FR3119887A1 - Dispositif de mesure de mouvement destiné à mesurer des mouvements d’un palier - Google Patents

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Lanto Rasolofondraibe
Bernard Pottier
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Universite de Reims Champagne Ardenne URCA
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Abstract

Dispositif de mesure de mouvement (10) destiné à un palier (11) ; comprenant une sonde de mesure (12) apte à former une capacité électrique respective avec le palier (11); ladite au moins une sonde de mesure (12) étant entourée en partie par un écran de sonde (13bc) qui est conducteur électrique ; un dispositif de traitement de signal (13) connecté électriquement à ladite au moins une sonde de mesure (12) et comprenant un dispositif suiveur (14) maintenant le potentiel électrique de chaque écran de sonde (13bc) au même potentiel électrique que la sonde de mesure (12) respective ; et en outre configuré pour déterminer une caractéristique électrique associée à chaque capacité électrique ; un dispositif de détermination de mouvement (30) configuré pour déduire, un mouvement (10) du palier (11), au niveau de chaque sonde de mesure (12). Figure 1

Description

Dispositif de mesure de mouvement destiné à mesurer des mouvements d’un palier
Domaine technique de l’invention
La présente invention concerne un dispositif de mesure de mouvement destiné à mesurer des mouvements d’un palier.
La présente invention concerne en outre un système de mesure de mouvement comprenant un tel dispositif de mesure de mouvement destiné à mesurer des mouvements d’un palier et comprenant ledit palier.
Etat de la technique
Dans les paliers comme les roulements mécaniques, les charges externes sont transférées d'un chemin de roulement à l'autre par les éléments roulants. La distribution des charges sur les éléments roulants est inégale. Elle dépend de nombreux paramètres intrinsèques à la géométrie du roulement et à l'amplitude de la charge. La connaissance de cette distribution est primordiale si l'on veut connaître chacune des charges transmises par les éléments roulants afin de reconstituer les charges externes supportées par le roulement.
A l'heure actuelle, il n'existe pas de système fiable pour la mesure des efforts supportés par les paliers des machines tournantes. Les problèmes de la mesure vectorielle des efforts supportés par les paliers de machines tournantes ainsi que la répartition des efforts sur les éléments roulants n'ont pas été résolus dans l'industrie jusqu'à présent. Seule l'intensité de la mesure des efforts a été en partie traitée avec une précision insuffisante pour de nombreuses applications.
Objet de l’invention
La présente invention a pour but de proposer une solution qui réponde à tout ou partie des problèmes précités et notamment :
-proposer une solution permettant l’obtention d’une mesure des mouvements et donc des efforts supportés par un palier;
-proposer une solution permettant de connaître la répartition des efforts ou charges sur un palier ;
-proposer une solution permettant de mesurer les vibrations et/ou les déplacements très faibles dans la partie fixe d’un palier.
Ce but peut être atteint grâce à un dispositif de mesure de mouvement destiné à mesurer des mouvements d’un palier ;
le palier comprenant :
- une première partie cylindrique s’étendant radialement autour d’un axe longitudinal,
- une deuxième partie configurée pour être mobile en rotation, par rapport à la première partie, et autour de l’axe longitudinal ;
la deuxième partie étant apte à guider un arbre en rotation selon l’axe longitudinal;
- des éléments roulants confinés dans un espace intermédiaire défini entre les première et deuxième parties de sorte à se mouvoir, par frottement avec les première et deuxième parties lorsque l’arbre est en rotation;
la première partie du palier ayant une surface de mesure apte à être déformée au niveau où les éléments roulants sont présents ;
le dispositif de mesure de mouvement comprenant en outre :
- au moins une sonde de mesure apte à être agencée au niveau de la première partie du palier et apte à former une capacité électrique respective avec la surface de mesure de la première partie du palier lorsqu’une tension ou un courant sont appliqués à la sonde de mesure ;
ladite au moins une sonde de mesure étant entourée en partie par un écran de sonde qui est conducteur électrique ;
l’écran de sonde étant configuré pour former une cage de Faraday pour ladite au moins une sonde de mesure ;
- au moins un dispositif de traitement de signal connecté électriquement, via un élément de connexion électrique respectif, à ladite au moins une sonde de mesure ; le dispositif de traitement de signal étant configuré pour appliquer une tension ou un courant à ladite au moins une sonde de mesure ;
le dispositif de traitement de signal comprenant un dispositif suiveur maintenant le potentiel électrique de chaque écran de sonde au même potentiel électrique que la sonde de mesure respective ;
le dispositif de traitement de signal étant en outre configuré pour déterminer une caractéristique électrique associée à chaque capacité électrique; la caractéristique électrique étant choisie parmi une valeur d’une tension électrique aux bornes de ladite capacité électrique et une valeur proportionnelle à ladite capacité électrique ;
- un dispositif de détermination de mouvement de la surface de mesure de la première partie du palier configuré pour déduire, à partir de la caractéristique électrique de chaque capacité électrique déterminée par le dispositif de traitement de signal et à partir d’une sensibilité prédéterminée de chaque sonde de mesure, un mouvement de la surface de mesure de la première partie du palier, au niveau de chaque sonde de mesure.
Dans une mise en œuvre du dispositif de mesure de mouvement, au moins la surface de mesure de la première partie du palier est connectée à une masse électrique.
Dans une mise en œuvre du dispositif de mesure de mouvement, chaque dispositif de traitement de signal comprend :
- un oscillateur générant une fréquence de référence ;
- une source de courant alimentée par l’oscillateur et générant en sortie, à partir de la fréquence de référence, un courant alternatif, d’amplitude et de fréquence constantes ;
la source de courant étant en outre configurée pour appliquer ledit courant électrique alternatif, via l’élément de connexion électrique respectif, à la sonde de mesure à laquelle il est connecté, lorsque ladite au moins une sonde est agencée au niveau de la première partie du palier, de sorte à former la capacité électrique respective entre ladite sonde de mesure et la surface de mesure de la première partie du palier ;
- au moins un démodulateur synchrone, dont une entrée est connectée à l’oscillateur et au dispositif suiveur, et configuré pour extraire la caractéristique électrique, vers le dispositif de détermination de mouvement, lorsque le courant électrique alternatif respectif est appliqué à chaque sonde de mesure ;
la caractéristique électrique étant une tension alternative entre ladite au moins une sonde de mesure et la surface de mesure de la première partie du palier.
Dans une mise en œuvre du dispositif de mesure de mouvement, la source de courant est une source de Howland.
Dans une mise en œuvre du dispositif de mesure de mouvement, la source de courant est asservie en tension.
Dans une mise en œuvre du dispositif de mesure de mouvement, chaque dispositif de traitement de signal comprend un montage amplificateur différentiel dont l’entrée inverseuse est connectée au moins au dispositif suiveur et, via l’élément de connexion électrique respectif, à au moins une de ladite au moins une sonde de mesure ;
le montage amplificateur différentiel étant configuré de sorte à délivrer, lorsqu’il est alimenté par une tension d’entrée alternative, et lorsque ladite au moins une sonde de mesure est agencée au niveau de la première partie du palier, une valeur proportionnelle à la capacité électrique formée entre ladite sonde de mesure et la surface de mesure de la première partie du palier.
Dans une mise en œuvre du dispositif de mesure de mouvement, tout ou partie de chaque élément de connexion électrique est entouré par un écran, conducteur d’électricité, de sorte à former une cage de Faraday pour l’élément de connexion électrique respectif ;
l’écran étant configuré pour être au même potentiel électrique que l’écran de sonde entourant la sonde de mesure connectée à l’élément de connexion électrique respectif.
Dans une mise en œuvre du dispositif de mesure de mouvement, l’élément de connexion électrique a est formé dans un plan de connexion et l’écran est composé d’au moins deux plaques planes et conductrices d’électricité ; le plan de connexion étant agencé entre les deux plaques.
Dans une mise en œuvre du dispositif de mesure de mouvement, le dispositif de mesure de mouvement comprend plusieurs sondes de mesure aptes à être maintenues de manière fixe par rapport à la première partie du palier lorsqu’elles sont agencées au niveau de la première partie du palier, et disposées dans un support de sonde de sorte que les sondes de mesure soient à une même distance de la surface de mesure de la première partie du palier.
Dans une mise en œuvre du dispositif de mesure de mouvement, le support de sonde est en matériau isolant électriquement.
Dans une mise en œuvre du dispositif de mesure de mouvement, le support de sonde est en matière souple.
Dans une mise en œuvre du dispositif de mesure de mouvement, le support de sonde est en matière conductrice d’électricité ; les sondes de mesure étant isolées électriquement du support de sonde.
Dans une mise en œuvre du dispositif de mesure de mouvement, le support de sonde est maintenu de manière fixe entre un logement externe et la première partie du palier.
Dans une mise en œuvre du dispositif de mesure de mouvement, au moins un matériau diélectrique est agencé entre ladite au moins une sonde de mesure et la surface de mesure de la première partie du palier lorsque ladite au moins une sonde de mesure est agencée au niveau de la première partie du palier.
Dans une mise en œuvre du dispositif de mesure de mouvement, une pluralité de sondes de mesure sont aptes à être maintenues de manière fixe par rapport à la première partie du palier lorsqu’elles sont agencées au niveau de la première partie du palier, et disposées dans des logements formés à l’intérieur de la première partie du palier de sorte que les sondes de mesure soient à une même distance de la surface de mesure de la première partie du palier.
Dans une mise en œuvre du dispositif de mesure de mouvement, ladite au moins une sonde de mesure est apte à être isolée électriquement de la première partie du palier lorsque ladite sonde de mesure est agencée au niveau de la première partie du palier.
Dans une mise en œuvre du dispositif de mesure de mouvement, le dispositif de mesure de mouvement comprend plusieurs sondes de mesure et un unique dispositif de traitement de signal, le dispositif de traitement de signal étant connecté séquentiellement à chacune des sondes de mesure à l’aide d’un multiplexeur.
Dans une mise en œuvre du dispositif de mesure de mouvement, le dispositif de mesure de mouvement comprend plusieurs sondes de mesure et plusieurs dispositifs de traitement de signal, chaque dispositif de traitement de signal étant connecté à une seule des sondes de mesure.
Dans une mise en œuvre du dispositif de mesure de mouvement, un seul oscillateur alimente l’ensemble des dispositifs de traitement de signal.
Dans une mise en œuvre du dispositif de mesure de mouvement, le dispositif de mesure de mouvement comprend plusieurs dispositifs de traitement de signal comprenant chacun :
- un oscillateur générant une fréquence de référence ;
- une source de courant alimentée par l’oscillateur et générant en sortie, à partir de la fréquence de référence, un courant alternatif, d’amplitude et de fréquence constantes ;
la source de courant étant en outre configurée pour appliquer ledit courant électrique alternatif, via l’élément de connexion électrique respectif, à la sonde de mesure à laquelle il est connecté, lorsque ladite au moins une sonde est agencée au niveau de la première partie du palier, de sorte à former la capacité électrique respective entre ladite sonde de mesure et la surface de mesure de la première partie du palier ;
le dispositif de mesure de mouvement comprenant un unique démodulateur synchrone, dont une entrée est connectée à l’oscillateur et à au moins un des dispositifs suiveurs d’au moins un des dispositifs de traitement de signal, et configuré pour extraire la caractéristique électrique, vers le dispositif de détermination de mouvement, lorsque le courant électrique alternatif respectif est appliqué à chaque sonde de mesure ;
la caractéristique électrique étant une tension alternative entre ladite au moins une sonde de mesure et la surface de mesure de la première partie du palier.
L’invention concerne également un système de mesure de mouvement comprenant un tel dispositif de mesure de mouvement, destiné à mesurer des mouvements d’un palier, le système de mesure de mouvement comprenant le palier ;
le palier comprenant :
- une première partie cylindrique s’étendant radialement autour d’un axe longitudinal,
- une deuxième partie configurée pour être mobile en rotation, par rapport à la première partie, et autour de l’axe longitudinal ;
la deuxième partie étant apte à guider un arbre en rotation selon l’axe longitudinal;
- des éléments roulants confinés dans un espace intermédiaire défini entre les première et deuxième parties de sorte à se mouvoir, par frottement avec les première et deuxième parties lorsque l’arbre est en rotation;
la première partie du palier ayant une surface de mesure apte à être déformée au niveau où les éléments roulants sont présents ;
le système de mesure de mouvement comprenant:
- au moins une sonde de mesure agencée au niveau de la première partie du palier et formant une capacité électrique respective avec la surface de mesure de la première partie du palier lorsqu’une tension ou un courant sont appliqués à la sonde de mesure ;
ladite au moins une sonde de mesure étant entourée en partie par un écran de sonde qui est conducteur électrique ;
l’écran de sonde étant configuré pour former une cage de Faraday pour ladite au moins une sonde de mesure ;
- au moins un dispositif de traitement de signal connecté électriquement, via un élément de connexion électrique respectif, à ladite au moins une sonde de mesure ;
le dispositif de traitement de signal comprenant un dispositif suiveur maintenant le potentiel électrique de chaque écran de sonde au même potentiel électrique que la sonde de mesure respective ;
le dispositif de traitement de signal étant configuré pour déterminer une caractéristique électrique associée à chaque capacité électrique; la caractéristique électrique étant choisie parmi une valeur d’une tension électrique aux bornes de ladite capacité électrique et une valeur proportionnelle à ladite capacité électrique ;
- un dispositif de détermination de mouvement de la surface de mesure de la première partie du palier configuré pour déduire, à partir de la caractéristique électrique de chaque capacité électrique déterminée par le système de traitement de signal et à partir d’une sensibilité prédéterminée de chaque sonde de mesure, un mouvement de la surface de mesure de la première partie du palier, au niveau de chaque sonde de mesure.
L’invention permet avantageusement de réaliser la mesure vectorielle des efforts supportés par les paliers de machines tournantes, la mesure de la répartition des efforts sur les éléments roulants, la détection précoce des défauts des paliers ou encore l’analyse vibratoire des machines tournantes.
L’invention permet ainsi d’adresser la mesure de charges statiques ou quasi statique qui s'appliquent sur les engins de levage pour le pesage et sur le pont roulant. Elle permet en outre la mesure des charges dynamiques qui s'appliquent sur les roues des véhicules automobiles pour élaborer des dispositifs de sécurité active, dans les turbines, dans les réacteurs ou encore dans les éoliennes.
L’invention permet également :
- la détection des défauts des composants mécaniques par une analyse vibratoire pour la maintenance conditionnelle et plus particulièrement pour les machines à très basse vitesse ;
-la mesure des efforts de coupe et des vibrations sur les broches des machines-outils ;
-de repérer l’écaillage sur les roulements (billes, bagues) ;
- de repérer l’écaillage sur composants internes (dentures d’engrenages) ;
- de repérer les chocs externes (usinage commande numérique).
Un avantage de l’invention est que des déplacements ou les vibrations sont mesurés avec une précision nanométrique.
Un avantage complémentaire est que les mesures sont réalisées sans contact ce qui permet une grande robustesse. Une excellente répétitivité des mesures est ainsi obtenue et les dérives thermiques sont négligeables.
Les mesures peuvent avantageusement être réalisées indifféremment en statique et en dynamique. Un avantage supplémentaire de l’invention est qu’elle permet une très large bande passante.
Les sondes de mesure de l’invention sont en outre simples à réaliser ce qui permet d’adapter facilement la géométrie de la sonde de mesure à la géométrie du contact élément roulant-première partie fixe.
La solution de l’invention présente également un faible encombrement ce qui permet une disposition aisée lors de la conception ce qui est avantageux.
Le faible coût de la solution de l’invention permet aux concepteurs des machines de la disposer en standard sur leurs matériels.
Description sommaire des dessins
D’autres aspects, buts, avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante de modes de réalisation préférés de celle-ci, donnée à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :
représente une vue de côté schématique d’un exemple de dispositif de mesure de mouvement selon l’invention qui est agencé au niveau d’un palier;
représente une vue schématique en perspective d’un exemple de support de sonde selon l’invention et où des éléments de connexion électrique selon l’invention sont formés dans un plan de connexion et où l’écran est composé d’au moins deux plaques planes et conductrices d’électricité ; le plan de connexion étant agencé entre les deux plaques ;
représente une vue schématique en perspective d’un support de sonde selon l’invention où une sonde de mesure est agencée de sorte à pouvoir former une capacité électrique avec la surface de mesure d’un palier lorsque le support de sonde est agencé au niveau du palier ;
représente une vue schématique en perspective d’une sonde de mesure selon l’invention qui est connectée à un élément de connexion électrique ;
représente une vue schématique en perspective d’un support de sonde agencé au niveau de la première partie d’un palier ;
représente une vue schématique en perspective d’un palier et de sondes de mesure selon l’invention agencées au niveau de la surface de mesure du palier, les sondes de mesures ayant une surface active rectangulaire ;
représente une vue schématique en perspective d’un palier et de sondes de mesure selon l’invention agencées au niveau de la surface de mesure du palier, les sondes de mesures ayant une surface active circulaire ;
représente une vue schématique en perspective d’un palier et de sondes de mesure selon l’invention agencées au niveau de la surface de mesure du palier, les sondes de mesures ayant une surface active rectangulaire et étant agencées dans un support de sonde avant qu’il soit agencé au niveau de la surface de mesure du palier ;
représente une vue schématique en perspective d’un palier et de sondes de mesure selon l’invention agencées au niveau de la surface de mesure du palier, les sondes de mesures ayant une surface active circulaire et étant agencées dans un support de sonde ; le support de sonde étant maintenu de manière fixe entre un logement externe et la première partie du palier ;
représente une vue schématique en perspective d’une sonde de mesure 12 de l’invention agencée dans un support de sonde ; la sonde de mesure étant entourée en partie par un écran de sonde qui est conducteur électrique ;
représente une vue schématique en perspective de deux plaques (13ba) planes et conductrices d’électricité ; le dispositif de traitement du signal étant agencé entre les deux plaques (13ba) ;
représente une variation dans le temps de la tension relative à la capacité au niveau d’une sonde de mesure donnée et mesurée par le dispositif de traitement de signal ; des forces radiales et des chocs étant appliqués sur le palier ;
représente le déplacement de la surface de mesure tel que mesuré par le dispositif de mesure de mouvement avec le passage d’éléments roulants au niveau des flèches ;
représente une vue schématique en perspective d’un palier dans lequel des logements sont agencées pour accueillir des sondes de mesure ;
représente une vue schématique en perspective d’une sonde de mesure agencées vers un logement du palier ;
représente une vue schématique d’un dispositif de mesure de mouvement dont un dispositif de traitement de signal selon l’invention comprend un montage amplificateur différentiel relié à un élément de connexion connectant une sonde de mesure, la surface de mesure du palier étant reliée à la masse électrique ;
représente une vue schématique d’un dispositif de mesure de mouvement comprenant un seul dispositif de traitement de signal avec un oscillateur et une source de courant ainsi qu’un multiplexeur permettant de connecter alternativement les différentes sondes de mesure au dispositif de traitement du signal ;
représente une vue schématique d’un dispositif de mesure de mouvement comprenant plusieurs sondes de mesure et plusieurs dispositifs de traitement de signal, chaque dispositif de traitement de signal étant connecté à une seule des sondes de mesure ;
représente une vue schématique de l’interface entre le palier et une sonde de mesure où un matériau diélectrique est agencé entre la sonde de mesure et la surface de mesure ;
représente une vue schématique de la capacité électrique créée entre une sonde de mesure de l’invention et la surface de mesure du palier au niveau de laquelle la sonde de mesure est agencée ;
représente une vue schématique de plusieurs écrans agencés selon un plan ;
représente une vue schématique d’écrans agencés selon un plan différent du plan de la et entourant en partie différents éléments de connexion électrique ;
représente une vue schématique où plusieurs dispositifs de traitement de signal sont agencés de façon radiale ;
représente la signature en tension et en fonction du temps des éléments roulants du palier sous chaque sonde de mesure ;
représente un exemple de schéma fonctionnel d’une source de courant selon l’invention, la source de courant étant asservie en tension ;
représente un exemple de dispositif de mesure de mouvement selon l’invention dont un dispositif de traitement de signal comprend une source de courant asservie en tension ;
représente un exemple de dispositif de mesure de mouvement selon l’invention comprenant plusieurs sondes de mesure et plusieurs dispositifs de traitement de signal comprenant chacun une source de courant et un démodulateur synchrone par sonde de mesure ; un seul oscillateur alimentant l’ensemble des sources de courant ;
représente un exemple de dispositif de mesure de mouvement selon l’invention comprenant plusieurs sondes de mesure et plusieurs dispositifs de traitement de signal comprenant chacun une source de courant par sonde de mesure ; un seul oscillateur alimentant l’ensemble des sources de courant et un unique démodulateur synchrone étant relié à l’ensemble des dispositifs de traitement de signal ;
représente une vue schématique en coupe d’une nappe comprenant plusieurs éléments de connexion électrique entourés par leur écran respectif ;
représente une vue schématique en perspective d’un support de sonde sur lequel est agencée une nappe comprenant des éléments de connexion électrique ainsi qu’un connecteur.
Description détaillée
Sur les figures et dans la suite de la description, les mêmes références représentent les éléments identiques ou similaires. De plus, les différents éléments ne sont pas représentés à l’échelle de manière à privilégier la clarté des figures. Par ailleurs, les différents modes de réalisation et variantes ne sont pas exclusifs les uns des autres et peuvent être combinés entre eux.
Les domaines de l’invention portent sur la mesure vectorielle des efforts supportés par les paliers de machines tournantes, la mesure de la répartition des efforts sur les éléments roulants, la détection précoce des défauts des paliers ou encore l’analyse vibratoire des machines tournantes.
L’invention permet ainsi d’adresser la mesure de charges statiques ou quasi statique qui s'appliquent sur les engins de levage pour le pesage et sur le pont roulant. Elle permet en outre la mesure des charges dynamiques qui s'appliquent sur les roues des véhicules automobiles pour élaborer des dispositifs de sécurité active, dans les turbines, dans les réacteurs ou encore dans les éoliennes.
L’invention permet également :
- la détection des défauts des composants mécaniques par une analyse vibratoire pour la maintenance conditionnelle et plus particulièrement pour les machines à très basse vitesse ;
-la mesure des efforts de coupe et des vibrations sur les broches des machines-outils ;
-de repérer l’écaillage sur les roulements (billes, bagues) ;
- de repérer l’écaillage sur des composants internes comme des dentures ou des engrenages ;
- de repérer les chocs externes (usinage commande numérique).
Comme illustré sur la , l’invention concerne en premier lieu un dispositif de mesure de mouvement 10 destiné à mesurer des mouvements d’un palier 11. En d’autres termes, le dispositif de mesure de mouvement 10 peut s’adapter sur un palier 11 existant. Le palier 10 ne fait ainsi pas partie du dispositif de mesure de mouvement 10.
De façon générale, le palier 11 comprend une première partie 11a cylindrique s’étendant radialement autour d’un axe longitudinal. Le palier 11 comprend également une deuxième partie 11b configurée pour être mobile en rotation, par rapport à la première partie 11a, et autour de l’axe longitudinal. La deuxième partie 11b est apte à guider un arbre en rotation selon l’axe longitudinal. Dans les figures 1 et 5-8, la première partie 11a est fixe et la deuxième partie 11b est entraînée par un arbre. Il est possible d’envisager que la partie mobile soit la partie située à l’extérieur et que la partie maintenue fixe soit celle située vers l’intérieur du palier. Le palier 11 comprend également des éléments roulants 11c confinés dans un espace intermédiaire défini entre les première et deuxième parties 11a, 11b de sorte à se mouvoir, par frottement avec les première et deuxième parties 11a, 11b, lorsque l’arbre est en rotation. Les éléments roulants des paliers 11 sont en général formés par des billes, des aiguilles, des rouleaux, des contacts droits, des contacts obliques, des contacts à double rangée ou encore des butées à bille. Lorsque ces éléments roulants sont mis en mouvement par le mouvement de rotation de l’arbre guidé par le palier 11, alors cela entraîne une déformation et/ou un mouvement de certaines surfaces du palier 11 de l’ordre de quelques microns voir au niveau nanométrique. Ce sont ces mouvements et/ou déformations que le dispositif de mesure de mouvement 10 se propose de détecter. Notamment, la première partie 11a du palier 11 présente une surface de mesure 11e apte à être déformée au niveau où les éléments roulants 11c sont présents.
Comme illustré sur les figures 1, 2, 6-11 et 14-17, le dispositif de mesure de mouvement 10 comprend au moins une sonde de mesure 12. Plusieurs sondes de mesures peuvent être envisagées ce qui augmente la précision des mesures et la vitesse de mesure. La ou les sondes de mesure 12 est apte à être agencée au niveau de la première partie 11a du palier 11. Les termes « au niveau de » sont équivalents à « dans ou autour ». En d’autres termes, la ou les sondes de mesure 12 peuvent être maintenues autour de la première partie du palier, comme sur les figures 6 à 9, ou bien insérées dans la première partie 11a comme illustré sur la figures 14 et 15. Les sondes sont agencées de sorte à former une capacité électrique respective avec la surface de mesure 11e de la première partie 11a du palier 11 lorsqu’une tension ou un courant est appliqué à la sonde de mesure 12. Autrement dit, chaque sonde de mesure va former sa propre capacité électrique respective avec la surface de mesure 11e du palier 11. Les sondes de mesure 12 sont par exemple formées par une plaque métallique.
Dans un exemple illustré sur les figures 2, 3, 4 ou 20, plusieurs sondes de mesure 12 sont maintenues de manière fixe par rapport à la première partie 11a du palier 11 lorsqu’elles sont agencées au niveau de la première partie 11a du palier 11. Pour ce faire, les sondes de mesure 12 sont conçues pour tenir disposées dans un support de sonde 20. Les sondes de mesure 12 sont ainsi préférentiellement maintenues à une même distance de la surface de mesure 11e de la première partie 11a du palier 11. Cela permet d’interpréter de façon précise les mesures.
Dans un exemple, le support de sonde 20 est en matériau isolant électriquement.
Dans un autre exemple qui peut être combiné avec le précédent, le support de sonde 20 est en matière souple.
Dans un exemple supplémentaire, le support de sonde 20 est en matière conductrice d’électricité ; les sondes de mesure 12 doivent alors être isolées électriquement du support de sonde 20.
Comme illustré sur la , le support de sonde 20 peut en outre être maintenu de manière fixe entre un logement externe et la première partie 11a du palier 11. Cela permet d’augmenter la précision de mesure.
Dans un autre exemple illustré sur la et qui peut être combiné avec les précédents, au moins un matériau diélectrique peut être agencé entre au moins une sonde de mesure 12 et la surface de mesure 11e lorsque ladite sonde de mesure 12 est agencée au niveau de la première partie 11a du palier 11. Cela permet à l’homme du métier de contrôler la constante diélectrique de la capacité électrique formée. Le téflon peut par exemple être utilisé de par sa robustesse chimique et son coefficient de frottement minimal.
Dans un exemple supplémentaire illustré sur la figures 14 et 15, une pluralité de sondes de mesure 12 sont aptes à être maintenues de manière fixe par rapport à la première partie 11a du palier 11 lorsqu’elles sont agencées au niveau de la première partie 11a du palier 11. Les sondes de mesure 12 sont ainsi disposées dans des logements 11f formés à l’intérieur de la première partie 11a du palier 11 de sorte que les sondes de mesure 12 soient à une même distance de la surface de mesure 11e de la première partie 11a du palier 11. Cela permet un gain en compacité et en robustesse.
En complément des exemples précédents, au moins une des sondes de mesure 12 est apte à être isolée électriquement de la première partie 11a du palier 11 lorsqu’elle est agencée au niveau de la première partie 11a du palier 11.
Comme illustré sur la , la surface de mesure 11e de la première partie 11a du palier 11 peut être connectée à une masse électrique. Cela permet une mesure plus précise des capacités électriques entre les sondes de mesure 12 et la surface de mesure 11e.
Le dispositif de mesure de mouvement 10 comprend en outre au moins un dispositif de traitement de signal 13. Celui-ci est connecté électriquement, en même temps ou séquentiellement, via un élément de connexion électrique 13a respectif, à ladite au moins une sonde de mesure 12. Les éléments de connexion électrique 13a sont typiquement des fils électriques ou encore des pistes conductrices déposées sur un support.
Dans l’exemple de la , il existe plusieurs sondes de mesures 12 qui sont ainsi connectées chacune séquentiellement à un unique dispositif de traitement de signal 13. Un multiplexeur 50 est ainsi employé pour permettre la connexion séquentielle. Cela permet d’avoir un dispositif moins onéreux et compact.
Dans l’exemple de la , le dispositif de mesure de mouvement 10 comprend plusieurs sondes de mesure 12 et plusieurs dispositifs de traitement de signal 13. Chaque dispositif de traitement de signal 13 est ainsi connecté à une seule des sondes de mesure 12. Cela permet d’obtenir des mesures plus rapidement.
Dans un exemple de réalisation, tout ou partie de chaque élément de connexion électrique 13a est entouré par un écran 13b conducteur d’électricité de sorte à former une cage de Faraday pour ledit élément de connexion électrique 13a. Cet arrangement permet de limiter les perturbations sur les mesures. L’écran peut être plan ou tridimensionnel comme par exemple de forme cylindrique.
Dans un exemple illustré sur les figures 2, 21 et 22, le ou les éléments de connexion électrique 13a sont formés dans un plan de connexion. L’écran 13b est alors composé d’au moins deux plaques 13ba planes et conductrices d’électricité ; le plan de connexion étant agencé entre les deux plaques 13ba. L’écran 13b peut, alternativement ou de façon additionnelle, être formé de façon à entourer, au moins dans le plan de connexion, le ou les éléments de connexion 13a. Cela permet de diminuer les perturbations sur les mesures.
Dans un exemple illustré sur la , plusieurs dispositifs de traitement de signal 13 sont agencés de façon radiale par rapport aux plaques 13ba. Cela permet un gain en compacité.
Comme illustré sur la , les sondes de mesure 12 sont entourées en partie par un écran de sonde 13bc qui est un conducteur électrique. Un isolant électrique peut être agencé entre la sonde de mesure et l’écran de sonde qui l’entoure. L’écran de sonde 13bc est configuré pour former une cage de Faraday pour ladite sonde de mesure 12. Pour ce faire, il peut entourer en partie la sonde de mesure 12 et être maintenu à un potentiel donné. L’écran de sonde 13bc est également configuré pour être au même potentiel électrique que l’écran 13b de l’élément de connexion électrique 13a qui est connecté à ladite au moins une sonde 12. En d’autres termes, l’écran de sonde 13bc d’une sonde de mesure donnée 12 peut être connecté électriquement à l’écran 13b de l’élément de connexion électrique 13a à laquelle la sonde de mesure 12 est reliée. L’écran 13b et l’écran de sonde 13bc peuvent être formés dans un même conducteur électrique et de façon continue.
Dans tous les modes de réalisations, le dispositif de traitement de signal 13 comprend un dispositif suiveur 14 maintenant le potentiel électrique de chaque écran de sonde 13bc au même potentiel électrique que la sonde de mesure 12 respective. Cela permet de limiter les perturbations sur les mesures issues des sondes de mesure. Lorsqu’un écran est présent autour d’un élément de connexion électrique 13a connecté à une sonde de mesure, le dispositif suiveur maintient le potentiel électrique de l’écran de l’élément de connexion électrique égal au potentiel de l’écran de sonde.
Le dispositif de traitement de signal 13 est en outre configuré pour déterminer une caractéristique électrique associée à chaque capacité électrique créée lorsque le dispositif de mesure de mouvement est agencé au niveau du palier 11. En fonction de la configuration du dispositif de traitement de signal 13, la caractéristique électrique en question est une valeur d’une tension électrique aux bornes de ladite capacité électrique ou une valeur proportionnelle à ladite capacité électrique.
Dans un exemple compatible avec tous les modes de réalisations, les éléments de connexion électrique 13a sont agencés, dans leur partie située entre chaque sonde de mesure 12 respective et le ou les traitements de signal 13, dans une nappe 15. Cet exemple est illustré sur la . Un blindage entoure la nappe 15 pour limiter les champs parasites. Chaque élément de connexion électrique 13a est entouré par l’écran 13b respectif. Une telle nappe 15 permet un agencement compacte et robuste aux perturbations électromagnétiques.
La nappe 15 peut être agencée autour du support de sonde 20 afin de connecter chaque sonde de mesure 12 de façon compacte. Un connecteur 15a peut également être prévu pour faciliter la connexion électrique des éléments de connexion électrique 13a vers les dispositifs de traitement de signal 13.
Pour ce faire, chaque dispositif de traitement de signal 13 peut comprendre, comme illustré sur les figures 17 et 18, un oscillateur 13j générant une fréquence de référence. Cette fréquence peut être par exemple de quelques kilohertz à plusieurs centaines de mégahertz. Chaque dispositif de traitement de signal 13 comprend également, dans cet exemple, une source de courant 13c alimentée par l’oscillateur 13j. Cette source de courant peut être par exemple une source de Howland. La source de courant génère en sortie, à partir de la fréquence de référence, un courant alternatif, d’amplitude et de fréquence constantes. Ces paramètres permettront d’utiliser une détection synchrone. La source de courant 13c est en outre configurée pour appliquer le courant électrique alternatif généré, via l’élément de connexion électrique 13a respectif, à la sonde de mesure 12 à laquelle il est connecté et ce lorsque ladite sonde de mesure 12 est agencée au niveau de la première partie 11a du palier 11. Une capacité électrique respective est ainsi formée entre chaque sonde de mesure 12 et la surface de mesure 11e de la première partie 11a du palier 11. Dans cet exemple, au moins un démodulateur synchrone 13d est présent dans chaque dispositif de traitement de signal 13. Afin de baisser les coûts il serait également possible alternativement que le dispositif de mesure de mouvement ne comprenne qu’un unique démodulateur synchrone commun à tous les dispositifs de traitement de signal 13 comme cela est illustré sur la . Une entrée du démodulateur synchrone 13d est connectée à l’oscillateur 13j et au dispositif suiveur 14. Le démodulateur synchrone peut ainsi extraire la caractéristique électrique des capacités électriques, vers le dispositif de détermination de mouvement 30, lorsque le courant électrique alternatif respectif est appliqué à chaque sonde de mesure 12. Dans cet exemple, la caractéristique électrique en question est une tension alternative entre chaque sonde de mesure 12 et la surface de mesure 11e de la première partie 11a du palier 11. Dans cet exemple, du fait que le courant et la fréquence sont maintenus constant, seule la capacité électrique au niveau des sondes de mesure varie. De plus, dans cet exemple, la tension en sortie du détecteur synchrone est directement proportionnelle au déplacement de la surface de mesure et mesuré au niveau de chaque sonde de mesure 12.
Dans une alternative de l’exemple précédent illustré sur la , un seul oscillateur 13j alimente l’ensemble des dispositifs de traitement de signal 13. Cela permet de baisser les coûts de production.
Dans un exemple complémentaire, illustré sur les figures 25 et 26, la source de courant est asservie en tension. L’oscillateur 13j alimente en série, de façon optionnelle, un montage amplificateur non inverseur 13m avant d’alimenter la source de courant 13c qui est préférentiellement une source de courant d’Howland. L’intensité du courant en sortie de la source de courant est obtenue en mesurant au moyen d’un amplificateur d’instrumentation G2 la tension efficace aux bornes de la résistance placée en sortie de la source de courant R. Cette tension est ensuite convertie en tension continue au moyen du circuit VRMSqui alimente en série un montage suiveur. La tension ainsi générée est réinjectée dans l’oscillateur 13j de sorte à former une boucle d’asservissement 13k. Ce montage permet de garder la source de courant stable en amplitude tout en augmentant la fréquence de référence.
Dans un autre exemple de configuration du dispositif de traitement de signal 13 illustré sur la , chaque dispositif de traitement de signal 13 comprend un montage amplificateur différentiel 40. L’entrée inverseuse du montage amplificateur différentiel est connectée au moins au dispositif suiveur et, via l’élément de connexion électrique 13a respectif, à au moins une des sondes de mesure 12. Le montage amplificateur différentiel est configuré de sorte à délivrer, lorsqu’il est alimenté par une tension d’entrée alternative, et lorsque au moins une sonde de mesure 12 est agencée au niveau de la première partie 11a du palier 11, une valeur proportionnelle à la capacité électrique formée entre ladite sonde de mesure 12 et la surface de mesure 11e. Ce montage peut remplacer le montage avec la source de courant et l’oscillateur de l’exemple de la . Ainsi un tel montage peut être utilisé alternativement avec plusieurs sondes de mesure 12 par l’intermédiaire d’un multiplexeur. Alternativement, ce montage peut également être utilisé en remplacement de la source de courant et de l’oscillateur lorsque que plusieurs dispositifs de traitement de signal 13 sont utilisés comme sur la . Avec ce montage amplificateur différentiel, la tension en sortie du montage amplificateur est directement proportionnelle à la capacité au niveau des sondes de mesure.
Dans tous les modes de réalisation, le dispositif de mesure de mouvement 10 comprend un dispositif de détermination de mouvement 30 de la surface de mesure 11e de la première partie 11a du palier 11. Ce dispositif de détermination de mouvement 30 est configuré pour déduire, à partir de la caractéristique électrique de chaque capacité électrique déterminée par le dispositif de traitement de signal 13 et à partir d’une sensibilité prédéterminée de chaque sonde de mesure 12, un mouvement 10 de la surface de mesure 11e de la première partie 11a du palier 11, au niveau de chaque sonde de mesure 12. Le dispositif de détermination de mouvement 30 comprend par exemple un convertisseur analogique numérique pour permettre un traitement facilité des données.
Dans l’exemple faisant appel à une ou des sources de courant, il est possible de déterminer les déplacements de la surface de mesure et d’en déduire des forces ou charges appliquées sur le palier lorsqu’il est en mouvement et ce grâce aux calculs explicités ci-dessous.
Le courant maintenu constant pour alimenter les sondes de mesure 12 est calculé suivant :
La sensibilité d’une sonde de mesure est définie par l’expression suivante :
I est le courant fourni par la source de courant, f est la fréquence de référence, ɛ0, ɛrsont les permittivités du vide et relative et S est la surface active de chaque sonde. La sensibilité est constante sur toute l'étendue de mesure. La surface active S de la sonde est déterminée, au moyen de la théorie de Hertz, par la géométrie du contact élément roulant bague fixe et de l'amplitude de la charge transmise. La permittivité relative dépend du milieu diélectrique (Air = 1, téflon = 2 par exemple). A partir de la mesure de la tension entre la sonde de mesure 12 et la surface de mesure du palier 11 il est possible d’avoir accès au déplacement de la surface de mesure.
Ainsi, le dispositif de détermination de mouvement 30, en analysant les variations dans le temps de la tension des sondes de mesure, et grâce à l’équation ci-dessous, en déduit un déplacement dide la surface de mesure au niveau de chaque sonde i.
Comme illustré sur la , il est ainsi possible de déterminer un mouvement, grâce au dispositif de mesure de mouvement.
Il est également possible d’en déduire les forces radiales statiques Fr,i(les équations qui suivent ne représentent pas les vecteurs associés) exercées par les éléments roulants sur la surface de mesure du palier au niveau des sondes de mesure i avec l’équation suivante :
Kmécaest la raideur du matériau du palier 11. Elle peut être déterminée par simulation au préalable ou donnée par le fabricant du palier 11.
La tension Vsonde,iportée par la sonde i est reliée aux déplacements de la surface de mesure di. Ces déplacements de la surface de mesure sont dus aux charges radiales transmises par les éléments roulants. Les charges radiales transmises par les éléments roulants sur la bague fixe ont des origines diverses :
- Les charges statiques Fr,i, statiques;
- Les charges dynamiques Fr,i, dynamiques(balourds, faux rond, désalignement de paliers) ;
- Des chocs extérieurs Fr,i, choc ext(broche de machines-outils du aux contacts outil-pièce) ;
- Des chocs intérieurs Fr,i, choc int(défauts mécaniques du roulement, de boîte de vitesse).
Sur la , il est possible d’identifier la signature des éléments roulants sous chaque sonde i.
Sur la , apparaît la signature en tension des éléments roulants sous la sonde i modulée en amplitude par des forces dynamiques et/ou des chocs comme c’est le cas dans une machine tournante. Comme montré sur la , l’analyse graphique permet à partir des mesures de variation de tension, de remonter à ces différents termes suivant l’équation suivante :
[Math. 6] )
Le premier terme permet d’accéder à la charge externe statique Fr,i statique.
Le deuxième terme permet d’accéder aux forces dynamiques périodiques à la fréquence de rotation de l’arbre de la machine tournante comme des balourds, faux ronds, désalignement de paliers.
Les troisièmes et quatrièmes termes permettent d’analyser les chocs comme l’écaillage sur les roulements, sur les billes ou les bagues ou bien l’écaillage sur des composants internes comme les dentures d’engrenages mais également de mesurer les chocs comme lors d’un usinage.
Dans l’exemple illustré sur les figures 25 et 26 où la source de courant est asservie, la tension Uinest reliée à la tension d’alimentation de l’oscillateur Vrefet aux résistances RSet Rppar l’admittance H (C) de la source de courant.
G1 étant le gain du montage amplificateur non inverseur situé en entrée de la source de courant de Howland, G2 étant le gain de l’amplificateur d’instrumentation mesurant la tension aux bornes de Rpet x étant un paramètre lié à un facteur de pleine échelle de l’oscillateur (par exemple égal à 18). Ainsi une variation relative de la tension Uin, qui alimente les sondes de mesure, et qui serait supérieure à 60% n’entraînera qu’une variation relative du courant Ipalimentant la sonde de mesure inférieure à 0,25%. Cela permet une mesure précise des déplacements de la surface de mesure.
Dans l’exemple de réalisation illustré sur la et mettant en œuvre un montage amplificateur différentiel, la tension en sortie du montage amplificateur Vsi est directement proportionnelle à la capacité au niveau de la sonde de mesure. Il est ainsi possible de relier la tension mesurée Vsi en sortie du montage à la capacité au niveau des sondes par l’équation suivante :
Vinest la tension d’entrée du montage amplificateur différentiel, cette tension est alternative de fréquence f. R1 et R2 sont les valeurs des résistances dans le montage différentiel. L’homme du métier pourra ajuster ces valeurs. Dans un exemple, R1= 1 MΩ ; R2= 10 MΩ ; Vin = 1 V, f = 104Hz ce qui donne C = 3,55 pf. A partir de la capacité ainsi mesurée, il est ensuite possible d’accéder au déplacement dide la surface de mesure au niveau de chaque sonde i par l’équation suivante :
ɛ0, ɛrsont les permittivités du vide et relative du matériau agencé entre la sonde et la surface de mesure et S est la surface active de chaque sonde de mesure i.
A partir des déplacements diainsi déterminés il est possible, à l’aide des équations données pour l’exemple précédent, de remonter aux charges radiales subies par le palier.
L’invention porte également sur un système de mesure de mouvement comprenant un dispositif de mesure de mouvement 10 tel que décrit précédemment ainsi que le palier 11 au niveau duquel le dispositif de mesure de mouvement est agencé. Le système de mesure de mouvement est destiné à mesurer des mouvements du palier 11. Le système de mesure de mouvement comprend non seulement le dispositif de mesure de mouvement 10 mais également le palier 11 au niveau duquel le dispositif de mesure de mouvement 10 est agencé. Le dispositif de mesure de mouvement ainsi que le palier 11 sont similaires à leur description faite aux paragraphes précédents.
Un tel système de mesure de mouvement permet de mesurer précisément les charges statiques ou dynamiques ainsi que les chocs qui ont lieu par exemple sur un arbre d’entraînement d’une machine tournante.

Claims (21)

  1. Dispositif de mesure de mouvement (10) destiné à mesurer des mouvements d’un palier (11) ;
    le palier (11) comprenant :
    - une première partie (11a) cylindrique s’étendant radialement autour d’un axe longitudinal,
    - une deuxième partie (11b) configurée pour être mobile en rotation, par rapport à la première partie (11a), et autour de l’axe longitudinal ;
    la deuxième partie (11b) étant apte à guider un arbre en rotation selon l’axe longitudinal;
    - des éléments roulants (11c) confinés dans un espace intermédiaire défini entre les première et deuxième parties (11b, 11c) de sorte à se mouvoir, par frottement avec les première et deuxième parties (11b, 11c), lorsque l’arbre est en rotation;
    la première partie (11a) du palier (11) ayant une surface de mesure (11e) apte à être déformée au niveau où les éléments roulants (11c) sont présents ;
    le dispositif de mesure de mouvement (10) comprenant en outre :
    - au moins une sonde de mesure (12) apte à être agencée au niveau de la première partie (11a) du palier (11) et apte à former une capacité électrique respective avec la surface de mesure (11e) de la première partie (11a) du palier (11) lorsqu’une tension ou un courant sont appliqués à la sonde de mesure (12);
    ladite au moins une sonde de mesure (12) étant entourée en partie par un écran de sonde (13bc) qui est conducteur électrique ;
    l’écran de sonde (13bc) étant configuré pour former une cage de Faraday pour ladite au moins une sonde de mesure (12) ;
    - au moins un dispositif de traitement de signal (13) connecté électriquement, via un élément de connexion électrique (13a) respectif, à ladite au moins une sonde de mesure (12) ; le dispositif de traitement de signal (13) étant configuré pour appliquer une tension ou un courant à ladite au moins une sonde de mesure (12) ;
    le dispositif de traitement de signal (13) comprenant un dispositif suiveur (14) maintenant le potentiel électrique de chaque écran de sonde (13bc) au même potentiel électrique que la sonde de mesure (12) respective ;
    le dispositif de traitement de signal (13) étant en outre configuré pour déterminer une caractéristique électrique associée à chaque capacité électrique; la caractéristique électrique étant choisie parmi une valeur d’une tension électrique aux bornes de ladite capacité électrique et une valeur proportionnelle à ladite capacité électrique ;
    - un dispositif de détermination de mouvement (30) de la surface de mesure (11e) de la première partie (11a) du palier (11) configuré pour déduire, à partir de la caractéristique électrique de chaque capacité électrique déterminée par le dispositif de traitement de signal (13) et à partir d’une sensibilité prédéterminée de chaque sonde de mesure (12), un mouvement (10) de la surface de mesure (11e) de la première partie (11a) du palier (11), au niveau de chaque sonde de mesure (12).
  2. Dispositif de mesure de mouvement (10) selon la revendication 1, dans lequel au moins la surface de mesure (11e) de la première partie (11a) du palier (11) est connectée à une masse électrique.
  3. Dispositif de mesure de mouvement (10) selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel chaque dispositif de traitement de signal (13) comprend :
    - un oscillateur (13j) générant une fréquence de référence ;
    - une source de courant (13c) alimentée par l’oscillateur (13j) et générant en sortie, à partir de la fréquence de référence, un courant alternatif, d’amplitude et de fréquence constantes ;
    la source de courant (13c) étant en outre configurée pour appliquer ledit courant électrique alternatif, via l’élément de connexion électrique (13a) respectif, à la sonde de mesure (12) à laquelle il est connecté, lorsque ladite au moins une sonde (12) est agencée au niveau de la première partie (11a) du palier (11), de sorte à former la capacité électrique respective entre ladite sonde de mesure (12) et la surface de mesure (11e) de la première partie (11a) du palier (11) ;
    - au moins un démodulateur synchrone (13d), dont une entrée est connectée à l’oscillateur (13j) et au dispositif suiveur (14), et configuré pour extraire la caractéristique électrique, vers le dispositif de détermination de mouvement (30), lorsque le courant électrique alternatif respectif est appliqué à chaque sonde de mesure (12) ;
    la caractéristique électrique étant une tension alternative entre ladite au moins une sonde de mesure (12) et la surface de mesure (11e) de la première partie (11a) du palier (11).
  4. Dispositif de mesure de mouvement (10) selon la revendication 3, dans lequel la source de courant (13c) est une source de Howland.
  5. Dispositif de mesure de mouvement (10) selon la revendication 4, dans lequel la source de courant (13c) est asservie en tension.
  6. Dispositif de mesure de mouvement (10) selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel chaque dispositif de traitement de signal (13) comprend un montage amplificateur différentiel (40) dont l’entrée inverseuse est connectée au moins au dispositif suiveur et, via l’élément de connexion électrique (13a) respectif, à au moins une de ladite au moins une sonde de mesure (12) ;
    le montage amplificateur différentiel étant configuré de sorte à délivrer, lorsqu’il est alimenté par une tension d’entrée alternative, et lorsque ladite au moins une sonde de mesure (12) est agencée au niveau de la première partie (11a) du palier (11), une valeur proportionnelle à la capacité électrique formée entre ladite sonde de mesure (12) et la surface de mesure (11e) de la première partie (11a) du palier (11).
  7. Dispositif de mesure de mouvement (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel tout ou partie de chaque élément de connexion électrique (13a) est entouré par un écran (13b), conducteur d’électricité, de sorte à former une cage de Faraday pour l’élément de connexion électrique (13a) respectif ;
    l’écran (13b) étant configuré pour être au même potentiel électrique que l’écran de sonde (13bc) entourant la sonde de mesure (12) connectée à l’élément de connexion électrique (13a) respectif.
  8. Dispositif de mesure de mouvement (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel l’élément de connexion électrique (13a) est formé dans un plan de connexion et l’écran (13b) est composé d’au moins deux plaques (13ba) planes et conductrices d’électricité ; le plan de connexion étant agencé entre les deux plaques (13ba).
  9. Dispositif de mesure de mouvement (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, comprenant plusieurs sondes de mesure (12) aptes à être maintenues de manière fixe par rapport à la première partie (11a) du palier (11) lorsqu’elles sont agencées au niveau de la première partie (11a) du palier (11), et disposées dans un support de sonde (20) de sorte que les sondes de mesure (12) soient à une même distance de la surface de mesure (11e) de la première partie (11a) du palier (11).
  10. Dispositif de mesure de mouvement (10) selon la revendication 9, dans lequel le support de sonde (20) est en matériau isolant électriquement.
  11. Dispositif de mesure de mouvement (10) selon la revendication 10, dans lequel le support de sonde (20) est en matière souple.
  12. Dispositif de mesure de mouvement (10) selon la revendication 9 dans lequel le support de sonde (20) est en matière conductrice d’électricité ; les sondes de mesure (12) étant isolées électriquement du support de sonde (20).
  13. Dispositif de mesure de mouvement (10) selon l’une quelconque des revendications 8 à 12, dans lequel le support de sonde (20) est maintenu de manière fixe entre un logement externe et la première partie (11a) du palier (11).
  14. Dispositif de mesure de mouvement (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 13, dans lequel au moins un matériau diélectrique est agencé entre ladite au moins une sonde de mesure (12) et la surface de mesure (11e) de la première partie (11a) du palier (11) lorsque ladite au moins une sonde de mesure (12) est agencée au niveau de la première partie (11a) du palier (11).
  15. Dispositif de mesure de mouvement (10) selon l’une des revendications 1 à 8, comprenant une pluralité de sondes de mesure (12), aptes à être maintenues de manière fixe par rapport à la première partie (11a) du palier (11) lorsqu’elles sont agencées au niveau de la première partie (11a) du palier (11), et disposées dans des logements (11f) formés à l’intérieur de la première partie (11a) du palier (11) de sorte que les sondes de mesure (12) soient à une même distance de la surface de mesure (11e) de la première partie (11a) du palier (11).
  16. Dispositif de mesure de mouvement (10) selon la revendication 15 dans lequel ladite au moins une sonde de mesure (12) est apte à être isolée électriquement de la première partie (11a) du palier (11) lorsque ladite sonde de mesure (12) est agencée au niveau de la première partie (11a) du palier (11).
  17. Dispositif de mesure de mouvement (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 16, comprenant plusieurs sondes de mesure (12) et un unique dispositif de traitement de signal (13), le dispositif de traitement de signal (13) étant connecté séquentiellement à chacune des sondes de mesure (12) à l’aide d’un multiplexeur (50).
  18. Dispositif de mesure de mouvement (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 16, comprenant plusieurs sondes de mesure (12) et plusieurs dispositifs de traitement de signal (13), chaque dispositif de traitement de signal (13) étant connecté à une seule des sondes de mesure (12).
  19. Dispositif de mesure de mouvement (10) selon la revendication 18, dans lequel un seul oscillateur (13j) alimente l’ensemble des dispositifs de traitement de signal (13).
  20. Dispositif de mesure de mouvement (10) selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel le dispositif de mesure de mouvement (10) comprend plusieurs dispositifs de traitement de signal (13) comprenant chacun :
    - un oscillateur (13j) générant une fréquence de référence ;
    - une source de courant (13c) alimentée par l’oscillateur (13j) et générant en sortie, à partir de la fréquence de référence, un courant alternatif, d’amplitude et de fréquence constantes ;
    la source de courant (13c) étant en outre configurée pour appliquer ledit courant électrique alternatif, via l’élément de connexion électrique (13a) respectif, à la sonde de mesure (12) à laquelle il est connecté, lorsque ladite au moins une sonde (12) est agencée au niveau de la première partie (11a) du palier (11), de sorte à former la capacité électrique respective entre ladite sonde de mesure (12) et la surface de mesure (11e) de la première partie (11a) du palier (11) ;
    le dispositif de mesure de mouvement (10) comprenant un unique démodulateur synchrone (13d), dont une entrée est connectée à l’oscillateur (13j) et à au moins un des dispositifs suiveurs (14) d’au moins un des dispositifs de traitement de signal (13), et configuré pour extraire la caractéristique électrique, vers le dispositif de détermination de mouvement (30), lorsque le courant électrique alternatif respectif est appliqué à chaque sonde de mesure (12) ;
    la caractéristique électrique étant une tension alternative entre ladite au moins une sonde de mesure (12) et la surface de mesure (11e) de la première partie (11a) du palier (11).
  21. Système de mesure de mouvement comprenant un dispositif de mesure de mouvement (10), selon l’une quelconque des revendications 1 à 20, destiné à mesurer des mouvements d’un palier (11), le système de mesure de mouvement comprenant le palier (11) ;
    le palier (11) comprenant :
    - une première partie (11a) cylindrique s’étendant radialement autour d’un axe longitudinal,
    - une deuxième partie (11b) configurée pour être mobile en rotation, par rapport à la première partie (11a), et autour de l’axe longitudinal ;
    la deuxième partie (11b) étant apte à guider un arbre en rotation selon l’axe longitudinal;
    - des éléments roulants (11c) confinés dans un espace intermédiaire défini entre les première et deuxième parties (11b, 11c) de sorte à se mouvoir, par frottement avec les première et deuxième parties (11b, 11c), lorsque l’arbre est en rotation;
    la première partie (11a) du palier (11) ayant une surface de mesure (11e) apte à être déformée au niveau où les éléments roulants (11c) sont présents ;
    le système de mesure de mouvement (10) comprenant:
    - au moins une sonde de mesure (12) agencée au niveau de la première partie (11a) du palier (11) et formant une capacité électrique respective avec la surface de mesure (11e) de la première partie (11a) du palier (11) lorsqu’une tension ou un courant sont appliqués à la sonde de mesure (12) ;
    ladite au moins une sonde de mesure (12) étant entourée en partie par un écran de sonde (13bc) qui est conducteur électrique ;
    l’écran de sonde (13bc) étant configuré pour former une cage de Faraday pour ladite au moins une sonde de mesure (12) ;
    - au moins un dispositif de traitement de signal (13) connecté électriquement, via un élément de connexion électrique (13a) respectif, à ladite au moins une sonde de mesure (12) ;
    le dispositif de traitement de signal (13) comprenant un dispositif suiveur (14) maintenant le potentiel électrique de chaque écran de sonde (13bc) au même potentiel électrique que la sonde de mesure (12) respective ;
    le dispositif de traitement de signal (13) étant configuré pour déterminer une caractéristique électrique associée à chaque capacité électrique; la caractéristique électrique étant choisie parmi une valeur d’une tension électrique aux bornes de ladite capacité électrique et une valeur proportionnelle à ladite capacité électrique ;
    - un dispositif de détermination de mouvement (30) de la surface de mesure (11e) de la première partie (11a) du palier (11) configuré pour déduire, à partir de la caractéristique électrique de chaque capacité électrique déterminée par le système de traitement de signal (13) et à partir d’une sensibilité prédéterminée de chaque sonde de mesure (12), un mouvement (10) de la surface de mesure (11e) de la première partie (11a) du palier (11), au niveau de chaque sonde de mesure (12).
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