FR2509865A1 - Articulation a flexion et transducteur l'utilisant - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LES TRANSDUCTEURS DE FORCE. UN ACCELEROMETRE COMPORTE NOTAMMENT UNE PALETTE MOBILE 30 QUI EST ACCOUPLEE A UNE EMBASE DE MONTAGE 32 PAR UNE ARTICULATION A FLEXION 12 CONSTITUEE PAR DEUX SECTIONS 60, 62. CHAQUE SECTION COMPORTE DES SURFACES EN RETRAIT QUI COINCIDENT PRATIQUEMENT AVEC LE PLAN NEUTRE DE FLEXION DE L'ARTICULATION. UN REVETEMENT CONDUCTEUR DE L'ELECTRICITE 47A, 47C FORME SUR LES SURFACES EN RETRAIT ASSURE LES CONNEXIONS ELECTRIQUES AVEC DES COMPOSANTS SITUES SUR LA PALETTE. LES CONTRAINTES CREEES PAR LE REVETEMENT CONDUCTEUR SONT REDUITES AU MINIMUM PAR LE FAIT QUE LE REVETEMENT SE TROUVE DANS LE PLAN NEUTRE DE FLEXION. APPLICATION AUX SYSTEMES DE GUIDAGE PAR INERTIE.

Description

La présente invention concerne le domaine des

transducteurs de détection de force tels que les accéléro-

mètres pour le guidage par inertie, et elle porte plus par-

ticulièrement sur une articulation à flexion destinée à ac-

coupler un élément de détection de force à une embase de montage, d'une marnière permettant un mouvement de rotation

ou de translation.

Dans les transducteurs de force du type des accé-

léromètres décrits dans les brevets US 3 702 073, 4 182 187 et 4 250 757, un élément de détection de force est fixé à

une embase ou à un anneau de montage au moyen d'une articu-

lation à flexion qui permet à l'élément de se déplacer par rapport à l'embase sous l'effet de forces faibles; Dans un tel accéléromètre, l'articulation à flexion peut avoir une structure bifilaire consistant en une paire de pièces planes

et minces.

Pour établir des connexions électriques avec des

composants situés sur l'élément de détection, on peut uti-

liser des fils flexibles entre l'embase et l'élément de dé-

tection, ou bien on peut déposer une pellicule mince de ma-

tière conductrice directement sur l'articulation à flexion, ou sur un revêtement non conducteur placé sur l'articulation à flexion, si cette dernière est elle-même conductrice de

l'électricité Lorsqu'on dépose de telles matières sur l'ar-

ticulation à flexion, des contraintes apparaissent dans cet-

te dernière, à cause des coefficients de dilatation diffé-

rents de l'articulation à flexion et des matières conduc-

trices, ou sous l'effet de l'opération de dépôt elle-m Ameo Ces contraintes font apparaître à leur tour des forces qui

tendent à dévier l'élément de détection à partir d'une po-

sition neutre Dans les transducteurs asservis qui appliquen

une force de rétablissement pour maintenir l'élément de dé-

tection dans la position neutre, une erreur consistant en un

décalage apparaît à cause de ces contraintes Dans les trans.

ducteurs en boucle ouverte dans lesquels on mesure la valeur

de la déviation de l'élémeont de détection, une erreur consis.

tant en un décalage apparatt également -

Dans les transducteurs qui utilisent des revgtemen conducteurs, on tente d'annuler les contraintes produites par les couches en déposant les couches de façon égale sur

les faces supérieure et inférieure des sections de l'arti-

culation à flexion Bien que cette structure réduise les erreurs dans une certaine mesure, elle nécessite un équi- librage précis pendant l'opération de dép 8 t, pour que l'épaisseur des couches soit égale sur les deux faces de

la section de l'articulation à flexion En outre, cet équi-

librage dépend de la stabilité des contraintes des couches

en fonction du temps, et il dépend également d'autres fac-

teurs tels que la température ambiante, la pureté des ma-

tières et la contamination des surfaces.

En général, dans les transducteurs antérieurs, on a trouvé qu'il était souhaitable d'utiliser l'articulation

à flexion la plus mince possible compatible avec les exi-

gences de résistance mécanique et d'élasticité pour un fonc-

tionnement correct, dans le but de minimiser les effets de

contraintes conduisant à des erreurs de décalage On a ce-

pendant trouvé que la constante de rappel, angulaire ou li-

néaire, d'une articulation à flexion est proportionnelle au cube de l'épaisseur "t" de cette articulation, tandis que le moment de flexion de l'articulation à flexion qui est de

à la contrainte produite par le dépôt des bandes conductri-

ces est seulement proportionnel à t Par exemple, si on réduit de 30 % l'épaisseur de l'articulation à flexion, de telle façon que la constante de rappel angulaire de cette articulation passe de 20 g /radian à 79 /radian, le moment

d'erreur dû aux effets de contraintes dans le plaquage con-

ducteur est réduit seulement d'un facteur de 1,42 On peut ainsi voir que la limite inférieure de la plage acceptable des constantes de rappel que procure une articulation à flexion classique sera atteinte bien avant que le moment d'erreur soit réduit à une valeur négligeable Par conséquent, ces types d'articulations à flexion nécessitent de faire des compromis entre l'obtention de la constante de rappel et de la résistance mécanique de l'articulation à flexion désirées, et la réduction au minimum des effets de contraintes qui conduisent à des erreurs O Conformément à l'invention, une articulation à flexion comporte un revêtement conducteur de l'électricité sur des surfaces qui se trouvent pratiquement sur ou dans

le plan neutre de flexion de l'articulation à flexion.

Du fait que la matière conductrice se trouve sur une surface qui est pratiquement dans le plan neutre de flexion de l'articulation à flexion, les contraintes à la frontière entre la pellicule conductrice et l'articulation à flexion ne conduisent pas à des erreurs de décalage Ceci

est dié au fait que le moment de flexion produit par de tel-

les contraintes est proportionnel à la distance de la fron-

tière par rapport au plan neutre de flexion Du fait que cette distance est pratiquement égale à zéro, le moment de flexion est réduit au minimum et les erreurs de décalage

sont réduites notablement, sinon complètement.

L'articulation à flexion peut consister en une ou plusieurs sections, chacune d'elles contenant un ou plusieurs canaux ayant chacun une surface en retrait qui se trcuve pratiquement sur le plan neutre de flexion-de l'articulation

à flexion.

Du fait que la couche mince conductrice se trouve toujours sur le plan neutre de flexion ou à proximité de celui-ci, la valeur de l'erreur introduite par la pellicule conductrice est fondamentalement indépendante de l'épaisseur,

de la longueur totale et de la largeur totale de l'articula-

tion à flexion On peut donc donner à l'articulation à fle-

xion une configuration qui procure une résistance mécanique appropriée ainsi que la constante de rappel désirée pour

1 'accéléromètre, sans produire des erreurs de décalage nota-

bles dues aux contraintes résultant de la pellicule.

On pourra se référer à la demande de brevet US NI 283 129 déposée par Hanson et Atherton le 14 Juillet 1981,et à la demande de brevet US 283 341, déposée par Hanson le 14 Juillet 1981

qui traitent de manières connexes d'aborder ce problème.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la

description qui va suivre de modes de réalisation et en se

référant aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une vue en perspective éclatée, partiellement en coupe, d'un accéléromètre qui comporte l'articulation à flexion de l'invention; la figure 2 est une vue en plan partielle agrandie de l'articulation à flexion de la figure 1; la figure 3 est une vue en perspective partielle dans la direction générale de la ligne 3-3 de la figure 1; la figure 4 est une coupe d'une articulation à flexion qui comporte des canaux de largeur inégale; les figures 5 et 6 sont des vues en perspective partielles similaires à la figure 3 qui montrent deux modes de réalisation supplémentaires d'une articulation à flexion de type bifilaire; et les figures 7 et 8 sont des vues en perspective partielles similaires à la figure 3 qui montrent deux modes de réalisation d'une articulation à flexion comportant une

seule section.

On va maintenant considérer les figures 1 et 2 qui représentent un transducteur de force sous la forme d'un accéléromètre asservi 10, qui comprend une articulation à flexion 12 conforme à l'invention L'accéléromètre 10 est du type décrit dans le brevet US 3 702 073, mais l'invention peut être utilisée dans d'autres transducteurs de détection de force qui emploient un mouvement angulaire ou linéaire

d'un élément sensible à une force.

L'accéléromètre 10 consiste en une paire de corps cylindriques 14 a, 14 b et en une structure de masse sensible

16 qui est fixée entre les deux corps.

Les corps 14 a, 14 b sont pratiquement identiques et on ne décrira donc que le corps 14 a Le corps 14 a comporte

une paroi de corps cylindrique 17 munie d'une nervure 18 di-

rigée vers l'intérieur qui constitue une pièce polaire ma-

gnétique La paroi 17 s'étend autour du fond de façon à for-

mer une base 19 La pièce polaire 18 comporte une paroi in-

térieure cylindrique 20 qui définit une cavité 22 Un aimant permanent cylindrique 24 est fixé à la base 19 à l'intérieur de la cavité 22, et la surface circonférentielle extérieure de cet aimant est espacée par rapport à la parci cylindrique inférieure 20 pour définir entre elles un espace annulaire 26. La structure de masse sensible 16 comprend une pièce sensible à une force, ou palette, 30, qui est articuléE

sur une embase ou un anneau de montage 32 au moyen de l'ar-

ticulation à flexion 12. Dans l'accéléromètre qui est représenté sur les figures, l'articulation à flexion 12 permet à la palette 30

de se déplacer en arc par rapport à l'anneau de montage 32.

Il faut cependant noter qu'on pourrait utiliser l'articula-

tion à flexion 12 dans un transducteur utilisant un mouve-

ment linéaire de l'élément de détection le long de l'axe du

transducteur 10.

Deux bobines de rétablissement de force, ou de gé-

nération de couple, 42, 43, sont respectivement fixées aux faces supérieure et inférieure 40, 41 de la palette 30 Les bobines de génération de couple 42, 43 sont bobinées sur des mandrins qui s'ajustent dans l'espace annulaire 26 formé dans chacun des corps 14 a, 14 b lorsque les divers éléments

de l'accéléromètre 10 sont assemblés.

Une couche de matière conductrice 45 est déposée

sur la face supérieure 40 de apalette 30 Une couche simi-

laire de matière conductrice est déposée sur la face infé-

rieure 41 de la palette 30 Ces couches conductrices de l'électricité forment une paire d'armatures de condensateur qui donnent lieu à une interaction avec une face 21 de la pièce polaire 18 et avec une face correspondante de la pièce polaire du corps 14 b, d'une manière qu'on décrira par la suite.

Trois plots de montage 34 (dont un n'est pas re-

présenté sur les figures) sont disposés sur une surface su-

périeure 36 de l'anneau de montage 32 Trois plots de mon-

tage supplémentaires sont placés dans des positions opposées axialement à celles des plots de montage 34 sur une surface inférieure 38 de l'anneau 32 L'anneau de montage 32 est fixé entre les corps 14 a, 14 b de telle façon qu'une lèvre de la paroi de corps cylindrique 17 et une lèvre correspondante sur le corps 14 b portent contre les plots de montage, et que les bobines de

génération de couple 42, 43 soient logées dans l'espace an-

nulaire 26 et dans un espaceannulaire correspondant dans le corps 14 bo Deux condensateurs variables 48, 49 sont formés à l'intérieur de l'accéléromètre 10, et l'un d'eux est ccnsti- tué par la face 21 et par le revêtement qui se trouve sur la surface inférieure 38, tandis que l'autre est constitué par une face qui ccrrespond à la face 21 de la pièce polaire pour le corps 14 b et par le revêtement 45 qui se trcuve sur la surface supérieure 36 de la palette 30

Les couches conductrices présentes sur la face su-

périeure 40 et sur laface inférieure 41, et les bobines de

génération de couple 42, 43 sont connectées à un circuit ex-

terne au moyen de quatre bandes conductrices 47 a-47 d qui s'étendent jusqu'à l'anneau 32 en traversant l'articulation

à flexion 12 Les connexions électriques vers le circuit ex-

terne sont réalisées à partir de l'anneau 32 au moyen de

quatre broches de connecteur (non représentées) qui se trou-

vent dans les parois des corps 14 a, 14 b.

Lorsque l'accéléromètre 10 est soumis à une accé-

lération dirigée le long de son axe, la palette 30 se dé-

place par rapport à l'anneau 32 et aux corps 14 a, 14 b, ce qui entraîne une variation de la capacité des condensateurs 48, 49 la variation de capacité est détectée par un circuit à boucle d'asservissement (non représenté) qui applique à

son tour aux bobines de génération de couple 42, 43 un si-

gnal proportionnel à la variation de capacité Le champ ma-

gnétique résultant qui est établi par les bobines de généra-

tion de couple 42, 43 donne lieu à une interaction avec le champ magnétique établi par les aimants permanents qui se trouvent dans les corps 14 a, 14 b, de façon à s'opposer au déplacement de la palette 30 Le courant que nécessitent les

bobines de génération de couple 42, 43 pour maintenir la pa-

lette 30 dans une position neutre représente la force due à

l'accélération à laquelle l'accéléromètre est soumis.

On se référera au brevet US 3 702 073 pour avoir

une description plus détaillée de l'accéléromètre 10.

On va maintenant considérer la figure 3 qui repré-

sente le mode de réalisation préféré de l'articulation à

flexion 12 conforme à l'invention.

L'articulation à flexion présente une c Gnfigura-

tion de charnière bifilaire en porte-à-faux qui consiste en une paire de sections d'articulation à flexion 60, 62, qui

s'étendent entre la palette 30 et l'anneau de montage 32.

Les sections 60 et 62 sont séparées par une ouverture in-

termédiaire qui s'étend également entre l'articulation à

flexion 12 et l'embase de montage 32.

Les sections d'articulation à flexion 60 et 62 ont pratiquement la même forme en section transversale et

on ne décrira donc que la section 60.

La section 60 comprend des faces supérieure et inférieure 64 et 66 qui scnt pratiquement parallèles l'une

à l'autre, et deux tranches 68, 70 qui sont de façon géné-

rale perpendiculaires aux faces 64, 66 Les faces 64, 66

pourraient également ne pas être parallèles, cé qui n'em-

pêcherait pas d'utiliser les canaux situés sur l'axe neutre.

La section d'articulation à flexion 60 comporte

deux canaux 71, 73 qui s'étendent dans la section 60 à par-

tir des faces respectives 64, 66 Les canaux 71, 73 compor-

tent des surfaces en retrait respectives 72, 74 qui sont pratiquement coplanaires et coïncident avec le plan neutre

de flexion de la section 60.

On appelle "plan neutre de flexion" le plan qui ne subit aucune traction ni aucune compression lorsqu'on courbe l'articulation à flexion Pour une articulation à flexion ayant une configuration de section transversale rectangulaire uniforme, formée par deux faces parallèles et deux tranches, comme celle représentée sur la figure 3, le plan neutre de flexion est constitué par les points qui sont pratiquement équidistants des faces de l'articulation à flexion, c'est-à-dire le plan qui se trouve en position

médiane entre les faces de l'articulation à flexion.

Si les canaux n'ont pas la même largeur, comme c'est le cas sur la figure 3, pour l'une ou l'autre des sections individuelles de l'articulation à flexion, l'axe (plan) neutre de flexion ne passe pas par le milieu de l'articulation à flexion, mais est au contraire décalé vers

le canal plus étroit la figure 4 montre une coupe trans-

versale d'une telle articulation à flexion Dans un tel cas, la position de l'axe neutre sera déterminée par la formule: Y = YO (t P/ ul) + (,p/A ul)2 1 () dans laquelle: Y est une coordonnée de l'axe de l'articulation

à flexion pour le fond de chaque canal avec A p/i ul > 1.

Yo est la moitié de l'épaisseur totale de l'articu-

lation à flexion.

a p est le double de la différence entre la largeur de l'articulation à flexion et la somme des largeurs des canaux. \ul est la différence entre la largeur du canal supérieur et la largeur du canal inférieuro

Il faut noter que l'axe neutre de flexion réel pré-

sente un léger défaut de parallélisme par rapport au plan de l'articulation à flexion, du fait de la dissymétrie par rapport à l'axe des sections individuelles de l'articulation à flexion Bien que cet effet soit normalement faible, on pourrait placer chaque canal de façon que l'axe neutre de

flexion passe par le centre du canal, si le mouvement angu-

laire devenait important.

Les canaux 71, 73 ont également des parois laté-

raies respectives 71 a, 71 b et 73 a, 73 bo Bien que les canaux

soient représentés sur les figures 1-3 sous une forme compor-

tant des parois planes 71 a, 71 b et 73 a, 73 b qui sont perpen-

diculaires aux faces 64, 66, ces surfaces pourraient égale-

ment 8 tre chanfreinées ou avoir une configuration courbe, avec un petit rayon En outre, les sections de l'articulation

à flexion peuvent être chanfreinées ou courbées dans la ré-

gion de leurs jonctions avec la palette 30 et avec l'anmeau de montage 32, pour établir une transition progressive entre

ces éléments, au lieu de la transition abrupte qvi est re-

présentée sur les figures 1 et 20 Dans le mode de réalisation préféré, la palette , l'embase de montage 32 et l'articulation à flexion 12 sont formées à partir d'une seule pièce de quartz fondu qui est soumise à une attaque ou traitée de toute autre n nière pour donner la forme désirée On pourra se référer i la demande de brevet US 283 130 déposée par Kim W Athertoi

le 14 Juillet 1981 pour avoir une description détaillée d'un pro-

cédé de fabrication de l'articulation à flexion 12.

Une fois qu'on a formé les surfaces en retrait 72, 74, on dépose une couche mince de matière conductrice, comme de l'or, sur la longueur des surfaces en retrait de, deux sections de l'articulation à flexion, de façon que ce te couche s'étende entre la palette 30 et l'anneau de moi

t Age 32 Selon une variante, on pourrait fabriquer l'arti-

culation à flexion 12 à partir d'une matière conductrice d l'électricité, auquel cas on déposerait un revêtement non conducteur de l'électricité sur l'articulation à flexion 1

avant de déposer les bandes conductrices 47.

Du fait que le moment de flexion dé aux contrain

tes produites par la pellicule est proportionnel à la dis-

tance des bandes conductrices 47 par rapport au plan ou à l'axe neutre de flexion, toute force agissant au niveau du plan neutre de flexion et parallèlement à sa surface ne produit aucun moment de flexion, du fait que la distance est alors égale à zéro Par conséquent, une bande conductr ce déposée directement sur l'axe neutre de flexion de I'ar ticulation à flexion ne produit en sortie du transducteur aucune erreur due à des contraintes à la frontière entre 1 bande conductrice et l'articulation à flexion Du fait que la bande conductrice a une épaisseur finie, les surfaces 7 74 des canaux devraient théoriquement, mais pas nécessaire ment, être situées au-delà de l'axe neutre, à une distance égale à la moitié de l'épaisseur de la bande, de façon que

la bande elle-même soit centrée sur l'axe neutre.

A titre d'exemple, on a trouvé que les dimensions

suivantes donnaient des résultats satisfaisants.

Lettre de référence Description Dimension

sur la figure 3 (en mm sauf

mention con-

traire) a Largeur totale 9,14 de l'articulation à flexion 12 b Iargeur de chaque 3,81 section c Distance entre la 2,29 tranche 68 et le canal 71 d largeur des surfa 0,89 ces en retrait 72,

74

e Epaisseur des sec 0,03 tions 60, 62 f Profondeur du plan 0,015 neutre de flexion à partir des faces

64, 66

g Longueur de l'ar 2,54

ticulation à fle-

xion 12 h Distance entre 1,52

les tranches adja-

centes des sec-

tions 60, 62 Epaisseur des ban 260 nm des conductrices

La configuration de l'articulation à flexion 12 sur la fi-

gure 3 est dite ci-après anti-symétrique, c'est-à-dire que les sections de l'articulation à flexion ont pratiquement la même section transversale mais ne sont pas des images

l'une de l'autre dans un miroir.

On peut choisir l'épaisseur, la longueur et la

largeur des sections de l'articulation à flexion pour obte-

nir une résistance mécanique appropriée et la constante de

rappel désirée pour le bon fonctionnement de l'accéléromè-

tre 10, sans augmenter notablement les erreurs de décalage.

Par conséquent, contrairement aux transducteurs antérieurs,

la valeur de l'erreur introduite par les bandes conductri-

ces 47 est pratiquement indépendante des dimensions des sections Il faut noter qu'on pourrait concevoir n'importe quel canal de façon qu'il achemine plus d'un conducteur isolé.

On va maintenant considérer la figure 5 qui repré-

sente un autre mode de réalisation de l'articulation à fle-

xion 12 qu'on peut utiliser si la nature de la configuration particulière du transducteur de force nécessite d'augmenter la résistance à la charge Ce mode de réalisation diffère à

deux égards de celui qui est représenté sur la figure 3.

Premièrement, une surface en retrait 82 d'un canal 83 dans la section 80 de l'articulation à flexion est adjacente à une surface de tranche 84, sans aucune partie intermédiaire d'une face supérieure 86 Secondement, une section 88 est

l'image dans un miroir de la section 80, c'est-à-dire qu'el-

les sont symétriques par rapport au plan intersecteur de l'es-

pace situé entre les deux sections 80, 88 et normal à la

face supérieure 86 et à une face inférieure 90.

Les canaux sont représentés sur la figure 5 avec des parois latérales obliques 83 a et 85 a, 85 b Cependant, ces parois peuvent 9 tre des surfaces planes perpendiculaires aux faces supérieure et inférieure ou des surfaces courbes,

comme on l'a indiqué précédemment.

La surface en retrait 82 et une surface en retrait 87 sont à nouveau situées pratiquement sur le plan ou l'axe

neutre de flexion des sections 80, 88 Les bandes conductri-

ces 47 b sont également déposées sur les surfaces 82, 83 et,

de ce fait, toute contrainte apparaissant à la frontière en-

tre l'articulation à flexion et la matière conductrice ne

produit aucun moment de flexion correspondant dans l'articu-

lation à flexion.

On va maintenant considérer la figure 6 qui repré-

sente un troisième mode de réalisation qui combine des ca-

ractéristiques sélectionnées des modes de réalisation repré- sentés sur les figures 3 et 4 Cette configuration pourrait être souhaitable dans le cas o la résistance à la charge qui est exigée est moindre, mais o la symétrie est toujours

désirée, à cause de la configuration géométrique de la struc-

ture.

Comme on peut le voir sur la figure 6, deux sec-

tions 100, 102 sont symétriques, c'est-à-dire qu'elles sont des images l'une de l'autre dans un miroir, comme pour le mode de réalisation représenté sur la figure 5, mais elles

ont la configuration générale des sections qui sont repré-

sentées sur la figure 3 Il faut noter que les sections ont

pratiquement les mêmes dimensions que celles qui sont repré-

sentées sur la figure 3.

La figure 7 représente un autre mode de réalisa-

tion de l'invention, similaire au mode de réalisation de la

figure 5, mais sans ouverture de séparation entre les sec-

tions de l'articulation à flexion On pourrait utiliser

cette configuration dans le cas d'une configuration bifilai-

re o plus de quatre conducteurs électriques sont nécessaires

et o les canaux ne peuvent pas recevoir plus d'un conduc-

teur; ou dans le cas d'une configuration à un seul élément dans laquelle par exemple il n'y a pas suffisamment de place pour une configuration bifilaire, la zone 110 plus large

pouvant alors porter deux conducteurs isolés Une articula-

tion à flexion 104 à une seule section est représentée avec

des canaux 106, 108 et 110 qui ont respectivement des sur-

faces en retrait 107, 109, 111 Deux des canaux, 106, 108, sont disposés sur une face 114 de la section 104, tandis que le canal restant 110 est disposé sur l'autre face 116, de façon que la surface 111 soit coplanaire par rapport aux

surfaces 107, 109, et située entre elles Chacune des sur-

faces 107, 109, 111 se trouve pratiquement stur le plan neu-

tre de flexion de l'articulation à flexion, et les bandes

conductrices 47 sont situées sur les surfaces Si la som-

me de la largeur du canal 107 et de la largeur du canal 109 est égale à la largeur du canal 110, l'axe neutre de flexion se trouve dans le plan médian de l'articulation à flexion 104 Dans le cas contraire, on détermine la position de l'axe neutre de flexion par une formule similaire à la

formule pour deux canaux qui est définie par l'équation ( 1).

Cette configuration ne présente également aucune rotation de l'axe neutre par rapport au plan de l'articulation à

*flexion.

On va maintenant considérer la figure 8 qui repré-

sente un autre mode de réalisation d'une articulation à fle-

xion à une seule section qui minimise la dissymétrie On

pourrait également utiliser plus d'une articulation à fle-

xion de ce type Une section 120 comprend deux paires de canaux ayant des surfaces en retrait alignées, désignées respectivement par les références 122, 124 et 126, 128 Deux âmes 130, 132 sont ainsi formées, l'une entre les surfaces

122, 124, et l'autre entre les surfaces 126, 128.

Les surfaces en retrait 122, 128 sont pratiquement disposées dans le plan neutre de l'articulation à flexion

12, tandis que les surfaces en retrait 124, 126 sont légère-

ment décalées par rapport au plan neutre Par conséquent, le dépôt de matière conductrice sur les surfaces en retrait 122, 124, 126, 128 fera apparaître des contraintes dans deux

seulement des quatre canaux, c'est-à-dire que des contrain-

tes apparaîtront uniquement sous l'effet de la matière con-

ductrice qui se trouve sur les surfaces en retrait 124, 126.

Selon une variante, on peut déposer de la matière conductri-

ce uniquement sur les surfaces 122, 128 qui se trouvent sur l'axe neutre On peut déterminer la position de ces surfacec par une formule similaire à la formule pour deux canaux de l'équation ( 1) Dans un cas comme dans l'autre, la constante

de rappel et la résistance mécanique appropriéea pour l'ar-

ticulation à flexion sont établies pratiquement par des ner-

vures relativement épaisses, 140, 142, 144 qui se trouvent

de part et d'autre des âmes 130, 132.

Comme on l'a indiqué ci-dessus, on pourrait utili-

ser la structure d'articulation à flexion de la figure 8

dans une configuration bifilaire qui peut être une confi-

guration symétrique ou anti-symétrique Dans une configu-

ration anti-symétrique, on peut utiliser deux articulations à flexion identiques du type représenté sur la figure 8, avec de la matière conductrice déposée uniquement sur les surfaces 122 et 128, situées sur l'axe neutre, des deux

articulations à flexion.

Dans une autre configuration, on peut concevoir 1 O l'articulation à flexion de la figure 8 de telle façon que les deux surfaces en retrait quise trouvent d'un coté de l'articulation à flexion, comme les surfaces 124 et 128, soient disposées sur le plan neutre de l'articulation à flexion De plus, les articulations à flexion de ce type

n'ont pas obligatoirement des surfaces parallèles et pour-

raient par exemple aller en diminuant vers l'élément de détection de force, pour donner une articulation à flexion

à efforts constants.

Il faut également noter que la technique décrite ici pour réduire l'effet de contrainte d'un revêtement sur un élément d'articulation à flexion peut 4 tre utilisée avec

une structure d'articulation-à flexion qui n'est pas néces-

sairement le support principal de l'élément de détection de force Une telle structure reliant un élément de détection de force à une embase de montage nécessiterait néanmoins une certaine intégrité mécanique, tout en produisant un

minimum de forces ou de moments de décalage.

Les divers modes de réalisation de l'invention décrits ci-dessus considèrent le cas dans lequel les divers

canaux alignés avec l'axe neutre de flexion de l'articula-

tion à flexion sont situés sur des articulations à flexion qui constituent le support principal de l'élément sensible

à une force, 30, par rapport à l'embase de montage 32 Ce-

pendant, le principe du dépôt d'une matière conductrice -de l'électricité, comme les bandes conductrices 47, le long de l'axe neutre de flexion d'une articulation à flexion peut tout aussi bien s'appliquer à une articulation à flexion qui

ne supporte pas une charge, ou à un élément flexible.

Il faut également noter que bien que les divers modes de réalisation de l'invention représentés montrent des canaux s'étendant depuis 1 'élémunt sensible à une force, , jusqu'à l'embase de montage 32, il entre également dans le cadre de l'invention de placer la matière conductrice de l'électricité 47 sur une partie seulement de l'axe neutre de

flexion de l'articulation à flexion, de préférence à l'en-

droit o l'articulation à flexion doit avoir la résistance

mécanique minimale, afin de minimiser les contraintes indui-

tes par les bandes conductrices 47.

Il va de soi que de nombreuses modifications peu-

vent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans

sortir du cadre de l'invention.

Claims (13)

REVENDICIATIONS

1 Articulation à flexion destinée à un trans-

ducteur ( 10) qui comporte une embase de montage ( 32) et un élément sensible à une force ( 30) comprenant un élément électrique ( 42, 43), cette articulation à flexion ayant pour but de fixdr l'élément sensible à une force'( 30) à l'embase de montage ( 32), caractérisée en ce qu'elle comprend:

une section d'articulation à flexion ( 60, 62) dont une extré-

mité est fixée à l'élément sensible à une force ( 30) et dont l'autre extrémité est fixée à l'embase de montage ( 32);

un canal ( 71, 73) qui est formé dans la section d'articula-

tion à flexion avec une surface en retrait ( 72, 74) s'éten-

dant sur une partie au moins de la distance entre l'élément sensible à une force ( 30) et l'embase de montage ( 32), de telle, façon qu'une partie au moins de la surface en rqtrait soit pratiquement alignée avec l'axe neutre de flexion de

la section d'articulation à flexion; et une matière conduc-

trice de l',lectricité ( 47 a-47 d) placée sur la surface en retrait et s'étendant entre l'élément électrique ( 42, 43)

o O sur l'élément sensible à un'e force ( 30) et l'embase de mon-

tage ( 32) : 2 Articulation à flexion selon la revendication

1, caractérisée en ce que la matière conductrice de l'élec-

tricité ( 47 a-47 d) est placée sur la surface en retrait ( 72, 74)de telle-façon que'cette matière conductrice de l'électricité soit pratiquement alignée sur l'axe neutre de flexion. -* -3 Articulation à flexion selon la revendication 1, caractérisée ence que la surface en retrait ( 72, 74) s'étend pratiquement sur toute la longueur de l'articulatioh

à flexion, depuis l'élément sensible à une force ( 30) jus-

qu'à l'embase de montage ( 32).

4 Articulation à flexion selon la revendication 3, caractérisée en ce que la partie de la surface en retrait ( 72, 74) qui est pratiquement alignée avec l'axe neutre de flexion s'étend pratiquement sur toute la longueur de la

surface en retrait.

Articulation à flexion selon l'une quelconque

des revendications i à 4, caractérisée en ce que la moitié

( 47 a, 47 c) environ de la matière conductrice de l'électrict se trouve au-dessus de l'axe neutre de flexion, et la matit re conductrice de l'électricité restante ( 47 b, 47 d) se troi ve aut-dessous de l'axe neutre de flexion. 6 Articulation à flexion pour un accéléromètre ( 1 C) qui comporte une embase de montage ( 32) et une palette ( 30) qui porte une première bobine de rétablissement ( 42), cette articulation à flexion ( 12) ayant pour but de fixer la palette à l'embase de montage, caractérisée en ce qu'elle comprend: des première et seconde sections d'articulation à flexion ( 60, 62) séparées par une ouverture intermédiaire ces sections s'étendant entre la palette ( 30) et l'embase de montage ( 32), ces sections d' articulation à flexion con portant des faces supérieure ( 64) et inférieure ( 66) aui

se terminent par des premir e et secocnde surfaces de tran-

che ( 70, 68); un premier ca:-l ( 71) qui comporte une pre-

mière surface en retrait ( 72) qui s'étend à l'intérieur de la première section à partir de la face supérieure ( 64), cette preaière surface en retrait se trouvant plus près de

la première surface de tranche ( 70) que de la seconde sur-

face de tranche ( 68); un seccnd canal ( 73) qui comporte

une seconde surface en retrait ( 74) qui s'étend à l'inté-

rieur de la première section ( 60) à partir de la face infé-

rieure ( 66), cette seconde surface en retrait se trouvant plus près de la seconde surface de tranche ( 68) que de la

première surface de tranche ( 70), et les première et secon-

de surfaces en retrait ( 72, 74) étant pratiquement copla-

naires et coïncidant avec le plan neutre de flexion de la section d'articulation à flexion( 60); et un revêtement

conducteur de l'électricité ( 47 a, 47 b) placé sur les sur-

faces en retrait et s'étendant entre l'embase de montage

( 32) et la palette ( 30).

7 Articulation à flexion selon la revendication 6, caractérisée en ce que la seconde section d'articulation

à flexion ( 62) est pratiquement identique à la première sec-

tion d'articulation à flexion ( 60), mais présente une rela-

tion anti-symétrique par razport'à celle-ci.

8 Articulation à flexion selon la revendication 6, caractérisée en ce que la seconde section d'articulation à flexion ( 62) est pratiquement l'image dans un miroir de la premiere section ( 60), c'est-à-dire que la seconde section est symétrique de la première par rapport à un plan média-

teur de l'ouverture et normal aux faces ( 64, 66).

9 Articulation à flexion selon la revendication 7, caractérisée en ce que la largeur (b) de chaque section d'articulation à flexion ( 60, 62) est approximativement

égale à une fois et demie sa longueur (g).

Articulation à flexion selon la revendication 7, caractérisée en ce que la prcfondeur des canaux ( 71, 73) est pratiquement égale à la moitié de la distance (e) entre

les faces ( 64, 66) des sections.

11 Articulation à flexi on selon la revendication 7, caractérisée en ce que la distance (e) entre les faces ( 64, 66) de chaque section est de l'ordre du centième de la

longueur (g) de chaque section.

12 Articulation à flexi-on selon la revendication 7, caractérisée en ce que la distance (e) entre les faces

( 64, 66) de chaque section est d'environ 0,03 mo.

13 Articulatiôn à flexion selon la revendication 12, caractérisée en ce que la surface en retrait ( 72, 74)

se trouve à environ 0,015 mm de chaque face ( 64, 66).

14 Articulation à flexion selon la revendication 13, caractérisée en ce que la longueur (g) de chaque section d'articulation à flexion ( 60, 62) est d'environ 2,54 mm et

sa largeur (b) est d'environ 3,81 mm.

v 15Articulation à flexion selon la revendication 14, caractérisée en ce que la largeur de chaque surface en

retrait ( 72, 74) est d'environ 0,89 mmo.

16 Articulation à flexion selon la revendication

, caractérisée en ce que la distance (h) entre les surfa-

ces de tranche adjacentes des première et seconde sections d'articulation à flexion ( 60, 62) est d'environ 1,52 min.

17 Transducteur de mesure de force ( 10), caractéri-

sé en ce qu'il comprend: une embase de montage ( 32); un élément sensible à une force ( 30) qui comprend un élément

électrique ( 42, 43); une pièce flexible ( 12) dont une ex-

trémité est fixée à l'embase de montage ( 32) et dont l'autre extrémité est fixée à l'élément sensible à une force ( 30); et une matière conductrice de l'électricité ( 47) placée sur cette pièce et s'étendant entre l'lmfment électrique et l'embase de montage, de telle facon qu'une partie au moins de cette matière conductrice de l'électricité placée sur la pièce flexible soit pratiquement alignée avec l'axe neutre

de flexion de la pièce flexible.

18 Transducteur selon la revendication 17,caracté-

risé en ce que la partie de la matière conductrice de l'élec-

tricité ( 47) qui est placée sur la pièce flexible ( 12) en alignement avec l'axe neutre de flexion s'étend pratiquement

sur toute la longueur de la pièce flexible ( 12).

9 T Zransducteur selon l'une quelconque des reven-

dications 17 ou 18, caractérisé en ce que la moitié ( 47 a) en-

viron de la matière conductrice de l'électricité placée en alignement avec l'axe neutre de flexion se trouve au-dessus de cet axe neutre de flexion, et la matière conductrice de l'électricité restante ( 47 b) se trouve au-dessous de l'axe

neutre de flexion.