FR2522818A1 - Pinking sensor using seismic mass and piezoelectric component - varies position of cap so that sensitivity of sensor is adjustable - Google Patents
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Abstract
Description
Capteur de cliquetis et procédé d'assemblage, avec réglage de la sensibilité,d'un tel capteur.Knock sensor and method of assembling, with sensitivity adjustment, such a sensor.
La présente invention concerne un capteur de cliquetis du type comportant un corps tubulaire rigide, une masse sismique, unélément en céramique piézo-électrique et au moins un élément de contact électrique empilés dans le corps, ainsi qu'une tête de fermeture du corps immobilisée par rapport à ce dernier dans une position où la tête applique à l'empilage une précontrainte correspondant à une sensibilité prédéterminée du capteur.The present invention relates to a knock sensor of the type comprising a rigid tubular body, a seismic mass, a piezoelectric ceramic element and at least one electrical contact element stacked in the body, as well as a body closing head immobilized by relative to the latter in a position where the head applies a prestress to the stack corresponding to a predetermined sensitivity of the sensor.
La sensibilité en tension d'un tel capteur dépend en premier lieu des caractéristiques physiques de l'élément piézo-électrique telles que la constante de tension g33 (exprimant le rapport du champ électrique crée selon la direction 3 à la contrainte appliquée suivant l'axe Z), la permittivité , la compliance S et donc le facteur de couplage k33. De plus, dans la mesure où la masse sismique n'est pas solidarisée avec l'élément piézo-électrique pour exercer une traction sur ledit élément, ce dernier n'est sensible qu'à des variations de contraintes de compression et doit donc être toujours sous précontrainte pour donner une sensibilité maximale sur toute la plage d'effort donc d'accélérationàmesurer. The voltage sensitivity of such a sensor depends firstly on the physical characteristics of the piezoelectric element such as the voltage constant g33 (expressing the ratio of the electric field created in direction 3 to the stress applied along the axis Z), the permittivity, the compliance S and therefore the coupling factor k33. In addition, insofar as the seismic mass is not secured to the piezoelectric element to exert traction on said element, the latter is only sensitive to variations in compression stresses and must therefore always be under prestress to give maximum sensitivity over the entire force range, therefore acceleration to be measured.
En fonction de la gamme d'accélération et des masses dynamiques, il convient donc d'appliquer une précontrainte minimale à l'empi- lage pour obtenir une sensibilité donnée sur ladite gamme. A partir de cette valeur minimale, l'augmentation de cette précontrainte permet mme d'ajuster dans une certaine mesure la sensibilité en modifiant les caractéristiques physiques de l'élément piézo-électrique.Depending on the acceleration range and dynamic masses, it is therefore necessary to apply a minimum prestress to the stack to obtain a given sensitivity over said range. Starting from this minimum value, the increase in this preload even makes it possible to adjust the sensitivity to a certain extent by modifying the physical characteristics of the piezoelectric element.
Ainsi, les éléments piézo-électriques généralement utilisés dans ce genre de capteur à bon marché sont le plus souvent des céramiques à base par exemple de zirconate titanate de plomb, dont les propriétés piézo-électriques sont en fait dues aux propriétés ferroélectriques microscopiques de la structure (polycristalline) ordonnées par l'application d'un champ électrique élevé qui oriente suivant sa direction les dipôles microcristallins et induit donc une polarisation rémanente (orientation qui s'accompagne de contraintes mécaniques microscopiques). C'est ce qui confère aux céramiques leurs propriétés piézo-resistives. Au delà d'une certaine valeur de la précontrainte suscitée, les contraintes mécaniques internes tendent à disparaître, les dipôles revenant à un état désordonné.Thus, the piezoelectric elements generally used in this type of inexpensive sensor are most often ceramics based for example on lead zirconate titanate, the piezoelectric properties of which are in fact due to the microscopic ferroelectric properties of the structure. (polycrystalline) ordered by the application of a high electric field which orients in its direction the microcrystalline dipoles and therefore induces a residual polarization (orientation which is accompanied by microscopic mechanical stresses). This is what gives ceramics their piezoresistive properties. Beyond a certain value of the preload elicited, the internal mechanical stresses tend to disappear, the dipoles returning to a disordered state.
L'effet piézo-électrique est fortement diminué, et donc la sensibilité du capteur.The piezoelectric effect is greatly reduced, and therefore the sensitivity of the sensor.
La valeur de la précontrainte appliquée à l'empilage d'un tel capteur de cliquetis est un paramètre très important et cette valeur influe considérablement sur la sensibilité en tension du capteur et donc sur les dispersions de cette caractéristique dans le cadre d'une fabrication en grande série.The value of the prestress applied to the stacking of such a knock sensor is a very important parameter and this value has a considerable influence on the voltage sensitivity of the sensor and therefore on the dispersions of this characteristic within the framework of a manufacturing in large series.
Or, les différentes stratégies d'allumage électronique anti-cliquetis visent à minimiser la garde au cliquetis pour optimiser le fonctionnement du moteur, et imposent donc des détections de cliquetis de plus en plus précises (cas notamment de la détection cylindre par cylindre). Cela suppose de disposer de capteurs de sensibilité peu disperse en production.However, the various anti-knock electronic ignition strategies aim to minimize knock guard to optimize the operation of the engine, and therefore impose increasingly precise knock detections (in particular the case of cylinder by cylinder detection). This presupposes having sensitivity sensors that are not very dispersed in production.
Les capteurs ou dispositions connues de l'homme de l'art sans réglage de précontrainte ne sauraient conduire à une faible dispersion de la sensibilité des capteurs produits en grande série, étant données d'une part les dispersions sur les caractéristiques physiques de l'élément piézo-électrique comme en premier lieu sur le coefficient de tension, d'autre part les dispersions sur la précontrainte dues au tolérances mécaniques de l'empilage. C'est le cas par exemple des capteurs assemblés par sertissage gyroscopique de la tête d'une tige axiale pour former rivure et serrer l'empilage sans tenir compte des dispersions de longueur dudit empilage.The sensors or arrangements known to those skilled in the art without pre-stress adjustment cannot lead to a small dispersion in the sensitivity of the sensors produced in large series, given on the one hand the dispersions on the physical characteristics of the element piezoelectric as in the first place on the tension coefficient, on the other hand the dispersions on the prestress due to the mechanical tolerances of the stack. This is the case for example of the sensors assembled by gyroscopic crimping of the head of an axial rod to form a rivet and tighten the stack without taking into account the length dispersions of said stack.
Il est connu, notamment par l'ouvrage de D. PENNINGTON intitulé "PIEZOELECTRIC ACCELEROMETER MANUAL" publié par Endevco Corporation,
Pasadena, Californie, 1965, d'immobiliser la tête par rapport au corps en la vissant à une extrémité de celui-ci : il est ainsi aisé, à l'aide de moyens connus, de régler la précontrainte appliquée par la tête à l'empilage.He is known, in particular by the work of D. PENNINGTON entitled "PIEZOELECTRIC ACCELEROMETER MANUAL" published by Endevco Corporation,
Pasadena, California, 1965, to immobilize the head relative to the body by screwing it to one end of the latter: it is thus easy, using known means, to adjust the preload applied by the head to the stacking.
Toutefois, cette technique n'est pas satisfaisante car, dans un assemblage fileté, à moins d'utiliser un filetage de très haute précision, seul un filet de la partie mâle est en contact avec un filet correspondant de la partie femelle : or ce filet peut se trouver dans une zone quelconque de la longueur du filetage, de sorte que, pour des capteurs identiques auxquels la même précontrainte aura été appliquée à la tête de fermeture, le point d'application de la précontrainte à l'empilage suivant la longueur du corps pourra varier sensiblement. Or de telles variations ont une influence importante sur la raideur de l'empilage et, par là même, sur la réponse dynamique du capteur, ainsi que sur son comportement vis-à-vis des dilatations dues à la température.However, this technique is not satisfactory because, in a threaded assembly, unless a very high precision thread is used, only a thread from the male part is in contact with a corresponding thread from the female part: or this thread can be in any area of the length of the thread, so that, for identical sensors to which the same prestress will have been applied to the closing head, the point of application of the prestress to the stack along the length of the body may vary significantly. However, such variations have an important influence on the stiffness of the stack and, by the same token, on the dynamic response of the sensor, as well as on its behavior with respect to expansions due to temperature.
La présente invention vise à réaliser un capteur de cliquetis fabricable en grande série à un faible coût, dans lequel, pour un type donné de capteur, la position de la tête est variable d'un capteur à l'autre pour s'adapter aux besoins de précontrainte qui influencent la sensibilité du capteur et dépendent entre autres des tolérances de fabrication de l'empilage interne, tout en réduisant au minimum les variations de raideur pouvant modifier la fréquence de résonance mécanique du capteur.The present invention aims to produce a knock sensor which can be produced in large series at a low cost, in which, for a given type of sensor, the position of the head is variable from one sensor to another to adapt to the needs. of prestressing which influence the sensitivity of the sensor and depend inter alia on the manufacturing tolerances of the internal stack, while minimizing the variations in stiffness which can modify the mechanical resonance frequency of the sensor.
A cet effet, l'invention a pour objet un capteur de cliquetis comportant un corps tubulaire rigide, une masse sismique, un élément en céramique piézo-électrique et au moins un élément de contact électrique empilés dans le corps, et une tête de fermeture du corps immobilisée par rapport à ce dernier dans une position où la tête appliquée à l'empilage une précontrainte correspondant à une sensibilité prédéterminée du capteur, caractérisé en ce que la tête est immobilisée par rapport au corps suivant un plan de jonc- tion J situé à une distance prédéterminée de l'extrémité du corps perpendiculairement à l'axe de ce dernier. To this end, the subject of the invention is a knock sensor comprising a rigid tubular body, a seismic mass, a piezoelectric ceramic element and at least one electrical contact element stacked in the body, and a closure head of the body immobilized with respect to the latter in a position where the head applied to the stack a preload corresponding to a predetermined sensitivity of the sensor, characterized in that the head is immobilized with respect to the body according to a junction plane J located at a predetermined distance from the end of the body perpendicular to the axis of the latter.
Suivant une caractéristique, ledit empilage est reçu dans un trou cylindrique borgne du corps et comporte successivement, entre la tête et le fond du trou, une première rondelle isolante épaisse, une rondelle élastique formant ressort, la masse sismique, l'élément en céramique piézo-électrique et l'élément de contact électrique, tous deux en forme de rondelle, et une deuxième rondelle isolante épaisse, ledit empilage étant isolé de la paroi cylindrique interne du trou par un tube isolant
Suivant un premier mode de réalisation, la tête présente une embase cylindrique logée dans un embout cylindrique complémentaire du corps, l'embase de la tête étant soudée à l'embout du corps suivant le plan de jonction.According to one characteristic, said stack is received in a blind cylindrical hole in the body and successively comprises, between the head and the bottom of the hole, a first thick insulating washer, an elastic washer forming a spring, the seismic mass, the piezo ceramic element. -electric and the electrical contact element, both in the form of a washer, and a second thick insulating washer, said stack being isolated from the internal cylindrical wall of the hole by an insulating tube
According to a first embodiment, the head has a cylindrical base housed in a cylindrical end piece complementary to the body, the base of the head being welded to the end piece of the body along the junction plane.
Suivant un second mode de réalisation, la tête présente une embase cylindrique logée dans un embout cylindrique complémentaire du corps dont le bord libre est serti1 suivant ledit plan de jonction1 contre la face arrière de l'embase, la face avant de ltem- base présentant au moins trois rampes de came circonférentielles identiques portant contre trois luttes rampes de came identiques ménagées sur un épaulement interne du corps et présentant une forme complémentaire de celle des rampes de 1 'embase. According to a second embodiment, the head has a cylindrical base housed in a cylindrical end piece complementary to the body, the free edge of which is crimped1 along said junction plane1 against the rear face of the base, the front face of the base presenting at at least three identical circumferential cam ramps bearing against three struggles identical cam ramps formed on an internal shoulder of the body and having a shape complementary to that of the ramps of the base.
L'invention a également pour objet un procédé d'assemblage d'un capteur suivant le premier mode de réalisation précité, caractérisé en ce qu'on monte l'empilage dans le corps, on ferme le corps au moyen de la tête et on assemble celle-ci avec le corps par soudure par laser ou par faisceau d'électrons pendant qu'une pression correspondant à une précontrainte prédéterminée est exercée sur la tête. The invention also relates to a method of assembling a sensor according to the first embodiment mentioned above, characterized in that the stack is mounted in the body, the body is closed by means of the head and it is assembled the latter with the body by laser or electron beam welding while a pressure corresponding to a predetermined prestress is exerted on the head.
Enfin, l'invention a encore pour objet un procédé d'assemblage d'un capteur suivant le deuxième mode de réalisation précité, caractérisé en ce qu'on monte l'empilage dans le corps, on ferme le corps au moyen de la tête, on serre l'un contre l'autre le corps et la tête dans une position relative de la tête et du corps telle que leurs rampes respectives sont parfaitement en colncidence, on sertit le bord libre de l'embout contre la face arriere de l'embase dans cette position de coïncidence, on fait ensuite tourner le corps et la tête l'un par rapport à l'autre pour progressivement les écarter et relâcher la précontrainte appliquée à l'empilage tout en mesurant la sensibilité, et on immobilise la tête par rapport au corps dans leur position relative en rotation conduisant à l'application d'une précontrainte correspondant à la sensibilité désirée.Finally, the subject of the invention is also a method of assembling a sensor according to the aforementioned second embodiment, characterized in that the stack is mounted in the body, the body is closed by means of the head, the body and the head are pressed against each other in a relative position of the head and of the body such that their respective ramps are perfectly in coincidence, the free edge of the end piece is crimped against the rear face of the base in this coincidence position, the body and the head are then rotated relative to each other to gradually move them apart and release the pretension applied to the stack while measuring the sensitivity, and the head is immobilized by relative to the body in their relative position in rotation leading to the application of a preload corresponding to the desired sensitivity.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre d'exemples de sa réalisation illustrés par les dessins annexés sur lesquels - la figure l est une vue en élévation latérale d'un capteur de
cliquetis et d'un connecteur reliés ensemble par un câble élec
trique - la figure 2 est une vue partiellement en coupe longitudinale et
partiellement en élévation d'un capteur de cliquetis suivant'un
premier mode de réalisation - la figure 3 est une vue en perspective éclatée montrant les
principaux éléments du capteur de la figure 2 - les figures 4 à 6 sont des vues en coupe longitudinale partielle
illustrant le processus de réglage de la précontrainte du capteur
de la figure 2 - les figures 7 et 8 sont des vues partielles en perspective
illustrant un mode d'immoilisation de la tête par rapport au
corps du capteur de la figure 2, et - la figure 9 est une vue analogue à la figure 2 d'un autre mode
de réalisation de l'invention
En se reportant à la figure 1, un capteur de cliquetis 1 est raccordé par un câble électrique 2 à un connecteur 3 destiné à permettre son raccordement au faisceau électrique d'un véhicule automobile.Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the description which follows of examples of its embodiment illustrated by the appended drawings in which - FIG. 1 is a view in side elevation of a sensor of
rattling and a connector connected together by an electric cable
trique - Figure 2 is a view partially in longitudinal section and
partially in elevation of a knock sensor according to a
first embodiment - Figure 3 is an exploded perspective view showing the
main elements of the sensor in Figure 2 - Figures 4 to 6 are views in partial longitudinal section
illustrating the sensor preload adjustment process
of Figure 2 - Figures 7 and 8 are partial perspective views
illustrating a mode of immobilization of the head relative to the
body of the sensor of FIG. 2, and - FIG. 9 is a view similar to FIG. 2 of another mode
of realization of the invention
Referring to FIG. 1, a knock sensor 1 is connected by an electric cable 2 to a connector 3 intended to allow its connection to the electric harness of a motor vehicle.
Suivant le mode de réalisation représenté aux figures 2 et 3, le capteur de cliquetis l comprend un corps métallique massif tubulaire 4 pourvu d'un alésage cylindrique borgne 5 débouchant à l'une des extrémités du corps et d'un prolongement fileté 6 faisant saillie à son autre extrémité et permettant la fixation du capteur 1 sur le bloc-cylindres d'un moteur à combustion interne (non représenté).According to the embodiment shown in Figures 2 and 3, the knock sensor l comprises a solid tubular metal body 4 provided with a blind cylindrical bore 5 opening at one end of the body and a threaded extension 6 projecting at its other end and allowing the attachment of the sensor 1 to the cylinder block of an internal combustion engine (not shown).
Le corps 4 est prolongé du côté ouvert de l'alésage 5 par un embout cylindrique mince 7 définissant avec l'alésage 5 un épaulement 8 conformé de façon à ménager trois rampes de came identiques 9 s'étendant chacune sur 1200 de la circonférence de l'épaulement.The body 4 is extended on the open side of the bore 5 by a thin cylindrical tip 7 defining with the bore 5 a shoulder 8 shaped so as to provide three identical cam ramps 9 each extending over 1200 of the circumference of the 'shoulder.
L'alésage 5 du corps 4 est fermé par une tête 10 métallique ou en un matériau thermodurcissable tel qu'un phénoplaste comprenant une embase cylindrique il dont la face avant présente trois rampes circonférentielles identiques 12 ayant une forme et un profil complémentaires de ceux des rampes 9 du corps 4.The bore 5 of the body 4 is closed by a metal head 10 or by a thermosetting material such as a phenoplast comprising a cylindrical base 11 of which the front face has three identical circumferential ramps 12 having a shape and a profile complementary to those of the ramps 9 of body 4.
Sur la face arrière de l'embase 11 fait saillie un prolongement tubulaire 13, que traverse le câble i et dans lequel celui-ci est immobilisé axialement, d'une part par un jonc de retenue 14 appuyé contre un épaulement 15 ménagé dans la tête 10, et d'autre part par un manchon 16 en matériau thermorétractable collé à la fois sur le câble 2 et sur le prolongement tubulaire 13 de la tête 10. On the rear face of the base 11 protrudes a tubular extension 13, through which the cable i and in which the latter is immobilized axially, on the one hand by a retaining ring 14 pressed against a shoulder 15 formed in the head 10, and on the other hand by a sleeve 16 of heat-shrinkable material bonded both to the cable 2 and to the tubular extension 13 of the head 10.
Cette dernière est fixée au corps 4 par sertissage de l'embout cylindrique 7 contre la face arrière de l'embase 11 et elle est immobilisée en rotation par rapport à ce même corps 4 grâce à trois empreintes 17 ménagées dans la face arrière de l'embase il et dans lesquelles est déformé le bord serti de l'embout 7.The latter is fixed to the body 4 by crimping the cylindrical end piece 7 against the rear face of the base 11 and it is immobilized in rotation relative to this same body 4 by means of three indentations 17 made in the rear face of the base there and in which the crimped edge of the end piece 7 is deformed.
La tête 10 applique avec une certaine précontrainte contre le fond de l'alésage 5 un empilage comprenant, à partir de la tête 10, une première rondelle isolante épaisse 18 en alumine ou en aluminium oxydé anodiquement, une rondelle Belleville 19, une masse sismique 20 constituée par un tube cylindrique métallique massif, une rondelle 21 en céramiquepiézoélectrique, une rondelle métallique 22 de contact électrique présentant intérieurement deux pattes de connexion 23, et une deuxième rondelle isolante épaisse 24 appuyée contre le fond de l'alésage 5 et réalisée dans le même matériau que la première rondelle 18. L'ensemble de l'empilage est enfermé dans un tube 25 en matériau polyamide qui l'isole de la paroi cylindrique de l'alésage 5.The head 10 applies with a certain prestress against the bottom of the bore 5 a stack comprising, from the head 10, a first thick insulating washer 18 in alumina or in anodically oxidized aluminum, a Belleville washer 19, a seismic mass 20 constituted by a massive metallic cylindrical tube, a washer 21 made of piezoelectric ceramic, a metallic washer 22 of electrical contact having internally two connection tabs 23, and a second thick insulating washer 24 pressed against the bottom of the bore 5 and produced in the same material as the first washer 18. The entire stack is enclosed in a tube 25 made of polyamide material which isolates it from the cylindrical wall of bore 5.
Enfin, l'empilage est complété par une pièce de contact 26 de section en forme de coeur qui est engagée élastiquement dans la masse sismique 20 et à laquelle est connecté électriquement un conducteur électrique 27 du câble 2, l'autre conducteur électrique 28, issu du câble 2, étant connecté électriquement à la rondelle de contact 22. Finally, the stacking is completed by a contact piece 26 of heart-shaped section which is engaged elastically in the seismic mass 20 and to which an electrical conductor 27 of the cable 2 is electrically connected, the other electrical conductor 28, originating of the cable 2, being electrically connected to the contact washer 22.
On se reportera maintenant aux figures 4 à 8 qui illustrent le procédé de montage, avec réglage de la précontrainte, du capteur de cliquetis 1 des figures 2 et 3.Reference will now be made to FIGS. 4 to 8 which illustrate the method of mounting, with adjustment of the preload, of the knock sensor 1 of FIGS. 2 and 3.
Bien que, pour la clarté du dessin, l'empilage n'ait pas étéreprésenté sur les figures 4 à 6, la première opération consiste à monter dans l'ordre voulu les éléments qui le composent dans l'alésage 5, la tête 10 et le manchon 16 étant enfilés sur le câble 2 dont les conducteurs 27 et 28 ont été préalablement connectés électriquement, par exemple par soudure, aux pièces de contact 26 et 22 respectivement. Une fois ces opérations effectuées, la tête 10 et le corps 4 sont orientés angulairement l'un par rapport à l'autre dans une position relative telle que leurs rampes respectives 12 et 9 soient en coincidence comme représenté à la figure 4, puis la tête 10 est enfoncée au maximum dans le corps 4 dans la position où les rampes 12 sont parfaitement embottées dans les rampes 9.Although, for clarity of the drawing, the stacking has not been represented in FIGS. 4 to 6, the first operation consists in mounting in the desired order the elements which compose it in the bore 5, the head 10 and the sleeve 16 being threaded on the cable 2, the conductors 27 and 28 of which have been previously electrically connected, for example by welding, to the contact pieces 26 and 22 respectively. Once these operations have been carried out, the head 10 and the body 4 are angularly oriented relative to each other in a relative position such that their respective ramps 12 and 9 are in coincidence as shown in FIG. 4, then the head 10 is pressed as far as possible into the body 4 in the position where the ramps 12 are perfectly nestled in the ramps 9.
Tout en maintenant la tête 10 et le corps 4 dans cette position relative, on sertit ltextrémité libre de l'embout cylindrique 7 contre la face arrière de l'embase 11, ce qui correspondàl'état illustré aux figures 5 et 7. A ce stade, la sensibilité du capteur n'a pas encore été réglée à la valeur voulue, mais le capteur 1 est entièrement monté et peut être stocké en attendant la phase de réglage.While maintaining the head 10 and the body 4 in this relative position, the free end of the cylindrical end piece 7 is crimped against the rear face of the base 11, which corresponds to the state illustrated in FIGS. 5 and 7. At this stage , the sensitivity of the sensor has not yet been set to the desired value, but the sensor 1 is fully assembled and can be stored while waiting for the adjustment phase.
Pour mener à bien celle-ci, qui repose sur la relation entre la sensibilité et la précontrainte, il suffit de faire tourner la tête 10 et le corps 4 l'un par rapport à l'autre dans le sens voulu qui tend à les écarter par montée des rampes de l'un sur lesrampes de l'autre et provoque une légère déformation du sertissage. Il en résulte une diminution de la précontrainte et, lorsque la sensibilité,qui peut être mesurée par tout moyen approprié connu, est réglée à la valeur voulue, on immobilise définitivement la tête 10 en rotation par rapport au corps 4 en déformant la partie sertie de l'embout 7 dans les trois empreintes 17 de l'embase il comme représenté aux figures 6 et 8.To carry out this, which is based on the relationship between sensitivity and prestressing, it suffices to rotate the head 10 and the body 4 relative to each other in the desired direction which tends to separate them by mounting the ramps of one on the climbs of the other and causes a slight deformation of the crimp. This results in a reduction in the preload and, when the sensitivity, which can be measured by any known suitable means, is set to the desired value, the head 10 is permanently immobilized in rotation relative to the body 4 by deforming the crimped part of the end piece 7 in the three indentations 17 of the base 11 as shown in FIGS. 6 and 8.
Il ne reste plus ensuite qu'à coller thermiquement le manchon 16 sur le câble 2 et l'embout 13 : le capteur 1 est alors prêt à l'emploi pour fournir, en fonctionnement, une tension électrique proportionnelle aux accélérations du bloc-cylindres sur lequel il est monté. It then only remains to thermally bond the sleeve 16 to the cable 2 and the endpiece 13: the sensor 1 is then ready for use to supply, in operation, an electrical voltage proportional to the acceleration of the cylinder block on which he rode.
On constate qu'avec le mode de réalisation du cnpteur t qui vient d'être décrit, la tête 10 et le corps 4, dans la position finale correspondant à la sensibilité voulue, sont assemblés suivant un plan de jonction J (figure 6) situé à l'extrémité du corps, ce qui permet de s'affranchir des variations de raideur pouvantmodifier la fréquence de résonance mécanique du capteur.It can be seen that with the embodiment of the sensor t which has just been described, the head 10 and the body 4, in the final position corresponding to the desired sensitivity, are assembled along a junction plane J (FIG. 6) located at the end of the body, which makes it possible to overcome variations in stiffness which can modify the mechanical resonance frequency of the sensor.
La figure 9 illustre un autre mode de réalisation du capteur de cliquetis suivant l'invention, figure sur laquelle les numéros due référence des figures 1 à 8 ont été conservés pour désigner des éléments analogues.FIG. 9 illustrates another embodiment of the knock sensor according to the invention, a figure in which the reference numbers of FIGS. 1 to 8 have been kept to designate similar elements.
Le capteur de la figure 9 diffère de celui de la figure 2 uniquement par le mode d'assemblage de la tête 10 et du corps 4 : en effet, ces derniers ne comportent pas de rampes et ne sont pas assemblés par sertissage mais par une soudure par laser ou par faisceau d'électrons effectuée pendant qu'une pression correspondant à une précontrainte prédéterminée voulue est exercée sur la tête 10, le corps 4 étant fixe, ou inversement sur le corps 4 si la tête 10 est fixe, Cette soudure doit être réalisée suivant un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du capteur en un point proche de ou confondu avec l'extrémité du corps, de manière à définir le plan de jonction J entre la tête 10 et le corps 4.The sensor in FIG. 9 differs from that in FIG. 2 only by the method of assembling the head 10 and the body 4: in fact, the latter do not have ramps and are not assembled by crimping but by welding. by laser or electron beam carried out while a pressure corresponding to a desired predetermined prestressing is exerted on the head 10, the body 4 being fixed, or vice versa on the body 4 if the head 10 is fixed, This welding must be produced along a plane perpendicular to the longitudinal axis of the sensor at a point close to or coincident with the end of the body, so as to define the junction plane J between the head 10 and the body 4.
Ainsi, dans le premier mode de réalisation de la figure 2 comme dans le second de la figure 9, il est possible de connattre exactement la raideur de l'empilage et son comportement vis-à-vis des dilatations thermiques.Thus, in the first embodiment of Figure 2 as in the second of Figure 9, it is possible to know exactly the stiffness of the stack and its behavior vis-à-vis thermal expansion.
Suivant une variante de réalisation non représentée par une figure, les prises de contact électrique de part et d'autre de ltélémenten céramique piézo-électrique 21 sont assurées par soudure directe sur la métallisation de l'élément en céramique piézo-électrique. According to an alternative embodiment not shown in a figure, the electrical contact sockets on either side of the piezoelectric ceramic element 21 are provided by direct welding on the metallization of the piezoelectric ceramic element.
Suivant une autre variante de réalisation également non représentée, l'une au moins des liaisons électriques et mécaniques entre la masse sismique 20, l'élément en céramique piézo-électrique 21 et la rondelle isolante épaisse 24 est assurée par thermocompression d'aluminium entre deux au moins des pièces précitées. La température à laquelle une bonne liaison se produit est comprise usuellement entre 450 et 6000C. Cette ou ration doit avoir lieu avant polarisation de la céramique suivant les règles de l'art. According to another alternative embodiment also not shown, at least one of the electrical and mechanical connections between the seismic mass 20, the piezoelectric ceramic element 21 and the thick insulating washer 24 is provided by aluminum thermocompression between two at least of the aforementioned documents. The temperature at which a good bond occurs is usually between 450 and 6000C. This or ration must take place before polarization of the ceramic according to the rules of art.
Claims (12)
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|---|---|---|---|
| FR8203575A FR2522818A1 (en) | 1982-03-04 | 1982-03-04 | Pinking sensor using seismic mass and piezoelectric component - varies position of cap so that sensitivity of sensor is adjustable |
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