WO1986005273A1 - Dispositif optique de detection d'effort, procede de mesure d'effort au moyen dudit dispositif et leur application a une balance - Google Patents

Dispositif optique de detection d'effort, procede de mesure d'effort au moyen dudit dispositif et leur application a une balance Download PDF

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WO1986005273A1
WO1986005273A1 PCT/FR1986/000071 FR8600071W WO8605273A1 WO 1986005273 A1 WO1986005273 A1 WO 1986005273A1 FR 8600071 W FR8600071 W FR 8600071W WO 8605273 A1 WO8605273 A1 WO 8605273A1
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fiber
fibers
relative
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PCT/FR1986/000071
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Jacques Noel
Jean-Claude Bocquet
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Sopha Praxis
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    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
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    • G01L1/243—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet the material being an optical fibre using means for applying force perpendicular to the fibre axis
    • G01L1/245—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet the material being an optical fibre using means for applying force perpendicular to the fibre axis using microbending
    • G—PHYSICS
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    • Y10S177/00—Weighing scales
    • Y10S177/06—Photoelectric

Definitions

  • the present invention relates to an optical force detection device, to a force measurement method using this device and to their application to a balance.
  • optical force detection devices involving the deformation of a light conductor of the optical fiber type make it possible to perform a stress measurement applied to a fiber by attenuation of the light intensity transmitted from the made of the modification of the conditions of propagation of light in the fiber due to this deformation.
  • Devices of the strain gauge type using the above-mentioned property of an optical fiber have been described in particular in American patent US 4 163 397 or in European patent application 0 082 820.
  • the devices as described in the aforementioned documents require the implementation of an additional mechanical structure added for example to the periphery of the fiber in order to allow the application of periodic forces and deformations over the length of the fiber, the measurement of the total force applied to the fiber being in direct relation to the attenuation of the intensity of the light transmitted by the fiber subjected to deformation. If this type of device does indeed allow a measurement of the stress or force exerted on the fiber, it does not however authorize the simple implementation of a device capable of carrying out a weighing measurement under the usual operating conditions required for accuracy. , fidelity and precision required for this type of measuring device, or even a device likely to allow a two-dimensional reading of the forces or stresses exerted on a surface, ie a reading of the pressure map.
  • the object of the present invention is to use an optical force detection device capable of allowing the measurement of a force or a mass under the usual conditions required for weighing.
  • Another object of the present invention is the implementation of an optical device allowing a pressure card reading to be carried out on a determined test area or surface.
  • Another object of the present invention is the implementation of a force measurement method or pressure card reading on a test area or surface determined using the device of the invention.
  • the optical force detection device comprises at least one optical fiber arranged so as to form a network.
  • Light emitting means arranged at one end, called the input end, of the fiber or fibers and light receiving means arranged at the other end, called the output end, of the fiber or fibers make it possible to deliver information relating to the light intensity transmitted by the network fiber (s) and a corresponding measure of the effort.
  • the method of recording the forces applied at a plurality of points of a test area using the device of the invention consists in placing the network made up of a plurality of fibers of the device of the invention on the area of 'trial. A zero state of the system for each point i, j intersection of the fibers is written in memory in the absence of test constraint applied to the test area and the network.
  • the test stress being applied to the network and the test area, the relative force values Fi, Rj delivered by the detector associated with each optical fiber of order i, j in a first and a second direction are memorized.
  • the relative force Pij applied at each point of coordinates i, j intersection of the fibers of order i and of order j of the first and the second direction of the network is determined by means of a linear combination of the type where m, n being the number of fibers *
  • the invention finds application in weighing devices, stress measurement devices applied on left surfaces, in the industry of manufacturing hollow bodies, tanks, shells, parts formed by stamping, testing of hollow bodies subjected to their walls. internal to periodic or substantially periodic efforts and in particular mechanical systems used in robotics or even the specialized shoe industry.
  • FIGS. 3a and 3b represent a detailed perspective view of an element of FIG. 1b
  • FIG. 4 represents a detailed diagram of an element of FIG. 1a or 1b
  • FIG. 5 represents a device of the invention more particularly suitable for weighing
  • FIG. 6a represents a device of the invention more particularly suitable for establishing a reading or map of pressures exerted on a test area or surface
  • FIG. 6b represents a detailed diagram illustrating a method of pressure measurement by means of a device of the invention as shown in FIG. 6a.
  • the device of the invention comprises at least one optical fiber 1 arranged so as to form a network 2.
  • Light emitting means referenced E are arranged at one end of the optical fiber or fibers and light receiving means referenced R are arranged at the other end of the fiber, said outlet end of the fiber or fibers.
  • the receiving means R are capable of delivering information relating to the light intensity transmitted by the network fiber (s) and a corresponding measurement of the applied force.
  • each mesh of the network being delimited by two weft lines i and two successive warp lines j, respectively, the lines warp and weft being formed by the fiber or fibers spaced at a determined pitch p.
  • Network 2 includes m, n lines.
  • the spacing step p of the warp and / or weft lines is taken equal to kx ⁇ / 2 where ⁇ represents the critical spatial period of the mechanical disturbance capable of coupling the groups of neighboring propagation modes in the fiber considered and k an integer> 1.
  • ⁇ represents the critical spatial period of the mechanical disturbance capable of coupling the groups of neighboring propagation modes in the fiber considered and k an integer> 1.
  • the value k can be taken as variable within determined value limits.
  • the value of the parameter is given by the Fields formula or relation: ⁇ ⁇ 2 ⁇ a / (2 ⁇ ) 1/2, for an optical fiber with a refractive index gradient, relation in which a is the radius of the fiber core, being the refractive index of the envelope of the optical fiber and n the refractive index of the fiber core respectively.
  • the first fiber network 2 is formed from a single fiber folded in successive offset windings, a group of windings being formed according to the same direction of rotation, for example the direction of rotation trigonometric , then a second successive group of windings then being formed in the same direction of rotation, opposite the first and so on.
  • the number of groups having been chosen in a first direction the fiber is then bent in a second direction, for example perpendicular to the first in order to form a second arrangement of groups of windings extending in this second direction.
  • the ends of the fiber thus networked can then be connected to the light emitter E and the light receiver R. A light signal being emitted by the transmitter
  • FIGS. 2a, 2b, 2c and 3a, 3b Different embodiments of the network 2 will now be described by means of FIGS. 2a, 2b, 2c and 3a, 3b.
  • the optical fiber or fibers are arranged so as to form a network made up of weft lines and warp lines, the weft lines i being superimposed on the lines of chain j or vice versa.
  • the respective views are shown in section along the frame line of order i and the warp line of order j respectively.
  • it can be embedded in a layer of silicone elastomer material.
  • the elastomeric material may for example consist of a material available on the market and known under the trademark "Rhodorsil” distributed by the company Rhone-Poulenc. This material allows, in a way, the production of a network element in the form of a mat on the faces of which upper 20 and lower 21 plates can be arranged and secured by gluing to ensure protection.
  • the upper 20 and lower 21 plates can for example be made of a neoprene material, a synthetic or natural fiber.
  • the material 22 coating the network 2 of optical fibers can consist of a cellular material of the polyurethane foam type.
  • the density of the cellular material and consequently its elasticity is chosen so as to establish a range of sensitivity of the network provided with its coating of cellular material, the density of this material and therefore its elasticity determining in fact the attenuation efforts or constraints applied to the network.
  • the coating material is of the solid type material, as in the case of polyurethane foam, the coating of the network can be carried out by overmolding.
  • the network 2 can be constituted by fibers and / or knitted or woven son. Examples of knitted or woven network embodiments are shown in Figures 2b.1, 2b.2, 2c.1, 2c.2 and in Figure 3b. As shown in Figure 2b.1 each frame line i is superimposed on each chain line j and vice versa on each mesh or not of the network. This superposition can be carried out either in a single direction of the network as shown in Figures 2b.1, 2c.1 or in two directions of the network, as shown in Figures 2b.2, 2c.2 and 3b of the drawings. In addition, in FIGS.
  • optical fibers of warp or weft can be replaced by a filiform element whose only role is to allow the application of the force on the weft or warp lines formed, them, by optical fibers, the network then being thus form.
  • the optical fibers used for the production of the networks as described above can be either single-mode or multi-mode fibers with index gradient or index jump and for example plastic fibers with a diameter between 25 tenths of a millimeter and a millimeter, or quartz silica fibers with a diameter of one tenth of a millimeter.
  • plastic fibers 25 tenths of a millimeter in diameter to form the network, it is possible to obtain a final structure as shown in FIG. 2a or 2c, the thickness of which does not exceed 7 to 8 millimeters.
  • An embodiment of the emitters E and receivers R will now be given with the description of FIG. 4.
  • the light emitting means E can be constituted by one or more light-emitting diodes.
  • the light receiving means are themselves constituted by one or more photoconductive diodes, photodiodes 40, provided with a detection device 41. It goes without saying that the nature of the diodes used for the emission of light determines according to the optical characteristics of the fiber or fibers used, the geometric parameters of the network. Thus, for one or more light emitting diodes emitting in the near infrared range, the critical period ⁇ is 9.81 mill ⁇ meters for a plastic fiber with a diameter of 1 millimeter.
  • the light-emitting diode (s) and the photodiodes (40) are enclosed in a light-tight housing 400, in which the end of the fiber, the output end of the network 2, is embedded in so as to ensure adequate illumination of the photodiode 40.
  • the detection device 41 comprises in cascade connected a low-pass filter 410 and an analog-digital converter 412 as well as a display 413.
  • the low-pass filter 41 (1 is connected to the load resistor 401 of the diode 40, which is further supplied by a bias voltage + Vcc via an adjustable resistor 402.
  • the display 413 can for example be constituted by a seven-segment display or by a liquid crystal display system.
  • the detection device 41 also includes a taring or zero adjustment device.
  • a differential amplifier 411 inserted between the low-pass filter 410 and the analog-to-digital converter 412 and the positive input of which is connected to the output of the low-pass filter 410.
  • the negative input of the differential amplifier is connected to a zero adjustment potentiometer 417, itself connected to two voltages of opposite sign + Vcc, -VCC.
  • a neutral fiber is provided, referenced N in FIG. 4, to ensure a calibration or calibration of the zero of the device according to the optical state of the system.
  • neutral fiber is meant a fiber of the same kind and from the same manufacturing batch as the fiber or fibers used for the realization of the network but not subjected to stresses.
  • the neutral fiber N receives in input illumination a fraction of the illumination generated by the light emitting diode or diodes of the network by means for example of a simple optical system not shown in the drawings so as not to overload them.
  • the neutral fiber N delivers from a clean light receiver 415, also enclosed in a sealed housing 4150, a zero calibration signal Cz at the negative input of the differential amplifier.
  • the neutral fiber system makes it possible in particular to guard against either the inevitable aging of the components constituting the optical fibers, or to authorize a supply of all of the electronic circuits from a source of autonomous DC voltage despite the drops in level of tension of the latter inherent in their aging with a sufficient degree of measurement accuracy over time.
  • the device shown in this figure is particularly well suited as a weighing device. It comprises in particular a network made up of a mat 51 as previously described and a housing 52 comprising a light transmitter and receiver and the associated detection circuit as previously described.
  • the display 413 of FIG. 4 appears on the upper face of the housing 52 at the level of a window 520.
  • a zero adjustment button 521 also appearing on the upper face of the housing, allows the user to adjust the zero by the potentiometer 417 control.
  • the type of device described in FIG. 5 appears particularly well suited to domestic use, the belt 51 forming a network whose overall thickness does not exceed 7 millimeters, which can for example be inserted under the carpet or the carpet of a living room.
  • the device comprises a network 2 consisting of a plurality of m warp lines in a first direction and n weft lines in a second direction.
  • a network 2 consisting of a plurality of m warp lines in a first direction and n weft lines in a second direction.
  • the first and second directions have been shown perpendicular.
  • Each warp line or weft line consists of an independent optical fiber provided with its light emitting means referenced E i , E j and its receiving and detector means referenced Q i , Q j .
  • Dynamic storage means 62, 63 allow the relative force values Fi, Rj delivered by the detector associated with each to be stored in memory optical fiber of order i, j in the first respectively second direction.
  • read / write means, memorization means 62, 63 above and calculation means 65 make it possible to calculate the relative force applied at each point of the network of coordinates i, j of the first respectively second direction of the network. , according to a linear combination of the measurements delivered by the receivers Q i , Q j of the form
  • n and n being the number of warp and weft lines respectively.
  • the reading / writing means of the storage means 62, 63 and the means of calculating the relative force applied to the network can for example be constituted by a central computer 65.
  • a central computer 65 in order to ensure the connection of the receivers Q i , Q j to the corresponding memories 63, 62, of the multiplexer systems i denoted 61 and multiplexers j denoted 60 are also provided.
  • These multiplexers controlled by the central computer 65 allow the sequential connection of all the receivers Q i , Q j and the recording in the corresponding memories, memories i, 63, memories j, 62 at determined addresses of attenuation values or in consequence of effort given by the aforementioned detectors.
  • the central computer 65 can be provided with a keyboard of the computer keyboard type, with a television monitor making it possible to display at the option of the operator, the measurement results, from auxiliary memories making it possible to store in the central memory of the computer any program for processing the data measured by the receivers Q i, Q j .
  • the aforementioned receivers can be reduced for each to a photodiode, a low-pass filter and an analog-digital converter as previously described in the context of FIG. 4.
  • the multiplexers 60 and 61 can be digital multiplexers or switching circuits normally commercially available.
  • the memories 62, 63 can normally be memories of the RAM memory type, addressable memories, which can be read, written, erased at will. They may or may not be integrated into the central computer 65.
  • a method of recording the forces applied at a plurality of points of a test area by means of a device as described in particular in FIG. 6a, will be described in connection with this figure as well as with FIG. 6b.
  • the method consists in placing the network 2 of the device of the invention on the test area. In the absence of a test constraint applied to the test area and therefore to the network 2, a zero state of the system is written into memory for each point of coordinates i, j intersection of the optical fibers of the order network. corresponding.
  • the network 2 of the device as described is particularly suitable for a stress measurement application on a left surface due on the one hand to the small thickness dimensions of the network, the latter for the application considered which can naturally be formed by means of optical fibers made of silica quartz with a diameter of the order of one tenth of a millimeter, the total thickness after coating the network of fibers being less than two millimeters.
  • the transmitters Ei, Ej and the receivers Q i , Q j have been shown in close proximity to the network 2 for practical reasons of drawing. It is quite obvious that the transmitters and receivers can on the contrary be arranged far from this network in order to leave to the latter any property of maneuverability and ease of handling for applications on the most diverse left surfaces.
  • network 2 thus appears as sensitive skin capable of detecting any information of pressure or stress and its location.
  • the test stress is then applied to the area and the network 2 and the relative force values Fi, Rj delivered by each detector or receiver in the first respectively second direction are stored.
  • the relative force Pij applied at each point of coordinates i, j intersection of the fibers of order i and of order j of the first respectively second direction of the network is then determined by calculation according to the relation
  • the calculation of the relative force Pij involving only conventional arithmetic operations is advantageously carried out by means of a program stored in the central computer.
  • the values of relative effort Fi, Rj can be normalized with respect to the greatest value of relative effort delivered by the detectors prior to the phase consisting in determining the relative effort Pij.
  • normalized force value we mean force value expressed in reduced magnitude compared to the largest of the force values which consequently is taken arbitrarily equal to 1, the other values being expressed relative to this- this.
  • the method consists in placing the network 2 of the apparatus on a support area A greater than the test area S on which the constraints are applied.
  • the support and test areas have been shown, the test area S being represented at the level of the interlocking of two complementary surfaces of a tool for example.
  • the test area S is thus defined for any point on the network 2 with coordinates u, v such that 1 ⁇ u ⁇ n; 1 ⁇ v ⁇ m.
  • a zero state defining the initial state of the system is written into the memories i, j, 62, 63 mentioned above.
  • the values of relative effort Fi, Rj delivered by each detector associated with each optical fiber of order i, j are then stored in memories i, j, 62, 63 relative to the first and second directions of the network.
  • a standard force fi 0 , j 0 of known determined value is applied at a point or at least one point with coordinates i 0 , j 0 of the network such that i c ⁇ u and j 0 ⁇ v or vice versa i 0 ⁇ u and j 0 ⁇ v, that is to say at a point on the network 2 outside the test area S.
  • the new values of relative effort Fi 0 , Rj 0 delivered by the detector associated with each optical fiber of order i 0 , respectively j 0 in the first respectively second direction are then stored in addresses different from the previous addresses used to store the values of effort in the absence of standard constraint.
  • the different absolute force values ei, j of the entire network and of the test area S are then obtained from the new relative force values Fi 0 , Rj 0 in the presence of the standard constraint, of the value of the standard effort fi 0 , j 0 and of the previously memorized values of relative effort Fi, Rj by linear combination of these values.
  • the aforementioned device can be used for example as a sensitive element of a keyboard of the computer keyboard type on which the corresponding position of the keys allows the corresponding addressing in XY of these and consequently a coding of symbols or alphanumeric characters according to the codes currently used in the field of transmission or processing some information.
  • the device and method which are the subject of the invention are not limited to the single embodiment described, in particular corresponding devices using sensitive skin as previously described can advantageously be used in the field of robotics for the production of organs gripping in particular.

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Abstract

Dispositif et procédé optique de détection d'effort. Le dispositif comprend au moins une fibre optique (1) disposée de manière à former un réseau (2). Des moyens émetteurs de lumière (E) disposés à une extrémité de la fibre et des moyens récepteurs (R) disposés à l'autre extrémité permettent de délivrer une information relative à l'intensité lumineuse transmise par la ou les fibres en présence d'effort et une mesure correspondante de celui-ci. Application aux appareils de pesée et des relevés de cartes de pression.

Description

DISPOSITIF OPTIQUE DE DETECTION D '(EFFORT,
PROCEDE DE MESURE D'EFFORT AU MOYEN DUDIT DISPOSITIF
ET LEUR APPLICATION A UNE BALANCE
La présente invention est relative à un dispositif optique de détection d'effort, à un procédé de mesure d'effort au moyen de ce dispositif et à leur application à une balance. A l'heure actuelle, des dispositifs optiques de détection d'effort mettant en jeu la déformation d'un conducteur de lumière du type fibre optique permettent d'effectuer une mesure de contrainte appliquée sur une fibre par atténuation de l'intensité lumineuse transmise du fait de la modification des conditions de propagation de la lumière dans la fibre due à cette déformation. Des dispositifs du type jauge de contraintes utilisant la propriété précitée d'une fibre optique ont été décrits notamment dans le brevet américain US 4 163 397 ou dans la demande de brevet européen 0 082 820. Les dispositifs tels que décrits dans les documents précités nécessitent la mise en oeuvre d'une structure mécanique additionnelle rapportée par exemple à la périphérie de la fibre afin de permettre l'application d'efforts et de déformations périodiques sur la longueur de la fibre, la mesure de l'effort total applique sur la fibre étant en relation directe de l'atténuation de l'intensité de la lumière transmise par la fibre soumise à déformation. Si ce type de dispositif permet effectivement une mesure de la contrainte ou effort exercé sur la fibre, il n'autorise cependant pas la mise en oeuvre simple d'un dispositif capable d'effectuer une mesure de pesée dans les conditions opératoires habituelles requises de justesse, de fidélité et de précision requises pour ce type d'appareils de mesure, ni même d'un dispositif susceptible de permettre un relevé bidimensionnel des efforts ou contraintes exercées sur une surface, soit un relevé de carte de pression.
La présente invention a pour but la mise en oeuvre d'un dispositif optique de détection d'effort susceptible de permettre la mesure d'un effort ou d'une masse dans les conditions habituelles requises pour la pesée.
Un autre objet de la présente invention est la mise en oeuvre d'un dispositif optique permettant d'effectuer un relevé de carte de pression sur une aire ou surface d'essai déterminée.
Un autre objet de la présente invention est la mise en oeuvre d'un procédé de mesure d'effort ou de relevé de carte de pression sur une aire ou surface d'essai déterminée au moyen du dispositif de l'invention.
Le dispositif optique de détection d'effort selon l'invention comporte au moins une fibre optique disposée de manière à former un réseau. Des moyens émetteurs de lumière disposés à une extrémité, dite d'entrée, de la ou des fibres et des moyens récepteurs de lumière disposés à l'autre extrémité, dite de sortie, de la ou des fibres permettent de délivrer une information relative à l'intensité lumineuse transmise par la ou les fibres du réseau et une mesure correspondante de l'effort.
Le procédé de relevé des efforts appliqués en une pluralité de points d'une aire d'essai au moyen du dispositif de l'invention consiste à disposer le réseau constitué d'une pluralité de fibres du dispositif de l'invention sur l'aire d'essai. Un état zéro du système pour chaque point i, j intersection des fibres est inscrit en mémoire en l'absence de contrainte d'essai appliquée sur l'aire d'essai et le réseau. La contrainte d'essai étant appliquée sur le réseau et l'aire d'essai, les valeurs d'effort relatif Fi, Rj délivrées par le détecteur associé à chaque fibre optique d'ordre i, j dans une première et une deuxième direction sont mémorisées. L'effort relatif Pij appliqué en chaque point de coordonnées i,j intersection des fibres d'ordre i et d'ordre j de la première et de la deuxième direction du réseau est déterminé au moyen d'une combinaison linéaire du type
Figure imgf000005_0002
dans laquelle m, n étant le nombre de fibres *
Figure imgf000005_0001
L'invention trouve application dans les appareils de pesée, les appareils de mesure de contraintes appliquées sur des surfaces gauches, dans l'industrie de fabrication de corps creux, réservoirs, coques, pièces formées par emboutissage, essai de corps creux soumis sur leurs parois internes à des efforts périodiques ou sensiblement périodiques et notamment systèmes mécaniques utilisés en robotique ou même industrie de la chaussure spécialisée.
Application peut également être trouvée dans tout système dans lequel tout effort engendrant un déplacement d'un élément positionné selon un système de coordonnées dans un plan doit être détecté, cette détection donnant une mesure de ladite position. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description et à l'observation des dessins ci-après dans lesquels : - les figures 1a et 1b représentent un dispositif selon l'invention respectivement selon un mode de réalisation simple et selon un mode de réalisation plus élaboré, - les figurres 2a, 2b et 2c représentent un détail de réalisation des dispositifs objet de l'invention selon une coupe de 1a figure lb,
- les figures 3a et 3b représentent une vue détaillée en perspective d'un élément de 1a figure 1b,
- 1a figure 4 représente un schéma détaillé de réalisation d'un élément de 1a figure 1a ou 1b,
- 1a figure 5 représente un dispositif de l'invention plus particulièrement adapté à la pesée,
- 1a figure 6a représente un dispositif de l'invention plus particulièrement adapté pour l'établissement d'un relevé ou carte de pressions exercées sur une aire ou surface d'essai, - 1a figure 6b représente un schéma détaillé illustratif d'un procédé de mesure de pression au moyen d'un dispositif de l'invention tel que représenté en figure 6a.
Dans l'ensemble des figures précitées, les cotes et dimensions relatives des différents éléments n'ont pas été respectées afin de ne pas nuire à la clarté de leur représentation.
Une description du principe du dispositif optique de détection d'effort selon l'invention sera tout d'abord donnée à partir des figures 1a et 1b. Le dispositif de l'invention comprend au moins une fibre optique 1 disposée de manière à former un réseau 2. Des moyens émetteurs de lumière référencés E sont disposés à une extrémité de la ou des fibres optiques et des moyens récepteurs de lumière référencés R sont disposés à l'autre extrémité de la fibre dite extrémité de sortie de la ou des fibres. Les moyens récepteurs R sont aptes à délivrer une information relative à l'intensité lumineuse transmise par la ou les fibres du réseau et une mesure correspondante de l'effort appliqué.
Par ré
Figure imgf000007_0002
seau, il faut entendre par exemple une simple boucle constituée par un élément de fibre replié présentant un point d'intersection, formant contact, des éléments repliés ou toute combinaison d'une ou plusieurs fibres et de fils formant contact magnétique avec les fibres disposées de manière à former un arrangement constituant un réseau maillé régulier ou non ainsi que représenté en figure lb. Sur la figure lb, le réseau maillé 2 objet de l'invention, a été représenté dans un mode de réalisation particulier non limitatif, chaque maille du réseau étant délimitée par deux lignes de trame i et deux lignes de chaîne j succéssives respectivement, les lignes de chaîne et de trame étant constituées par la ou les fibres espacées selon un pas p déterminé. Le réseau 2 comprend m, n lignes.
Le pas d'espacement p des lignes de chaîne et/ou de trame est pris égal à k x λ/2 où λ représente la période spatiale critique de la perturbation mécanique susceptible de coupler les groupes de modes de propagation voisins dans la fibre considérée et k un entier > 1. Pour un même réseau, la valeur k peut être prise variable dans des limites de valeur déterminées. Pour une fibre donnée, la valeur du paramètre est donnée par la formule ou relation de Fields : λ ≈ 2 π a/ (2∆) 1/2, pour une fibre optique à gradient d'indice de réfraction, relation dans laquelle a est le rayon du noyau de la fibre, etant l'indice de refraction
Figure imgf000007_0001
de l'enveloppe de la fibre optique et n l'indice de réfraction du noyau de fibre respectivement.
Selon le mode de réalisation représenté figure 1b, 1e réseau 2 de fibre est constitué à partir d'une seule fibre repliée en enroulements successifs décalés, un groupe d'enroulements étant formé selon un même sens de rotation, par exemple le sens de rotation trigonométrique, puis un deuxième groupe successif d'enroulements étant ensuite formé selon un même sens de rotation, opposé au premier et ainsi de suite. Le nombre de groupes ayant été choisi selon une première direction, la fibre est ensuite recourbée dans une deuxième direction par exemple perpendiculaire à la première afin de former un deuxième arrangement de groupes d'enroulements s 'étendant selon cette deuxième direction. Les extrémités de la fibre constituée ainsi en réseau peuvent alors être reliées à l'émetteur E et au récepteur R de lumière. Un signal lumineux étant émis par l'émetteur
E la propagation de celui-ci dans la fibre constituée en réseau est modifiée par tout champ de contraintes appliquées sur le réseau, conformément à la théorie correspondante de l'interaction entre les déformations appliquées à la fibre et l'atténuation de l'intensité transmise du signal lumineux sous l'effet de ces déformations. Pour une étude théorique de ces interactions, on pourra se reporter à l'étude publiée par A.J/Barlow, J.J. Ramskov Hansen et D.N. Payne intitulée "Biréfringence and polarisation mode-dispersion in spun single-mode fibres" (vol. 20, page 2962, septembre 1981) .
Différents modes de réalisation du réseau 2 seront maintenant décrits au moyen des figures 2a, 2b, 2c et 3a, 3b. Ainsi que représenté en figure 2a.1, figure 2a.2 et figure 3a, la ou les fibres optiques sont disposées de manière à former un réseau constitué de lignes de trame et de lignes de chaîne, les lignes de trame i étant superposées aux lignes de chaîne j ou réciproquement. Sur les figures 2a.1 et 2a.2, les vues respectives sont représentées en coupe selon respectivement la ligne de trame d'ordre i et la ligne de chaîne d'ordre j. Afin d'assurer la tenue mécanique de l'ensemble du réseau 2, celui-ci peut être noyé dans une couche de matériau élastomère au silicône. Le matériau élastomère peut par exemple être constitué par un matériau disponible dans le commerce et connu sous la marque de fabrique "Rhodorsil" distribué par la société Rhone-Poulenc. Ce matériau permet en quelque sorte la réalisation d'un élément de réseau en forme de tapis sur les faces duquel des plaques supérieure 20 et inférieure 21 peuvent être disposées et assujetties par collage pour en assurer la protection. Les plaques supérieure 20 et inférieure 21 peuvent par exemple être constituées par un matériau néoprène, une fibre synthétique ou naturelle.
Selon un autre mode de réalisation, le matériau 22 enrobant le réseau 2 de fibres optiques peut être constitué par un matériau alvéolaire du type mousse de polyuréthane. Dans ce dernier cas, la densité du matériau alvéolaire et en conséquence son élasticité est choisie de manière à établir une plage de sensibilité du réseau muni de son enrobage de matériau alvéolaire, la densité de ce matériau et donc son élasticité déterminant en fait l'atténuation des efforts ou contraintes appliquées sur le réseau. Dans les deux cas précités, que le matériau d'enrobage soit du matériau de type massif, comme dans le cas dé la mousse polyuréthane, l'enrobage du réseau peut être effectué par surmoulage.
Selon un mode de réalisation préférentiel, le réseau 2 peut être constitué par des fibres et/ou des fils tricotés ou tissés. Des exemples de réalisar tion de réseau tricoté ou tissé sont représentés en figures 2b.1, 2b.2, 2c.1, 2c.2 et en figure 3b. Ainsi que représenté en figure 2b.1 chaque ligne de trame i est superposée à chaque ligne de chaîne j et réciproquement à chaque maille ou pas du réseau. Cette superposition peut être effectuée soit selon une seule direction du réseau ainsi que représenté en figures 2b.1, 2c.1 ou bien suivant les deux directions du réseau, ainsi que représenté en figures 2b.2, 2c.2 et 3b des dessins. En outre, sur les figures 2c.1, 2c.2, un réseau muni de sa couche d'enrobage 22 et de ses plaques supérieure 20 et inférieure 21 a été représenté. Les fibres optiques de chaîne ou de trame peuvent être remplacées par un élément filiforme ayant pour seul rôle de permettre l'application de l'effort sur les lignes de trame ou de chaîne constituées, elles, par des fibres optiques, le réseau étant alors ainsi formé.
Les fibres optiques utilisées pour la réalisation des réseaux tels que décrits précédemment peuvent être soit des fibres monomodes ou multi-modes à gradient d'indice ou à saut d'indice et par exemple des fibres plastiques de diamètre compris entre 25 dixièmes de millimètre et un millimètre, soit des fibres en quartz de silice de diamètre un dixième de millimètre. Lors de l'utilisation de fibres plastiques de 25 dixièmes de millimètre de diamètre pour constituer le réseau, il est possible d'obtenir une structure finale telle que représentée en figure 2a ou 2c dont l'épaisseur n'excède pas 7 à 8 millimètres. Un mode de réalisation des émetteurs E et récepteurs R sera maintenant donné avec la description de la figure 4. Les moyens émetteurs de lumière E peuvent être constitués par une ou plusieurs diodes électroluminescentes. Les moyens récepteurs de lumière sont eux-mêmes constitués par une ou des diodes photoconductrices, photodiodes 40, munies d'un dispositif de détection 41. Il va de soi que la nature des diodes utilisées pour l'émission de la lumière détermine en fonction des caractéristiques optiques de la ou des fibres utilisées, les paramètres géométriques du réseau. Ainsi, pour une ou des diodes électroluminescentes émettant dans le domaine du proche infra-rouge la période critique λ est de 9,81 mill¬- mètres pour une fibre plastique de diamètre 1 millimètre.
Ainsi que représenté sur la figure 4, la ou les diodes électroluminescentes et la ou les photodiodes 40 sont enfermées dans un boîtier 400, étanche à la lumière, dans lequel l'extrémité de la fibre, extrémité de sortie du réseau 2, est encastrée de manière à assurer une illumination convenable de la photodiode 40.
Le dispositif de détection 41 comporte connecté en cascade un filtre passe-bas 410 et un convertisseur analogique-numérique 412 ainsi qu'un afficheur 413. Le filtre passe-bas 41(1 est connecté sur la résistance de charge 401 de la diode 40, laquelle, est en outre alimentée par une tension de polarisation +Vcc par l'intermédiaire d'une résistance ajustable 402. L'afficheur 413 peut par exemple être constitué par un afficheur sept segments ou par un système d'affichage à cristaux liquides.
Afin d'assurer une très bonne précision de mesure, le dispositif de détection 41 comporte en outre un dispositif de tarage ou de réglage du zéro. Celui-ci comprend un amplificateur différentiel 411 inséré entre le filtre passe-bas 410 et le convertisseur analogique numérique 412 et dont l'entrée positive est connectée à la sortie du filtre passebas 410. L'entrée négative de l'amplificateur différentiel est reliée à un potentiomètre 417 de réglage du zéro, lui-même connecté à deux tensions de signe opposé +Vcc, -VCC. En outre, une fibre neutre est prévue, référencée N sur la figure 4, pour assurer un étalonnage ou calage du zéro de l'appareil en fonction de l'état optique du système. Par fibre neutre, on entend une fibre de même nature et issue du même lot de fabrication que la fibre ou les fibres utilisées pour la réalisation du réseau mais non soumise aux efforts de contraintes. La fibre neutre N reçoit en illumination d'entrée une fraction de l'illumination engendrée par la ou les diodes électroluminescentes du réseau au moyen par exemple d'un système optique simple non représenté aux dessins afin de ne pas surcharger ceux-ci. La fibre neutre N délivre à partir d'un récepteur de lumière propre 415, également enfermé dans un boîtier étanche 4150, un signal de calage du zéro Cz à l'entrée négative de l'amplificateur différentiel. Le système de fibre neutre permet notamment de se prémunir soit du vieillissement inévitable des composants constituant les fibres optiques, soit d'autoriser une alimentation de l'ensemble des circuits électroniques à partir d'une source de tension continue autonome malgré les baisses de niveau de tension de ces derniers inhérentes à leur vieillissement avec un degré de précision de mesure suffisant dans le temps.
Un exemple d'application du dispositif de l'invention sera maintenant décrit dans le cadre d'un dispositif de pesée tel que représenté en figure 5. Le dispositif représenté à cette figure est particulièrement bien adapté comme dispositif pèse-personne. Il comporte en particulier un réseau constitué en tapis 51 ainsi que précédemment décrit et un boîtier 52 comprenant un émetteur et un récepteur de lumière et le circuit de détection associé ainsi que précédemment décrit. L'afficheur 413 de la figure 4 apparaît sur la face supérieure du boîtier 52 au niveau d'une fenêtre 520. Un bouton de réglage du zéro 521 apparaissant également sur la face supérieure du boîtier, permet à l'utilisateur le réglage du zéro par la commande du potentiomètre 417. Le type d'appareil décrit en figure 5 apparaît particulièrement bien adapté à une utilisation domestique, le tapis 51 formant réseau dont l'épaisseur hors-tout ne dépasse pas 7 millimètres, pouvant être par exemple inséré sous le tapis ou la moquette d'une pièce d'habitation.
Un autre dispositif conformément à l'invention spécialement adapté pour permettre un relevé des efforts relatifs ou carte de pression appliqués en une pluralité de points d'une aire d'essai sera maintenant décrit en relation avec la figure 6a. Selon cette figure, le dispositif comporte un réseau 2 constitué d'une pluralité de m lignes de chaîne dans une première direction et de n lignes de trame dans une deuxième direction. Pour commodité sur la figure 6a, la première et la deuxième directions ont été représentées perpendiculaires. Chaque ligne de chaîne ou ligne de trame est constituée par une fibre optique indépendante munie de ses moyens émetteurs de lumière référencés Ei, Ej et de ses moyens récepteurs et détecteurs référencés Qi, Qj . Des moyens de mémorisation dynamique 62, 63 permettent une mise en mémoire des valeurs d'efforts relatifs Fi, Rj délivrées par le détecteur associé à chaque fibre optique d'ordre i, j dans la première respectivement deuxième direction. En outre, des moyens de lecture/écriture, des moyens de mémorisation 62, 63 précités et des moyens de calcul 65 permettent de calculer l'effort relatif appliqué en chaque point du réseau de coordonnées i, j de la première respectivement deuxième direction du réseau, selon une combinaison linéaire des mesures délivrées par les récepteurs Qi , Qj de la forme
Figure imgf000014_0001
m et n étant le nombre de lignes de chaîne et de lignes de trame respectivement.
Sur la figure 6a, les moyens de lecture/ écriture des moyens de mémorisation 62, 63 et les moyens de calcul de l'effort relatif appliqué sur le réseau peuvent par exemple être constitués par un calculateur central 65. De plus, afin d'assurer la liaison des récepteurs Qi , Qj aux mémoires correspondantes 63, 62, des systèmes multiplexeurs i notés 61 et multiplexeurs j notés 60 sont également prévus. Ces multiplexeurs pilotés par le calculateur central 65 permettent la connexion séquentielle de tous les récepteurs Qi, Qj et l'inscription dans les mémoires correspondantes, mémoires i, 63, mémoires j, 62 à des adresses déterminées des valeurs d'atténuation ou en conséquence d'effort données par les détecteurs précités. Le calculateur central 65 peut être muni d'un clavier du type clavier d'ordinateur, d'un moniteur de télévision permettant d'afficher au gré de l'opérateur les résultats de mesure, de mémoires auxiliaires permettant d'emmagasiner en mémoire centrale du calculateur tout programme de traitement des données mesurées par les récepteurs Qi, Qj. Les récepteurs précités peuvent se réduire pour chacun à une photodiode, un filtre passe-bas et un convertisseur analogique-numérique tels que précédemment décrits dans le cadre de la figure 4. Les multiplexeurs 60 et 61 peuvent être des multiplexeurs ou circuits d'aiguillage numériques normalement disponibles dans le commerce. Les mémoires 62, 63 peuvent normalement être des mémoires de type mémoires RAM, mémoires adressables, pouvant être lues, inscrites, effacées à volonté. Elles peuvent être ou non intégrées au calculateur central 65.
Un procédé de relevé des efforts appliqués en une pluralité de points d'une aire d'essai au moyen d'un dispositif tel que décrit notamment en figure 6a, sera décrit en liaison avec cette figure ainsi qu'avec la figure 6b. Le procédé consiste à disposer le réseau 2 du dispositif de l'invention sur l'aire d'essai. En l'absence de contrainte d'essai appliquée sur l'aire d'essai et donc sur le réseau 2, un état zéro du système est inscrit en mémoire pour chaque point de coordonnées i, j intersection des fibres optiques du réseau d'ordre correspondant. On comprend en effet que le réseau 2 du dispositif tel que décrit est particulièrement adapté pour une application de mesure de contrainte sur une surface gauche en raison d'une part des faibles dimensions d'épaisseur du réseau, celui-ci pour l'application considérée pouvant naturellement être constitué au moyen de fibres optiques en quartz de silice de diamètre de l'ordre de un dixième de millimètre, l'épaisseur totale après enrobage du réseau de fibres étant inférieur à deux millimètres. Sur la figure 6a, les émetteurs Ei, Ej et les récepteurs Qi, Qj ont été représentés à proximité immédiate du réseau 2 pour des raisons pratiques de réalisation du dessin. II est bien évident que les émetteurs et récepteurs peuvent au contraire être disposés loin de ce réseau afin de laisser à celui-ci toute propriété de maniabilité et de facilité de manipulation pour les applications sur les surfaces gauches les plus diverses. En particulier, le réseau 2 apparaît ainsi comme une peau sensible capable de détecter toute information de pression ou de contrainte et sa localisation. La contrainte d'essai est ensuite appliquée sur l'aire et le réseau 2 et les valeurs d'effort relatif Fi, Rj délivrées par chaque détecteur ou récepteur dans la première respectivement deuxième direction sont mémorisées. L'effort relatif Pij appliqué en chaque point de coordonnées i, j intersection des fibres d'ordre i et d'ordre j de la première respectivement deuxième direction du réseau est ensuite déterminé par calcul selon la relation
Figure imgf000016_0001
Le calcul de l'effort relatif Pij ne faisant intervenir que des opérations arithmétiques classiques est avantageusement réalisé au moyen d'un programme emmagas iné dans le calculateur central. En outre, bien que non nécessairement, mais de manière avantageuse, les valeurs d'effort relatif Fi, Rj peuvent être normées par rapport à la plus grande valeur d'effort relatif délivrée par les détecteurs préalablement à la phase consistant à déterminer l'effort relatif Pij. Par valeur d'effort normée, on entend valeur d'effort exprimée en grandeur réduite par rapport à la plus grande des valeurs d'effort laquelle en conséquence est prise de manière arbitraire égale à 1, les autres valeurs étant exprimées par rapport à celle-ci. Le procédé tel que précédemment décrit sera maintenant explicité dans le cas de la détermination de l'effort absolu ei,j appliqué en chaque point de coordonnées i, j, intersection des fibres optiques d'ordre i,j du réseau au moyen des figures 6a et 6b. Dans ce but, le procédé consiste à disposer le réseau 2 de l'appareil sur une aire d'appui A supérieure à l'aire d'essai S sur laquelle, les contraintes sont appliquées. Sur les figures 6a et 6b, les aires d'appui et d'essai ont été représentées, l'aire d'essai S étant représentée au niveau de l'emboitement de deux surfaces complémentaires d'un outil par exemple. L'aire d'essai S est ainsi définie pour tout point du réseau 2 de coordonnées u, v telles que 1 < u < n ; 1 < v < m. En l'absence de contrainte d'essai sur le réseau 2, un état zéro définissant l'état initial du système est inscrit dans les mémoires i,j,62, 63 précitées. La contrainte d'essai étant appliquée sur le réseau, au niveau de la seule aire d'essai S, les valeurs d'effort relatif Fi, Rj délivrées par chaque détecteur associé à chaque fibre optique d'ordre i, j sont alors mémorisées dans les mémoires i,j,62, 63 relativement aux première et deuxième directions du réseau. La contrainte d'essai étant maintenue, un effort étalon fi0 , j0 de valeur déterminée connue est appliqué en un point ou au moins un point de coordonnées i0 , j0 du réseau telles que ic ∈ u et j0 ∈ v ou réciproquement i0 ∈ u et j0 ∈ v, c'est-à-dire en un point du réseau 2 extérieur à l'aire d'essai S. Les nouvelles valeurs d'effort relatif Fi0 , Rj0 délivrées par le détecteur associé à chaque fibre optique d'ordre i0 , respectivement j0 dans la première respectivement deuxième direction sont alors mises en mémoire à des adresses différentes des adresses précédentes utilisées pour mémoriser les valeurs d'effort en l'absence de contrainte étalon. Les différentes valeurs d'effort absolu ei,j de l'ensemble du réseau et de l'aire d'essai S sont ensuite obtenues à partir des nouvelles valeurs d'effort relatif Fi0 , Rj0 en présence de la contrainte étalon, de la valeur de l'effort étalon fi0 , j0 et des valeurs précédemment mémorisées d'effort relatif Fi, Rj par combinaison linéaire de ces valeurs.
Il est évident que la contrainte d'effort étalon doit être appliquée en un point dont les coordonnées correspondent à l'ordre d'une des fibres soumise à la contrainte d'essai c'est-à-dire traversant l'aire d'essai ainsi que représenté sur la figure 6a. Cependant, afin d'obtenir une simplification des calculs et donc des programmes permettant leur mise en oeuvre, il peut paraître avantageux d'exercer la contrainte étalon en un point correspondant à la fibre sur laquelle la valeur d'effort mesurée par le détecteur est maximum. La détermination de l'ordre, c'est-à-dire du numéro d'ordre de la fibre correspondante peut être effectuée par un programme capable de choisir la plus grande des valeurs d'effort Fi ou Rj mémorisée dans les mémoires 62, 63. Ces programmes classiques dans le traitement des données, ne seront pas décrits car ils ne font appel qu'à des connaissances normales de l'homme du métier en matière de traitement de données. On a ainsi décrit une variante de réalisation d'un dispositif et d'un procédé de l'invention permettant l'ensemble des applications précédemment indiquées dans la présente description. En ce qui' concerne l'application d'un dispositif tel que représenté en figure 6a, pour la localisation du mouvement d'un élément positionné en XY dans un plan de référence, le dispositif précité peut être utilisé par exemple comme élément sensible d'un clavier du type clavier d'ordinateur sur lequel la position correspondante des touches permet l'adressage correspondant en XY de celles-ci et en conséquence un codage de symboles ou caractères alphanumériques selon les codes actuellement utilisés dans le domaine de la transmission ou du traitement de l'information.
Le dispositif et le procédé objet de l'invention ne sont pas limités au seul mode de réalisation décrit, en particulier des dispositifs correspondants utilisant une peau sensible telle que précédemment décrite peuvent avantageusement être utilisés dans le domaine de la robotique pour la réalisation d'organes de préhension notamment.

Claims

REVENDICATIONS
1. - Dispositif optique de détection d'effort, caractérisé en ce qu'il comporte :
- au moins une fibre optique (1) disposée de manière à former un réseau (2) ,
- des moyens émetteurs de lumière (E) disposés à une extrémité, dite extrémité d'entrée, de la ou des fibres et des moyens récepteurs de lumière (R) disposés à l'autre extrémité, dite extrémité de sortie, de la ou des fibres, lesdits moyens récepteurs (R) étant aptes à délivrer une information relative à l'intensité lumineuse transmise par la ou les fibres du réseau et une mesure correspondante de l'effort.
2. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la ou lesdites fibres sont disposées de manière à former un réseau maillé régulier, chaque maille du réseau étant délimitée par deux lignes de trame (i) et deux lignes de chaîne (j) successives respectivement constituées par la ou les fibres espacées selon un pas déterminé.
3. - Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le pas d'espacement des lignes de chaîne et de trame est égal à k x -4— où k est un entier ≧ 1 et où λ représente la période critique de la perturbation mécanique susceptible de coupler les groupes de modes de propagation voisins, λ = 2 π a/(2 ∆)1/2, dans laquelle : a est le rayon du noyau de la fibre, 2 Δ = (1 - n0 2/nc 2), no étant l'indice de réfraction de l'enveloppe de la fibre optique et n l'indice de réfraction du noyau de fibre respectivement.
4. - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite ou lesdites fibres optiques sont disposées de manière à former un réseau constitué de lignes de trame et de lignes de chaîne, les lignes de chaîne (j) étant superposées aux lignes de trame (i) ou réciproquement.
5. - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4 précédentes, caractérisé en ce que la ou lesdites fibres sont tricotées ou tissées.
6. - Dispositif selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que chaque ligne de trame (i) est superposée à chaque ligne de chaîne (j) et réciproquement à chaque maille ou pas du réseau.
7. - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens émetteurs de lumière sont constitués par une ou plusieurs diodes électroluminescentes, lesdits moyens récepteurs de lumière étant constitués par une ou des photodiodes (40) munies d'un dispositif de détection (41) .
8. - Dispositif selon la revendication
7, caractérisé en ce que le dispositif de détection (41) comporte, connectés en cascade, un filtre passebas (410) , un convertisseur analogique numérique (412) et un afficheur (413).
9. - Dispositif selon la revendication
8, caractérisé en ce que ledit dispositif de détection (41) comporte en outre un dispositif de tarage ou réglage du zéro comprenant :
- un amplificateur différentiel (411) inséré entre le filtre passe-bas (410) et le convertisseur analogique numérique (412) et dont l'entrée positive est connectée à la sortie du filtre passe-bas (410) , l'entrée négative de ce même amplificateur différentiel étant reliée à un potentiomètre (417) de réglage du zéro,
- une fibre neutre- (N) recevant en illumination d'entrée une fraction de l'illumination engendrée par la ou les diodes électroluminescentes du réseau et délivrant à partir d'un récepteur de lumière propre (415) un signal de calage du zéro (CZ) à l'entrée négative de l'amplificateur différentiel.
10. - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7 précédentes, caractérisé en ce que dans le but d'effectuer un relevé des efforts relatifs appliqués en une pluralité de points d'une aire d'essai ledit dispositif comporte :
- un réseau constitué d'une pluralité de m lignes de chaînes dans une première direction et de n lignes de trames dans une deuxième direction, chaque ligne de chaîne ou ligne de trame étant constituée par une fibre optique indépendante munie de ses moyens émetteurs de lumière et de ses moyens récepteurs et détecteurs,
- des moyens de mémorisation dynamique des valeurs d'effort relatif Fi, Rj délivrées par le détecteur associé à chaque fibre optique d'ordre i, j, dans la première respectivement deuxième direction,
- des moyens de lecture/écriture des moyens de mémorisation et des moyens de calcul de l'effort relatif appliqué en chaque point du réseau de coordonnées i, j de la première, respectivement deuxième direction du réseau selon la relation :
Figure imgf000022_0001
11. - Procédé de relevé des efforts appliqués en une pluralité de points d'une aire d'essai au moyen d'un dispositif selon la revendication 10 précédente, caractérisé en ce qu'il consiste : a) à disposer lei réseau (2) du dispositif sur l'aire d'essai, b) à inscrire en mémoire pour chaque point de coordonnées i, j un état zéro en l'absence de contrainte d'essai appliquée sur l'aire d'essai et le réseau (2) , c) à appliquer la contrainte d'essai sur l'aire et le réseau et à mémoriser les valeurs d'effort relatif Fi, Rj délivrées par le détecteur associé à chaque fibre optique d'ordre i, j dans la première respectivement deuxième direction, d) à déterminer l'effort relatif Pij appliqué en chaque point de coordonnées i, j intersection des fibres d'ordre i et d'ordre j de la première respectivement deuxième direction du réseau selon la relation
Figure imgf000023_0001
12. - Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que, préalablement à la phase consistant à déterminer l'effort relatif appliqué en chaque point de coordonnées i , j du réseau, les valeurs d'effort relatif Fi, Rj sont normées par rapport à la plus grande valeur d'effort relatif délivrée par le ou les détecteurs.
13. - Procédé selon l'une des revendications 11 ou 12 précédentes, caractérisé en ce que dans le but de déterminer l'effort absolu ei,j appliqué en chaque point de coordonnées i, j intersection des fibres optiques d'ordre i, j du réseau, ledit procédé consiste : a) à disposer ledit réseau de l'appareil sur une aire d'appui supérieure à l'aire d'essai sur laquelle les contraintes sont appliquées, ladite aire d'essai étant ainsi définie pour tout point du réseau de coordonnées u, v telles que 1 < u < n ; 1 < v < m, b) à inscrire en mémoire pour chaque point i, j du réseau, en l'absence de contrainte d'essai, un état zéro définissant l'état initial du système, c) à appliquer la contrainte d'essai sur le réseau, au niveau de l'aire d'essai, et à mémoriser les valeurs d'effort relatif Fi, Rj délivrées par le détecteur associé à chaque fibre optique d'ordre i,j dans la première respectivement deuxième direction, d) la contrainte d'essai étant maintenue, à appliquer en au moins un point de coordonnées i0 ,j0 du réseau telles que i0 ∉ u et j0 ∈ v ou i0 ∈ u et j0 ∉ v, c'est-à-dire en un point du réseau extérieur à l'aire d'essai, un effort étalon déterminé fi0 , j0 et à mémoriser les nouvelles valeurs d'effort relatif Fi0 , Rj0 délivrées par le détecteur associé à chaque fibre optique d'ordre i0 respectivement j0 dans la première respectivement deuxième direction, e) à déterminer à partir des nouvelles valeurs d'effort relatif Fi0 , Rj0 et de la valeur de l'effort étalon fi0 , j0 les différentes valeurs d'effort absolu ei, j de l'ensemble du réseau et de l'aire d'essai par combinaison linéaire de ces valeurs.
14. - Appareil de pesée comprenant un dispositif optique de détection d'effort selon l'une des revendications 1 à 9 précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un réseau de fibres optiques constitué en un tapis (51) et un boîtier (52) muni d'une fenêtre d'affichage (520) et d'un bouton de tarage (521).
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