou en croix avec des bras de longueurs inégales.
Comme représenté sur les figures 3, il est possible de réaliser des rainures 9 dans le motif 2, lesdites rainures étant disposées pour améliorer le maintien des lignes de courant dans ledit motif respectivement suivant les directions longitudinale et transversale. Cette technique, dite de triming ou d'ajustage de résistance, permet de retoucher la géométrie sérigraphiée pour lui donner la géométrie souhaitée. Par exemple, les rainures 9 peuvent être réalisées à l'aide d'un laser, au sable ou par toute autre technique, de sorte à couper complètement la conduction électrique à travers la couche de matériau formant le motif 2.
En particulier, une rainure 9 peut être réalisée entre chaque borne 3 de sorte à éviter de former des chemins faciles pour le courant via lesdites bornes, lesdites rainures pouvant être en L (figure 3a), dans le plan médian entre les bornes 3 (figure 3b) ou incurvées (figure 3c).
L'avantage de ces rainures 9 est de pouvoir parvenir à des dimensions caractéristiques utiles pour le motif 2 qui sont plus petites que par sérigraphie seule, l'épaisseur de la rainure 9 pouvant être de l'ordre de 0,1 mm. En particulier, la réalisation selon la figure 3b permet de disposer des bornes 3 plus larges pour une plage centrale du motif 2 réduite, tout en maintenant les lignes de courant parallèles aux directions respectivement transversale et longitudinale.
En relation avec la figure 1 , on décrit le circuit de hachage du capteur, ledit circuit étant connecté aux bornes 3 d'une jauge selon la figure 2a pour mesurer de façon alternée la tension électrique selon les directions longitudinale (Vx) et transversale (Vy). Le circuit comprend un générateur de courant 10 et deux interrupteurs 11 , 12 qui sont pilotés pour faire passer le courant i alternativement entre les bornes 3 d'une paire. La fréquence de mesure des tensions Vx, Vy est choisie pour pouvoir supposer que les déformations Sxx et εyy n'ont pas variées entre deux instants de mesure.
On a alors :
^L = -KLεxx - Kτεyy et ^- = -K1^ - KL*W
K. K
d'où
Par conséquent, en intégrant au capteur un dispositif de traitement des signaux de tension Vx, Vy, il est possible de calculer les déformations Sxx, εyy suivant respectivement les directions longitudinale et transversale.
En particulier, le dispositif de traitement peut comprendre un amplificateur, un filtre, un convertisseur analogique / numérique et un processeur de calcul des déformations. En outre, dans le cas où plusieurs jauges sont disposées sur un même substrat 1 , le capteur peut comprendre un dispositif de traitement commun à au moins deux jauges, ledit dispositif de traitement comprenant alors un moyen de multiplexage des signaux provenant de chacune des jauges.
Par ailleurs, des technologies de type circuit hybride permettent d'intégrer sur le substrat 1 , outre la ou les jauges de contrainte, le circuit de hachage et/ou le dispositif de traitement sur le substrat.

Claims

REVENDICATIONS
1. Jauge de contrainte comprenant un substrat (1) sur lequel sont formés un motif (2) de matériau résistif électriquement et deux paires de bornes (3) en contact électrique avec ledit motif, ledit motif formant un milieu résistif continu selon des directions respectivement longitudinale (x) et transversale (y) et lesdites bornes étant formées de part et d'autre du motif (2) selon la direction respectivement longitudinale (x) pour une paire et transversale (y) pour l'autre paire, de sorte à pouvoir mesurer la résistance électrique du motif selon lesdites directions longitudinale et transversale.
2. Jauge de contrainte selon la revendication 1 , caractérisée en ce que le contact entre chaque borne (3) et le motif (2) s'étend sensiblement perpendiculairement par rapport à la direction suivant laquelle la paire de ladite borne est formée.
3. Jauge de contrainte selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le motif (2) comprend des rainures (9) qui sont disposées pour améliorer le maintien des lignes de courant dans ledit motif respectivement suivant les directions longitudinale et transversale.
4. Jauge de contrainte selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la distance entre les bornes (3) des paires est identique.
5. Jauge de contrainte selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le motif (2) et les bornes (3) sont déposés en couche épaisse sur le substrat (1).
6. Jauge de contrainte selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la plus petite dimension caractéristique du motif (2) est supérieure à 1 mm.
7. Capteur de mesure des déformations d'une zone d'un élément structurel, ledit capteur comprenant :
- au moins une jauge de contrainte selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, le substrat (1) étant destiné à être reporté sur ladite zone ;
- un circuit de hachage qui est connecté aux bornes de la jauge pour mesurer de façon alternée la tension électrique selon les directions longitudinale et transversale ;
- un dispositif de traitement des signaux de tension qui est agencé pour calculer les déformations suivant respectivement les directions longitudinale et transversale.
8. Capteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que le circuit de hachage et/ou le dispositif de traitement sont intégrés sur le substrat (1).
9. Capteur selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs jauges de contrainte qui sont disposées sur un même substrat (1).
10. Capteur selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de traitement commun à au moins deux jauges, ledit dispositif de traitement comprenant un moyen de multiplexage des signaux provenant de chacune des jauges.
11. Capteur selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que le dispositif de traitement comprend un amplificateur, un filtre, un convertisseur analogique / numérique et un processeur de calcul des déformations.
12. Palier à roulement comprenant un organe fixe (5), un organe tournant (6) et au moins une rangée de corps roulants disposés dans un chemin de roulement qui est formé entre lesdits organes de sorte à permettre leur rotation relative, ledit palier intégrant au moins un capteur selon l'une quelconque des revendications 7 à 11 , le substrat (1) étant reporté sur l'organe fixe (5) de sorte à mesurer les déformations respectivement longitudinales et transversales de l'organe fixe (5) qui sont induites lors de la rotation du palier.
13. Palier à roulement selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'axe transversal est sensiblement parallèle à l'axe de rotation dudit palier.
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