FR3074361B1 - Rondelle piezoelectrique pour capteur accelerometre avec chemin resistif sur son contour externe - Google Patents
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Abstract
La présente invention a pour objet une rondelle piézoélectrique (6) destinée à un capteur accéléromètre présentant un corps en céramique et une électrode (61, 62) conductrice sur chacune de deux faces opposées, une résistance électrique étant à établir entre les deux électrodes (61, 62) conductrices. Le corps en céramique présente sur son contour externe un chemin résistif (4) reliant les électrodes (61, 62) conductrices entre elles avec une longueur et une section du chemin résistif (4) prédéterminées selon la résistance à établir entre les deux électrodes (61, 62) conductrices.
Description
La présente invention concerne une rondelle piézoélectrique destinée à un capteur accéléromètre, notamment un capteur de cliquetis pour un moteur thermique de véhicule automobile.
Le capteur présente un corps en céramique et une électrode conductrice sur chacune de deux faces opposées, une résistance électrique étant à établir entre les deux électrodes conductrices.
Une rondelle piézoélectrique présente un corps en céramique métallisé afin d’effectuer un rôle de matériau piézoélectrique de sorte qu’une tension ou une charge appliquée sur la rondelle provoque une modification du volume et qu’une force exercée sur la rondelle entraîne une modification de la charge électrique produite par la rondelle piézoélectrique.
Il est connu qu’un tel capteur accéléromètre présente une résistance électrique extérieure au capteur accéléromètre. Une telle résistance présente des pattes de fixation métalliques pliées et soudées à des anneaux de contact se trouvant sur chacune des faces de la rondelle piézoélectrique, elles-mêmes métallisées par une couche d’argent et appelées électrodes conductrices.
Comme l’ensemble du capteur et notamment sa rondelle piézoélectrique est surmoulé dans une matière de surmoulage, lors de variations thermiques subies par le capteur accéléromètre, les pattes de fixation de la résistance sont l’objet de contraintes de cisaillement liées aux différences de dilatation thermique entre la matière de surmoulage et les pattes de fixation métalliques. Ces contraintes peuvent conduire à une rupture des pattes de résistance au niveau des plis. La résistance n’est alors plus fonctionnelle.
Il a été envisagé de renforcer les pattes de fixation en changeant leur matière de base, par exemple les constituant en nickel. Ceci augmente leur coût de fabrication et modifie la résistance électrique et n’a donc pas donné satisfaction, d’autant plus que les pattes en nickel posent des problèmes de soudure à la rondelle piézoélectrique.
De plus, lors du montage des pattes de fixation sur la rondelle piézoélectrique et le montage suivant de la rondelle piézoélectrique dans le capteur accéléromètre, comme la résistance électrique est extérieure au capteur et fait saillie du capteur, cette résistance peut être endommagée et peut ne plus remplir son rôle.
Comme premier problème à la base de la présente invention, il convient pour un capteur accéléromètre de concevoir la résistance se trouvant entre les électrodes conductrices d’une rondelle piézoélectrique faisant partie de capteur qui soit protégée aussi bien lors de la fabrication du capteur que pendant son utilisation, essentiellement afin que la résistance ne puisse être détachée du circuit électrique.
Un autre problème est dû au changement de matériau programmé pour une rondelle piézoélectrique.
Le matériau le plus fréquemment employé pour une rondelle piézoélectrique était jusqu’à présent le titanate zirconate de plomb connu aussi sous l’abréviation de PZT. Ce matériau présentait une résistance électrique relativement stable en fonction de la température mais aussi le désavantage notoire de contenir du plomb. Or l’emploi du plomb devient de plus en plus prohibé et de nombreux pays ont déjà interdit son utilisation.
Il a été envisagé de remplacer le matériau PZT contenant du plomb par d’autres matériaux n’en contenant pas, par exemple en remplaçant le plomb par du bismuth. Par exemple, sans que cela soit limitatif, il est possible d’utiliser une pérovskite à base de niobate tel que par exemple le niobate de potassium-sodium connu aussi sous l’abréviation de KNN ou aussi un matériau céramique à base de titane-baryum ou BT.
Ces matériaux sont d’un prix plus élevé, ce qui freine leur utilisation, mais surtout ne présentent pas une résistance électrique relativement stable en regard de la température ou au moins une résistance électrique qui serait comparable à la résistance électrique du matériau PZT. D’autres éléments non cités pourraient être utilisés mais ne l’ont pas encore été du fait d’une trop forte dépendance de leur résistance électrique à la température entraînant de trop fortes variations de leur résistance électrique dues à une dérive thermique.
Le deuxième problème à la base de la présente invention est, pour un capteur accéléromètre qui contient un matériau céramique dont la résistance électrique varie fortement selon la température de fonctionnement, au moins d’atténuer ces variations de résistance en fonction de la température afin que les valeurs d’accélération du capteur ne soient pas faussées par ces variations de résistance. A cet effet, la présente invention concerne une rondelle piézoélectrique destinée à un capteur accéléromètre présentant un corps en céramique et une électrode conductrice sur chacune de deux faces opposées, une résistance électrique étant à établir entre les deux électrodes conductrices, remarquable en ce que le corps en céramique présente sur son contour externe un chemin résistif reliant les électrodes conductrices entre elles avec une longueur et une section du chemin résistif prédéterminées selon la résistance à établir entre les deux électrodes conductrices. L’effet technique est d’intégrer la résistance électrique sous forme d’un chemin résistif sur le contour externe du corps en céramique formant la rondelle piézoélectrique. La résistance ne peut plus être détachée intempestivement de la rondelle piézoélectrique comme l’était possiblement une résistance extérieure solidarisée par des pattes de fixation selon l’état de la technique. Il y a de plus suppression d’éléments de montage de la résistance électrique qui sont les pattes de fixation, avantageusement en nickel et suppression de la solidarisation des pattes de fixation à la rondelle piézoélectrique, ce qui est une simplification du procédé de montage de la résistance électrique sur la rondelle piézoélectrique.
De possibles variations thermiques entre l’enrobage et la résistance sont évitées car le mode de solidarisation du chemin résistif s’effectue par adhésion du chemin résistif sur le corps en céramique et non plus par fixation mécanique.
De plus, par le choix d’un matériau du chemin résistif, on peut obtenir aisément une résistance électrique qui varie selon la température, ceci pour compenser les possibles variations de résistance de la rondelle piézoélectrique faite en un matériau de base présentant une résistance électrique variant en fonction de la température.
Il est ainsi possible de remplacer un matériau PZT contenant du plomb par un autre matériau qui présente l’avantage de coûter moins cher que des matériaux KNN ou BT. En alternative, l’emploi des matériaux KNN ou BT peut aussi être développé avec correction de leur variation de résistance électrique en fonction de la température.
Des alternatives à des matériaux PZT peuvent ainsi être proposées, même si ces alternatives ont une résistance électrique qui varie en fonction de la température. Ceci répond à un besoin de plus en plus pressant de ne plus utiliser des matériaux contenant du plomb tout en garantissant une correction de possibles variations de résistance électrique de la rondelle piézoélectrique en fonction de la température.
Les avantages de la présente invention sont d’assurer la robustesse et la fonction de la résistance électrique de la rondelle piézoélectrique lors de variations thermiques avec modulation de la valeur de la résistance électrique de la rondelle en plus de la suppression d’éléments que sont les pattes de fixation et d’une garantie d’une meilleure protection de la résistance électrique.
Avantageusement, le chemin résistif s’étend axialement, tangentiellement ou avec des composantes tangentielle et axiale sur le contour externe d’une tranche du corps en céramique, la longueur I et la section s du chemin résistif étant prédéterminées en fonction de la résistance R à établir et la résistivité r d’un matériau formant le chemin résistif selon la formule suivante :
La rondelle piézoélectrique est sensiblement de forme cylindrique avec un évidement médian. C’est par rapport à l’évidement médian que les termes axialement, tangentiellement ou avec des composantes tangentielle et axiale sont à considérer.
Plusieurs paramètres d’obtention de la résistance prédéterminée sont ainsi possibles. Il est avantageux de modifier plutôt la longueur du chemin résistif que son épaisseur ou sa largeur. Plus la longueur sera grande et plus la résistance augmentera. Il est alors possible d’augmenter l’épaisseur et la largeur en conséquence pour faciliter l’obtention du chemin résistif et de travailler avec des conditions de dimensions moins contraignantes en épaisseur et en largeur du chemin résistif.
Avantageusement, le chemin résistif s’étend majoritairement dans un ou des plans parallèles aux électrodes conductrices en étant raccordé à chacune de ses extrémités à une électrode conductrice respective. Le chemin résistif s’étend alors axialement sur la rondelle piézoélectrique et peut faire un tour, plus d’un tour ou seulement une portion de tour sur une portion du contour externe de la tranche de la rondelle piézoélectrique. La circonférence de la rondelle étant plus grande que la largeur entre les deux électrodes conductrices, il est plus facile d’avoir un chemin résistif d’une grande longueur que dans la largeur de la tranche.
Avantageusement, le chemin résistif s’étend majoritairement perpendiculairement aux électrodes conductrices selon une épaisseur de la rondelle piézoélectrique en étant raccordé à chacune de ses extrémités à une électrode conductrice respective. Le travail de formation du chemin résistif est facilité par rapport au mode de réalisation précédent étant donné que la portion du contour externe est moins incurvée dans ce cas. La longueur réduite disponible pour le chemin résistif peut être augmentée en formant des boucles.
Avantageusement, le chemin résistif présente au moins une boucle de retour présentant une branche de retour vers une électrode conductrice de départ n’atteignant pas l’électrode conductrice de départ et une branche dirigée vers une électrode conductrice de destination, la branche dirigée vers l’électrode conductrice de destination atteignant l’électrode conductrice de destination dans le cas d’une unique boucle de retour.
La présence d’une ou de plusieurs boucles de retour peut permettre d’augmenter la longueur du chemin résistif et de surmonter le principal défaut d’un chemin résistif s’étendant axialement qui est sa longueur réduite. Par exemple, une longueur d’au moins une branche de ladite au moins une boucle de retour peut être supérieure ou égale à une moitié d’une épaisseur de la tranche du corps en céramique ce qui peut plus que doubler la longueur du chemin résistif.
Avantageusement, le chemin résistif présente au moins une boucle de retour et une boucle finale prolongeant ladite au moins une boucle de retour, ladite boucle finale présentant une branche de retour vers une électrode conductrice de départ n’atteignant pas l’électrode conductrice de départ et une branche finale atteignant l’électrode conductrice de destination. Plus il y a de boucles de retour et plus il est possible d’augmenter la longueur du chemin résistif.
Avantageusement, le chemin résistif est un dépôt d’encre résistive sur le contour externe du corps en céramique. La résistivité de l’encre est prédéterminée et la résistance électrique souhaitée peut être alors précisément obtenue par encrage du chemin résistif. De plus, l’encre peut être sélectionnée pour avoir une résistivité dépendante de la température, le chemin résistif pouvant alors corriger une possible déviation de la résistance électrique de la rondelle piézoélectrique due à son matériau de base. Une encre à base de carbone peut être utilisée.
Avantageusement, le chemin résistif est un chemin de matériau résistif résultant d’une fusion locale du corps en céramique lors d’une gravure ou brûlure du contour externe du corps en céramique.
Ce qui est brûlé est un ou des éléments chimiques contenus dans le corps en céramique de la rondelle piézoélectrique. Du carbone peut être présent parmi ces éléments mais ceci n’est pas exclusif. Selon la composition du matériau de base et la température de la gravure, l’homme du métier peut estimer la quantité de matière du corps en céramique brûlée, sa composition et sa résistivité afin d’obtenir un chemin résistif correspondant à la résistance souhaitée. L’invention concerne un capteur accéléromètre remarquable en ce qu’il comprend une telle rondelle piézoélectrique. Ce capteur accéléromètre peut être un capteur de cliquetis associé à un moteur thermique de véhicule automobile. L’invention concerne enfin un procédé d’obtention d’un chemin résistif reliant les électrodes conductrices opposées d’une telle rondelle piézoélectrique ou d’une rondelle piézoélectrique présente dans un tel capteur accéléromètre, avec une longueur et une section du chemin résistif prédéterminées selon la résistance à établir entre les deux électrodes conductrices de la rondelle piézoélectrique, remarquable en ce que le chemin résistif est obtenu par dépôt d’encre résistive sur le corps en céramique ou gravure du corps en céramique entre les deux électrodes conductrices en formant un chemin résistif par dépôt d’un matériau résistif résultant d’une fusion locale du corps en céramique.
Le dépôt d’encre peut se faire au pinceau ou peut être réalisé après gravure définissant un sillon dans lequel l’encre va être déposée, ce qui combine les deux opérations de gravure et de dépôt d’encre résistive. Le sillon préalable permet de mieux contrôler les dimensions de largeur et de profondeur du chemin résistif.
Dans tous les cas, au lieu de rajouter une résistance électrique externe à la rondelle piézoélectrique et de la solidariser avec les électrodes conductrices, la présente invention réalise un dépôt d’encre ou un dépôt de matière fondue du corps en céramique établissant un chemin résistif sur le contour externe du corps en céramique, ce qui est simple et ne demande pas d’opération de fixation ultérieure.
Le chemin résistif fait partie du corps en céramique et ne peut se décrocher de la rondelle piézoélectrique comme une résistance électrique extérieure. L’encombrement de la rondelle piézoélectrique n’est pas augmenté et la résistance électrique ainsi obtenue est protégée.
Avantageusement, quand le chemin résistif est obtenu par dépôt d’encre résistive, il est effectué soit un dépôt d’encre formant directement le chemin résistif ou soit un dépôt d’une bande locale d’encre, la bande locale étant gravée pour enlever tout dépôt d’encre ne faisant pas partie du chemin résistif.
Dans ce mode de réalisation, il est tout d’abord déposé une couche d’encre sous forme d’une bande plus importante que le chemin résistif souhaité. Le chemin résistif est obtenu par enlèvement des portions de la bande ne faisant pas partie du chemin résistif. L’application d’une bande permet un dépôt d’encre facilité et plus régulier sur une portion du contour externe du corps en céramique de la rondelle piézoélectrique que celui obtenu pour un chemin résistif pris isolément et nécessairement plus étroit. Dans ce dernier cas, il peut être difficile d’obtenir directement le chemin résistif lors du dépôt d’encre, ce que permet d’éviter cette forme de réalisation préférentielle avec formation préalable d’une bande dont les portions ne faisant pas partie du chemin résistif sont ensuite éliminées.
Avantageusement, la gravure est effectuée par rayon laser. La gravure peut aussi être obtenue par usinage. Une grande précision sur la longueur, la largeur et l’épaisseur du chemin résistif est requise pour obtenir la résistivité souhaitée pour le chemin résistif. Une technique laser permet cette précision. D’autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et au regard des dessins annexés donnés à titre d’exemples non limitatifs et sur lesquels: - la figure 1 est une représentation schématique d’une vue en coupe d’un capteur accéléromètre pouvant être équipé d’une rondelle piézoélectrique selon la présente invention, - la figure 2 est une représentation schématique d’une vue de côté d’une rondelle piézoélectrique avec un chemin résistif fait d’encre selon un premier mode de réalisation de la présente invention, le chemin résistif s’étendant axialement sur la tranche du corps céramique de la rondelle par rapport à un axe de symétrie de la rondelle, - la figure 3 est une représentation schématique d’une vue de côté d’une rondelle piézoélectrique avec un chemin résistif fait d’encre selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention, le chemin résistif s’étendant avec des composantes axiale et tangentielle sur la tranche du corps céramique de la rondelle, par rapport à un axe de symétrie de la rondelle, - la figure 4 est une représentation schématique d’une vue de côté d’une rondelle piézoélectrique avec un chemin résistif fait d’encre selon un troisième mode de réalisation de la présente invention, le chemin résistif s’étendant tangentiellement sur la tranche du corps céramique de la rondelle de forme cylindrique, le chemin résistif s’étendant axialement sur la tranche du corps céramique de la rondelle par rapport à un axe de symétrie de la rondelle, - la figure 5 est une représentation schématique d’une vue de côté d’une rondelle piézoélectrique avec un chemin résistif fait d’encre à partir d’une bande ancrée selon un mode de réalisation optionnel du procédé d’obtention d’un chemin résistif sur une rondelle piézoélectrique conforme à la présente invention, la bande ancrée étant partiellement enlevée par gravure pour ne laisser subsister que le chemin résistif.
Le capteur accéléromètre comprend une embase 1 métallique cylindrique destinée à reposer sur une pièce de support, notamment un carter d'un moteur à combustion interne, auquel carter le capteur accéléromètre est fixé, par exemple au moyen d'un boulon à tête creuse traversant l’embase 1 par un évidement longitudinal d’un fût axial 2 débordant d'un épaulement annulaire 3.
Le capteur accéléromètre comprend en outre une pluralité de rondelles enroulant le fût 2 et empilées sur l'épaulement 3. On trouve ainsi, à partir de cet épaulement et empilés dans cet ordre : une rondelle isolante 5 en matériau électriquement isolant, un anneau de contact en métal 62a, une rondelle 6 en un matériau piézoélectrique et ses électrodes 61,62 accolées chacune à une des faces d'extrémité de la rondelle 6 espacées axialement. La rondelle piézoélectrique 6 est avantageusement sous forme d’un cylindre, l’axe du cylindre étant confondu avec un axe longitudinal médian de l’évidement du fût 2.
Ensuite, viennent un deuxième anneau de contact 61 a, une deuxième rondelle isolante 8 et une rondelle métallique 9 de plus grande dimension constituant une masse sismique et un écrou métallique 11 vissé sur un filetage formé sur le fût 2, l'écrou 11 serrant l'ensemble des rondelles énumérées ci-dessus contre l'épaulement 3 de l'embase 1.
Au moins une des rondelles isolantes 5, 8 peut être remplacée par une couche d'un produit adhésif électriquement isolant. A titre d'exemple illustratif et non limitatif, ce produit peut être constitué par une colle acrylique ou une colle à base de silicones ou à base de résine époxy.
Autour de l’embase 1 jusqu’à une extrémité libre du fût 2, il est procédé au surmoulage d’un enrobage 15 en une matière plastique isolante assurant la protection du capteur. Dans cette optique, les parois externes du fût 2 et de l'épaulement 3 sont creusées de gorges annulaires 16 et 17 respectivement, les gorges 16 du fût 2 se trouvant dans une portion d’extrémité libre du fût 2.
Lors du surmoulage, de la matière plastique utilisée passe entre l’empilement de la pluralité de rondelles et le fût 2. La matière plastique pénètre également dans les gorges annulaires 17 de l’épaulement 3 et les gorges annulaires 16 du fût 2. Les gorges garantissent l'accrochage et l'étanchéité de l'enrobage 15 sur le capteur.
Les diverses pièces du capteur, rondelle piézoélectrique 6, électrodes 61,62, masse sismique 9, sont alors fermement retenues entre l'enrobage 15 et l'épaulement 3 de l'embase 1, cet enrobage constituant ainsi un moyen de retenue complétant l'action des couches de produits adhésifs, ces dernières assurant seules la cohésion du capteur jusqu'à la formation de l'enrobage 15. L’enrobage 15 forme également une douille de protection 12 pour deux broches de connexion des anneaux de contact 61a et 62a à un appareil d'exploitation du signal délivré par le capteur.
Par contre, selon l’état de la technique avec une résistance électrique associée à la rondelle piézoélectrique se trouvant à l’extérieur de la rondelle piézoélectrique 6 en étant surmoulée dans l’enrobage 15 de même que la rondelle piézoélectrique, lors de variations thermiques subies par le capteur accéléromètre, les pattes de fixation de la résistance sont l’objet de contraintes de cisaillement liées aux différences de dilatation thermique entre la matière de surmoulage et les pattes de fixation métalliques, ce qui peut conduire à une rupture des pattes de résistance au niveau des plis.
En se référant plus particulièrement aux figures 2 à5 tout en se référant à la figure 1 pour les références manquantes aux figures 2 à5, la présente invention concerne une rondelle piézoélectrique 6 destinée à un capteur accéléromètre présentant un corps en céramique. La rondelle piézoélectrique 6 présente une électrode 61,62 conductrice sur chacune de deux faces opposées séparées par l’épaisseur de la rondelle piézoélectrique 6 formant sa tranche 6a.
Pour établir une résistance électrique d’une valeur prédéterminée entre les deux électrodes 61,62 conductrices, avantageusement sous la forme d’une couche d’argent, selon l’invention, le corps en céramique de la rondelle piézoélectrique présente sur son contour externe un chemin résistif 4 reliant les électrodes 61,62 conductrices entre elles avec une longueur et une section du chemin résistif 4 prédéterminées selon la valeur de la résistance à établir entre les deux électrodes 61,62 conductrices.
Le chemin résistif 4 peut aussi présenter une résistance électrique variant selon la température à laquelle sont exposés le capteur et en conséquence la rondelle piézoélectrique 6. Ceci peut être fait par exemple par un dépôt d’une encre résistive dont la résistance évolue selon la température en sens inverse d’une possible variation de résistance du matériau de base de la rondelle piézoélectrique 6, ceci pour corriger en composant les écarts de mesure dus à la variation de résistance électrique du matériau de base.
Avantageusement, le chemin résistif 4 s’étend axialement, tangentiellement ou avec des composantes tangentielle et axiale sur le contour externe d’une tranche 6a du corps en céramique, la longueur I et la section s du chemin résistif 4 étant prédéterminées en fonction de la résistance R à établir et la résistivité r d’un matériau formant le chemin résistif 4 selon la formule suivante:
Il existe plusieurs modes de réalisation du chemin résistif 4. A la figure 3, le chemin résistif 4 s’étend avec des composantes axiale et tangentielle dans une tranche 6a du corps en céramique de la rondelle piézoélectrique en étant incliné d’un angle de moins de 90° par rapport à la première électrode conductrice 61.
Dans un premier mode préférentiel, le chemin résistif 4 peut s’étendre majoritairement dans un ou des plans parallèles aux électrodes 61,62 conductrices en étant raccordé à chacune de ses extrémités à une électrode 61,62 conductrice respective. Ceci est montré à la figure 4. A cette figure 4, le chemin résistif 4 fait un peu plus d’un tour complet autour d’une tranche 6a de la rondelle piézoélectrique 6. Une première boucle complète est référencée 7c et une deuxième boucle prolongeant la première boucle 7c ne faisant qu’une portion de tour est référencée 7d. Une extrémité de la première boucle 7c contacte une première électrode 61 conductrice de départ tandis que l’extrémité de la deuxième boucle 7d contacte une deuxième électrode 62 de destination. Les boucles 7c, 7d sont espacées l’une de l’autre entre les électrodes 61,62 conductrices en étant concentriques.
Dans ce mode de réalisation il est possible que le chemin résistif 4 ne fasse qu’une seule boucle incomplète, plusieurs boucles complètes, et que les boucles s’étendent avec une composante axiale sur le corps en céramique de la rondelle piézoélectrique 6.
Dans un possible deuxième mode préférentiel, le chemin résistif 4 peut s’étendre majoritairement perpendiculairement aux électrodes 61,62 conductrices selon une tranche 6a de la rondelle piézoélectrique 6 en étant raccordé à chacune de ses extrémités à une électrode 61,62 conductrice respective. Ceci est montré aux figures 2 et 5. Le chemin résistif 4 est plus court dans ce cas que dans le premier mode.
Pour rallonger le chemin résistif 4, le chemin résistif 4 peut présenter au moins une boucle de retour 7a présentant une branche de retour vers une première électrode 61 conductrice de départ n’atteignant pas l’électrode 61 conductrice de départ et une branche dirigée vers une deuxième électrode 62 conductrice de destination. Dans le cas d’une unique boucle de retour 7a, la branche dirigée vers la deuxième électrode 62 conductrice de destination atteint la deuxième électrode 62 conductrice de destination et est en contact électrique avec cette deuxième électrode.
Ceci n’est pas montré aux figures 2 et 5, car à ces figures, le chemin résistif 4 peut présenter au moins une boucle de retour 7a et une boucle finale 7b prolongeant ladite au moins une boucle de retour 7a, ladite boucle finale 7b présentant une branche de retour vers une première électrode 61 conductrice de départ n’atteignant pas la première électrode 61 conductrice de départ et une branche finale atteignant la deuxième électrode 62 conductrice de destination.
Dans ce deuxième mode de réalisation, il peut y avoir plus de deux boucles de retour bien que cela ne soit pas montré aux figures 2 et 5. De même, le parcours des boucles de retour n’est pas forcément perpendiculaire aux électrodes 61,62 conductrices et peut présenter une composante tangentielle. Il est possible que le chemin résistif 4 forme des zigzags avec des branches ne s’étendant pas en sens contraire mais en faisant un angle aigu entre elles.
Aux figures 2 et 5, une longueur d’une branche d’au moins une boucle de retour 7a est supérieure ou égale à une moitié d’une tranche 6a du corps en céramique. Ceci permet au moins de doubler la longueur du chemin résistif 4.
Deux formes de réalisation du chemin résistif 4 sont possibles parmi d’autres réalisations. Dans la première forme de réalisation, le chemin résistif 4 peut être réalisé par dépôt d’encre résistive sur le contour externe du corps en céramique en traçant un chemin. Ceci est montré aux figures 2 à 5. L’encre peut être une encre dont la résistivité varie en fonction de la température pour corriger une variation de la résistance électrique de la rondelle piézoélectrique 6 due à un matériau de constitution présentant le désavantage d’avoir une résistance électrique sensible à la température. L’encre peut contenir du carbone ou un mélange contenant du carbone.
Dans la deuxième forme de réalisation, le chemin résistif 4 peut être réalisé par gravure dans le corps en céramique ou brûlure d’une faible épaisseur du contour externe du corps en céramique avec obtention d’un chemin de matériau résistif résultant d’une fusion locale du corps en céramique. Ce chemin résistif 4 peut comprendre du carbone ou d’autres éléments permettant de réaliser une résistance électrique prédéterminée. Des essais de routine peuvent permettre à l’homme de métier de définir la résistivité du chemin pour un matériau donné du corps en céramique du chemin résistif 4 et de sélectionner une intensité de gravure permettant une fusion suffisante du matériau pour obtenir la résistance électrique prédéterminée. L’invention concerne aussi un capteur accéléromètre doté d’une telle rondelle piézoélectrique 6. Le capteur accéléromètre peut être un capteur de cliquetis ou un capteur de pression de cylindre pour un moteur thermique de véhicule automobile. L’invention concerne enfin un procédé d’obtention d’un chemin résistif 4 reliant les électrodes 61,62 conductrices opposées d’une rondelle piézoélectrique 6 telle que définie précédemment avec une longueur et une section du chemin résistif 4 prédéterminées selon la résistance à établir entre les deux électrodes 61,62 conductrices de la rondelle piézoélectrique 6.
Selon l’invention, le chemin résistif 4 est obtenu par dépôt d’encre résistive sur le corps en céramique ou par gravure du corps en céramique entre les deux électrodes 61,62 conductrices, avec, dans ce dernier cas, la formation d’un chemin résistif 4 par dépôt d’un matériau résistif résultant d’une fusion locale du corps en céramique.
Quand le chemin résistif 4 est obtenu par dépôt d’encre résistive, il peut être effectué un dépôt d’encre formant directement le chemin résistif 4. En alternative il peut être effectué un dépôt d’une bande locale 13 d’encre, la bande locale 13 étant ensuite gravée pour enlever tout dépôt d’encre ne faisant pas partie du chemin résistif 4, ceci étant montré à la figure 5.
Dans le cas d’un dépôt d’encre ou d’une fusion de matière du corps en céramique, la gravure peut être effectuée par rayon laser mais peut aussi l’être par usinage ou électroérosion.
Claims (12)
- REVENDICATIONS1. Rondelle piézoélectrique (6) destinée à un capteur accéléromètre présentant un corps en céramique et une électrode (61,62) conductrice sur chacune de deux faces opposées, une résistance électrique étant à établir entre les deux électrodes (61,62) conductrices, caractérisée en ce que le corps en céramique présente sur son contour externe (6a) un chemin résistif (4) reliant les électrodes (61,62) conductrices entre elles avec une longueur et une section du chemin résistif (4) prédéterminées selon la résistance à établir entre les deux électrodes (61,62) conductrices.
- 2. Rondelle piézoélectrique (6) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le chemin résistif (4) s’étend axialement, tangentiellement ou avec des composantes tangentielle et axiale sur le contour externe d’une tranche (6a) du corps en céramique, la longueur I et la section s du chemin résistif (4) étant prédéterminées en fonction de la résistance R à établir et la résistivité r d’un matériau formant le chemin résistif (4) selon la formule suivante :
- 3. Rondelle piézoélectrique (6) selon la revendication 2, caractérisée en ce que le chemin résistif (4) s’étend majoritairement dans un ou des plans parallèles aux électrodes (61,62) conductrices en étant raccordé à chacune de ses extrémités à une électrode (61,62) conductrice respective.
- 4. Rondelle piézoélectrique (6) selon la revendication 2, caractérisée en ce que le chemin résistif (4) s’étend majoritairement perpendiculairement aux électrodes (61,62) conductrices selon une épaisseur de la rondelle piézoélectrique (6) en étant raccordé à chacune de ses extrémités à une électrode (61,62) conductrice respective.
- 5. Rondelle piézoélectrique (6) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le chemin résistif (4) présente au moins une boucle de retour (7a) présentant une branche de retour vers une électrode (61) conductrice de départ n’atteignant pas l’électrode (61) conductrice de départ et une branche dirigée vers une électrode (62) conductrice de destination, la branche dirigée vers l’électrode (62) conductrice de destination atteignant l’électrode (62) conductrice de destination dans le cas d’une unique boucle de retour (7a).
- 6. Rondelle piézoélectrique (6) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le chemin résistif (4) présente au moins une boucle de retour (7a) et une boucle finale (7b) prolongeant ladite au moins une boucle de retour (7a), ladite boucle finale (7b) présentant une branche de retour vers une électrode (61) conductrice dedépart n’atteignant pas l’électrode (61) conductrice de départ et une branche finale atteignant l’électrode (62) conductrice de destination.
- 7. Rondelle piézoélectrique (6) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le chemin résistif (4) est un dépôt d’encre résistive sur le contour externe du corps en céramique.
- 8. Rondelle piézoélectrique (6) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le chemin résistif (4) est un chemin de matériau résistif résultant d’une fusion locale du corps en céramique lors d’une gravure ou brûlure du contour externe du corps en céramique.
- 9. Capteur accéléromètre caractérisé en ce qu’il comprend une rondelle piézoélectrique (6) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
- 10. Procédé d’obtention d’un chemin résistif (4) reliant les électrodes (61,62) conductrices opposées d’une rondelle piézoélectrique (6) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8 ou d’une rondelle piézoélectrique (6) présente dans un capteur accéléromètre selon la revendication précédente, avec une longueur et une section du chemin résistif (4) prédéterminées selon la résistance à établir entre les deux électrodes (61,62) conductrices de la rondelle piézoélectrique (6), caractérisé en ce que le chemin résistif (4) est obtenu par dépôt d’encre résistive sur le corps en céramique ou par gravure du corps en céramique entre les deux électrodes (61,62) conductrices en formant un chemin résistif (4) par dépôt d’un matériau résistif résultant d’une fusion locale du corps en céramique.
- 11. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que, quand le chemin résistif (4) est obtenu par dépôt d’encre résistive, il est effectué soit un dépôt d’encre formant directement le chemin résistif (4) ou soit un dépôt d’une bande locale (13) d’encre, la bande locale (13) étant gravée pour enlever tout dépôt d’encre ne faisant pas partie du chemin résistif (4).
- 12. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la gravure est effectuée par rayon laser.
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