WO2007080290A2 - Dispositif de capteur de deplacement - Google Patents

Abstract

Dispositif de capteur de déplacement comprenant un circuit imprimé (24) comprenant plusieurs couches, et deux électrodes de mesure (31 , 32) disposées sur des faces externes du circuit imprimé (24) en vue de former deux condensateurs avec une électrode externe correspondante, les capacités des deux condensateurs variant de façon antagoniste de telle sorte qu'une mesure différentielle des deux capacités soit représentative du déplacement relatif entre les électrodes de mesure et les électrodes externes.

Description

Dispositif de capteur de déplacement.

La présente invention concerne le domaine des dispositifs capteurs capacitifs destinés à détecter de façon précise un déplacement.

La présente invention concerne le domaine de la détection et de la mesure de la charge appliquée à un logement de palier dont une partie mobile est déplaçable par rapport à une partie fixe sous l'effet de la charge. Le logement permet la détection de la charge appliquée sur ledit palier en fonctionnement ou à l'arrêt.

Le document FR 2 863 706 décrit un dispositif de mesure de charge sur un palier pour machine à laver, comprenant des condensateurs pourvus d'un isolant dont l'épaisseur peut varier en fonction de la charge et d'un moyen de mesure de la capacité du condensateur, la capacité étant représentative de la charge appliquée perpendiculairement sur les électrodes, l'une des électrodes étant formée par une des bagues du palier. Ce dispositif fonctionne de façon satisfaisante. Toutefois, dans certaines applications, il est souhaitable de bénéficier d'une précision de mesure élevée selon au moins une direction perpendiculaire à l'axe du roulement et par conséquent de bénéficier d'une variation d'entrefer plus importante et d'une hystérésis négligeable. Par ailleurs, les zones de captage comprennent des pièces ou des parties de pièces dont les coefficients de dilatation thermique sont différents. Il en résulte, lors de variations de température, des dilatations différentielles dans la zone de détection susceptibles de provoquer des variations d' entrefer qui vont perturber les mesures effectuées car elles seront interprétées comme des variations de charge. Ce phénomène est d' autant plus pénalisant que la précision recherchée est élevée. L'invention a notamment pour but de remédier aux défauts évoqués ci-dessus.

L'invention vise une mesure de charge fiable, économique, compacte et précise, basée sur la mesure des déplacements dus à des déformations du logement sous la charge.

Le dispositif de capteur de déplacement de type capacitif, comprend un circuit imprimé comprenant plusieurs couches, et deux électrodes de mesure disposées sur des faces externes opposées du circuit imprimé formant deux condensateurs avec une électrode externe correspondante, les capacités des deux condensateurs variant de façon antagoniste de telle sorte qu'une mesure différentielle des deux capacités soit représentative du déplacement relatif entre les électrodes de mesure et les électrodes externes. On peut ainsi réaliser une mesure différentielle réduisant les imprécisions et l'influence de facteurs externes. Les électrodes de mesure disposées sur des faces externes opposées du circuit imprimé présentent un faible encombrement et un positionnement précis et économique.

Le circuit imprimé peut comprendre plusieurs couches en sandwich. Dans un mode de réalisation, les électrodes de mesure comprennent des pistes conductrices du circuit imprimé. Les électrodes de mesure sont compactes et peu coûteuses.

Dans un mode de réalisation, le circuit imprimé comprend des électrodes de garde entourant les électrodes de mesure. On forme ainsi un blindage électromagnétique.

Dans un mode de réalisation, les électrodes de garde sont disposées au même potentiel que les électrodes de mesure. Dans un mode de réalisation, le dispositif comprend un circuit intégré de conditionnement de signal. Le circuit intégré peut être disposé sur le circuit imprimé.

Dans un mode de réalisation, le circuit intégré et les électrodes sont reliés par des pistes du circuit imprimé, lesdites pistes étant entourées par des pistes de garde. On réduit ainsi l'influence de parasites externes sur la liaison entre le circuit intégré et les électrodes.

Dans un mode de réalisation, le dispositif comprend un moyen de mesure de déplacement.

Dans un mode de réalisation, le dispositif comprend un moyen de mesure de charge mécanique.

Dans un mode de réalisation, le circuit imprimé comprend une pluralité de couches conductrices et de couches isolantes. Les électrodes peuvent être formées par des couches conductrices sur deux faces opposées du circuit imprimé. Un circuit intégré de traitement du signal peut être monté sur le circuit imprimé sur une desdites faces au voisinage de l'électrode.

Le dispositif de capteur de déplacement peut être disposé dans un logement pour roulement. Le logement peut être pourvu d'une partie interne configurée pour supporter un roulement, d 'une partie externe servant à la fixation du logement sur un ensemble mécanique. La partie interne est reliée à la partie externe par au moins deux éléments de liaison déformables, de telle sorte que la partie interne puisse se déplacer par rapport à la partie externe sous l'action d'une charge appliquée sur ledit roulement. Le dispositif comprend un moyen de détection du déplacement de l'une des parties, interne ou externe, par rapport à l' autre partie, externe ou interne, sous l'action d'une charge appliquée sur ledit roulement. Les éléments de liaison sont capables de se déformer élastiquement dans une plage de charge appliquée suffisamment large pour l'application considérée, et ce avec une hystérésis négligeable.

La somme des produits de l'épaisseur par le coefficient de dilatation thermique des éléments produisant une variation positive de l'entrefer entre les électrodes est égale à la somme des produits de l'épaisseur par le coefficient de dilatation thermique des éléments produisant une variation négative de l'entrefer. On parvient ainsi à une compensation des variations de l'entrefer. Dans un mode de réalisation, le dispositif étant symétrique par rapport à un plan passant par un axe géométrique dudit dispositif, le produit du coefficient de dilatation thermique de la partie fixe et de la distance entre le plan et une face de la partie fixe est égal à la somme du produit du coefficient de dilatation thermique de la partie mobile et de la distance entre le plan et une face de la partie mobile et du produit du coefficient de dilatation thermique d'une première électrode et de l'épaisseur de l'électrode.

L'entrefer peut être sensiblement constant sur une plage de températures, par exemple de 0 à + 50⁰C dans le domaine de l'électroménager.

La partie fixe et la partie mobile peuvent être constituées du même matériau.

Dans un mode de réalisation, le système de détection de la charge appliquée comprend une portion de détection mobile liée rigidement à la partie interne et ainsi mobile sous l'action de la charge. La portion de détection de la partie interne est découplée de la partie externe par rapport à laquelle ladite portion de détection peut se déplacer sans contact, la partie externe comprenant une portion de détection fixe venant en regard avec la portion de détection mobile pour former au moins un entrefer avec la portion de détection mobile. Le système de détection de la charge appliquée comprend également des moyens de détection pour mesurer les déplacements de la partie interne par l'intermédiaire des variations de l'entrefer entre les portions de détection fixe et mobile.

Les portions de détection peuvent être disposées à proximité d'un plan axial de symétrie, sensiblement perpendiculaire à la charge à mesurer. Le dispositif peut comprendre au moins deux plans de symétrie perpendiculaires entre eux. Avantageusement, la partie externe, la partie interne et les éléments de liaison forment un ensemble monobloc. Ledit ensemble monobloc peut être obtenu en grande série par moulage d'un alliage métallique ou d'un matériau synthétique ayant des propriétés mécaniques, notamment d' élasticité, souhaitées pour l' application considérée. Un même moule prévu pour un ensemble monobloc peut servir à la fabrication d'ensembles monoblocs de caractéristiques élastiques différentes, selon la composition choisie du matériau, ce qui s'avère particulièrement économique.

Dans un mode de réalisation, la portion de détection fixe est rapportée à l'intérieur de la partie externe.

Grâce à l'invention, on bénéficie d'un capteur permettant une mesure simple et fiable d'un déplacement et, en association avec un logement, une mesure de la charge appliquée, en réduisant l'effet des variations thermiques nuisible à la précision. Dans un mode de réalisation de l'invention, un logement est pourvu d'un dispositif de capteur de déplacement, d'une partie interne configurée pour supporter un roulement et d'une partie externe servant à la fixation du dispositif sur un ensemble mécanique, la partie interne étant reliée à la partie externe par un moins deux éléments de liaison déformables, de telle sorte que la partie interne puisse se déplacer par rapport à la partie externe sous l'action d'une charge appliquée sur ledit élément, le déplacement de l'une des parties, interne ou externe, par rapport à l'autre partie, externe ou interne, dépendant d'une charge appliquée sur ledit élément.

La présente invention sera mieux comprise à l' étude de la description détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre d' exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels : -la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un dispositif de logement muni d'un palier monté sur un arbre ;

-la figure 2 est une vue en perspective du dispositif de logement de la figure 1 ;

-la figure 3 est une vue de détail de la figure 1 ; -la figure 4 est une vue de détail en coupe radiale du dispositif de la figure 1 ;

-les figures 5 et 6 sont des vues éclatées en perspective d'un circuit imprimé;

- la figure 7 est une vue de face en élévation d'un capteur de déplacement ; et

- la figure 8 est une vue de dessus en élévation du capteur de déplacement de la figure 7.

Comme on peut le voir sur la figure 1 , le dispositif de logement est pourvu d'un corps d'épreuve 1 comprenant une partie externe 2 et une partie interne 3 séparées par un espace 4. Les parties externe 2 et interne 3 sont délimitées par deux plans radiaux. La partie interne 3 est pourvue d'un alésage, dans lequel est disposé un palier à roulement 5 monté sur un arbre 6. La partie externe 2 est prévue pour être disposée dans un ensemble mécanique, par exemple un carter, un bâti ou un support, non représenté.

Le palier à roulement 5 comprend une bague extéri eure 7, une bague intérieure 8, une rangée d' éléments roulants 9, ici des billes, maintenus à espacements circonférentiels réguliers par une cage 10.

Les éléments roulants 9 sont disposés entre un chemin de roulement intérieur de la bague extérieure 7 et un chemin de roulement extérieur de la bague intérieure 8. Le palier à roulement 5 est délimité par la surface extérieure axiale de la bague extérieure 7, l' alésage de la bague intérieure 8 et les surfaces frontales radiales des bagues extérieure 7 et intérieure 8 qui passent d'un côté et de l'autre des éléments roulants 9, chacune par un plan radial, confondu d'un côté avec le plan radial délimitant le corps d' épreuve 1. Les bagues 7 et 8 sont ici réalisées en métal, par exemple en acier, et les chemins de roulement font l'objet d'un usinage avec enlèvement de copeaux.

L' arbre 6 est susceptible de subir une charge radiale orientée dans le sens de la flèche 11. Ladite charge provoque un léger déplacement radial de l'arbre 6, du palier à roulement 5 et de la partie interne 3 par rapport à la partie externe 2. La structure du corps d'épreuve 1 est exposée plus en détail sur les figures 2 et 3. La partie interne 3 comprend un corps de forme annulaire, délimité axialement par les plans radiaux précités et présentant une épaisseur sensiblement constante. La partie interne 3 comprend également deux portions de détection mobile 13, en forme d'oreilles diamétralement opposées s'étendant vers l'extérieur à partir du corps 12. Dans l'exemple illustré, les portions de détection mobile 13 présentent une longueur axiale sensiblement égale à celle du corps 12 et du corps d'épreuve 1. La partie interne 3 comprend également un rebord 14, se présentant sous la forme d'une pluralité de segments séparés les uns des autres et circonférentiellement régulièrement répartis, affleurant avec l'un des plans radiaux délimitant le corps d'épreuve 1 et s 'étendant radialement vers l'intérieur à partir de l'alésage 12a du corps annulaire 12. Le rebord 14 sert de butée axiale au palier à roulement 5, lors du montage dudit palier à roulement 5 dans le logement, et garantit ainsi un positionnement axial du palier à roulement 5. Les portions de détection mobile 13 et le rebord 14 sont monoblocs avec le corps 12.

La partie externe 2 comprend un corps 15, prévu pour être monté dans l'alésage d'un carter ou équivalent. Le corps 15 comprend deux portions épaisses 16, symétriques par rapport à un plan passant par l'axe du corps d'épreuve 1 , et deux portions 17 de faible épaisseur radiale, chacune en forme de toit, possédant deux pans 17a et 17b, se rejoignant dans un plan de symétrie passant par l'axe du corps d'épreuve 1. Les pans 17a et 17b présentent une épaisseur sensiblement constante, sauf à l'endroit de leur jonction, en raison d'un large congé de raccordement, du côté concave, c'est-à-dire du côté intérieur. Les pans 17a et 17b se raccordent aux portions épaisses 16 à l'opposé de l'arête du toit. Chaque portion épaisse 16 comprend une rainure 18 s 'étendant axialement sur toute la longueur du corps d'épreuve 1 , et dans laquelle vient en saillie la portion de détection mobile 13 de la partie interne 3. La portion épaisse 16 se prolonge radialement vers l'intérieur pour former des portions de détection fixe 19 et 20, en forme de mâchoire, entourant la portion de détection mobile 13.

Le corps d'épreuve 1 se complète par une portion de liaison 21 pourvue de quatre bras 22, de forme arrondie et déformable, se raccordant à la partie externe 3, sensiblement au niveau du raccordement entre la portion épaisse 16 et la portion de faible épaisseur 17, et se raccordant à la partie interne 3 au droit de la jonction entre les pans 17a et 17b de la portion de faible épaisseur 17. Au même endroit, deux ,bras 22 symétriques se raccordent également l'un à l'autre. Entre les raccordements précités, les bras 22 présentent une forme arrondie entre la partie interne 3 et la portion de faible épaisseur 17 et s'étendent axialement sur tout ou partie de la longueur du corps d'épreuve 1.

La partie externe 2, la partie interne 3 et la partie de liaison 21 sont monoblocs et peuvent être réalisées par moulage d'un matériau synthétique conducteur, ou encore par moulage d'un métal, par exemple d'un alliage d'aluminium. Le corps d'épreuve 1 est symétrique par rapport à deux plans perpendiculaires passant par l'axe dudit corps d' épreuve 1 , l'un des plans passant par la jonction entre les pans 17a et 17b, et l' autre plan passant par les portions de détection mobile 13, qui sont ainsi angulairement décalés de 180°.

A l'état de repos, l'entrefer 25 entre la portion de détection mobile 13 et la portion de détection fixe 19 est égal à l' entrefer 26 entre la portion de détection mobile 13 et la portion de détection fixe 20, et ce d'un côté et de l' autre du corps d'épreuve 1. Lorsqu'une charge radiale est appliquée, par exemple selon la direction 1 1 , c'est- à-dire verticalement vers le bas, la partie externe 2 reste sensiblement immobile, tandis que la partie interne 3 se déplace dans le sens de la charge appliquée. Ainsi, l' entrefer 25 entre la portion de détection mobile 13 et la portion de détection fixe 19 diminue, et l' entrefer 26 entre la portion de détection mobile 13 et la portion de détection fixe

20 s'accroît. Les bras de liaison 22 se déforment vers le bas, sans substantiellement déformer la portion interne 3 en raison, d'une part, de sa structure annulaire, et d'autre part, de la symétrie du corps d'épreuve 1 dans son ensemble, et sans non plus déformer substantiellement la partie externe 2, notamment en raison de la forte épaisseur de la portion épaisse 16, une légère déformation de la portion de faible épaisseur 17 pouvant être tolérée sans nuire à la mesure. Un capteur de déplacement 23 comprend la portion de détection fixe 19 et la portion de détection mobile 13. Plus précisément, la portion de détection mobile 13 peut consister en deux doigts conducteurs 13a, 13b espacés l'un de l'autre et disposés au même potentiel. La portion de détection fixe 19 comprend un circuit imprimé 24 fixé à une portion épaisse 16 par exemple par insertion partielle dans une concavité et collage. Le circuit imprimé 24 est relié à un câble de liaison 27 lui-même relié à un connecteur 28.

Le circuit imprimé 24 comprend une pluralité de couches conductrices et de couches isolantes. Des électrodes 31 et 32 sont formées par des couches conductrices sur deux faces opposées du circuit imprimé 24. Un circuit intégré 29 de traitement du signal est monté sur le circuit imprimé 24 sur une desdites faces opposées au voisinage de l' électrode 31. Avantageusement, la carte de circuit imprimé 24 est introduite dans une encoche de fixation et collée. On forme ainsi un circuit électrique comprenant deux condensateurs de capacités variables, l'un étant formé par l'électrode 31 et la portion de détection mobile 13 séparée par l'entrefer 26, et l' autre étant formé par l' électrode 32 et la portion de détection mobile 13 séparée par l' entrefer 25. La capacité de chaque condensateur est directement représentative de la valeur des entrefers 25 et 26 et, par conséquent, de la charge appliquée sur la partie interne du corps d'épreuve 1 , dans la mesure où l' application de la charge provoque le déplacement de la portion de détection mobile 13 par rapport aux électrodes 3 1 et 32 qui restent fixes.

Plus précisément, le circuit imprimé 24, dans le mode de réalisation illustré sur les figures 5 et 6, comprend trois couches isolantes 33, 34 et 35 dont au moins une se présente sous la forme d'une plaque rigide conférant à l'ensemble du circuit imprimé 24 les caractéristiques mécaniques souhaitables pour pouvoir supporter les autres éléments, et notamment le circuit intégré 29. La couche isolante 33 supérieure supporte, du côté du circuit intégré 29, l'électrode 31, une électrode de garde 36 entourant l'électrode de mesure 31, et des plots 37 et 38 de connexion prévus pour recevoir les pattes du circuit intégré 29. Les plots 37 sont entourés également par l'électrode de garde 36, tandis que les plots 38 sont disposés à l'extérieur de la zone entourée par l'électrode de garde 36. La couche isolante 33 est traversée par une pluralité de vias, notamment le via 39 relié à l'électrode de mesure 31 et les vias 40 et 41 reliés chacun à un plot 37. Les vias 39 à 41 permettent d'assurer une connexion électrique entre la surface supérieure et la surface inférieure de la couche isolante 33 et de relier des éléments de la face supérieure à des éléments disposés en dessous, par exemple ceux visibles sur la couche isolante intermédiaire 34 ou sur la couche isolante inférieure 35. Les termes « intermédiaire », « inférieure », « supérieure » doivent être pris de façon relative.

La couche isolante 34 comprend une large portion conductrice 42 disposée sous l'électrode de mesure 31 et l'électrode de garde 36, pour former ainsi une électrode de garde disposée sous l'électrode de mesure 31 et compléter la protection offerte par l'électrode de garde 36. Les électrodes de garde 36 et 42 sont mises au même potentiel par le via 43. L'électrode de garde 42 est pourvue d'une ouverture localisée dans laquelle est disposée une piste conductrice 44 reliant les extrémités inférieures des vias 39 et 41 et permettant ainsi de relier électriquement l'électrode de mesure 31 à l'une des pattes du circuit intégré 29. Le via 40 se prolonge vers le bas par un via 45 traversant la couche isolante intermédiaire 34 et isolé électriquement par rapport à l'électrode de garde 42.

La couche isolante inférieure 35 présente une électrode de garde 46 de vaste dimension, destinée à protéger l'électrode 32 disposée sous ladite couche isolante inférieure 35, cf figure 6. L'électrode de garde 46 est pourvue d'un ouverture dans laquelle est prévue une piste conductrice 47 permettant de relier le via 45 traversant la couche intermédiaire 34 au via 48 traversant la couche isolante 35.

Sur la surface inférieure de la couche isolante 35, visible sur la figure 6, est prévue l' électrode de mesure 32 reliée électriquement au via 48 et ainsi à l'une des pattes du circuit intégré 29 par l'intermédiaire de la piste conductrice 47, du via 45 et du via 40.

L'électrode de mesure 32 est entourée par une électrode de garde 49 disposée dans le même plan et reliée électriquement à l' électrode de garde 46 par un via 50. Les électrodes de garde 46 et 49 sont ainsi équipotentielles. Sur la surface inférieure de la couche inférieure 35, sont également disposés deux condensateurs 51 et 51 a.

On forme ainsi deux électrodes opposées, capables de coopérer chacune avec les doigts 13a et 13b respectivement de la portion de détection mobile 13. Un condensateur est formé entre le doigt 13a et l'électrode de mesure 3 1 et un autre condensateur est formé entre le doigt 13b et l'électrode de mesure 3 1. La capacité de chacun des deux condensateurs varie en sens opposé lors d'un déplacement radial de la partie mobile 3 par rapport à la partie fixe 2 du corps d'épreuve 1. La piste conductrice 44 est protégée électromagnétiquement par les électrodes de garde 36, 42 et 46. La piste conductrice 47 est protégée électromagnétiquement par les électrodes de garde 42, 46 et 49.

Le transfert du signal entre chaque électrode de mesure 31, 32 et le circuit intégré 29 s'effectue ainsi au cœur du circuit imprimé multicouche 24 et est protégé contre les perturbations électromagnétiques, notamment grâce aux couches de garde entourant les vias et les pistes conductrices. En d' autres termes, les pistes conductrices et les vias se comportent comme une transmission de signal par câbles coaxiaux sans en avoir les inconvénients en termes d'encombrement et de connexion. Avantageusement, on peut prévoir par un traitement électronique adéquat une excitation simultanée des électrodes de garde et des électrodes de mesure afin de réaliser un blindage actif particulièrement efficace. On dispose ainsi, sous une forme particulièrement compacte et économique, d'un capteur capacitif pour mesure différentielle de micro-déplacement, intégrant à la fois le système de détection et de traitement du signal, et une excellente protection contre les perturbations externes grâce au blindage électromagnétique prévu dans le circuit imprimé 24. Cette configuration permet de supprimer les efforts de bord et de parfaitement délimiter la zone de captage des électrodes de mesure. Elle permet en outre une réduction des perturbations parasites causées au circuit conducteur voisin.

Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 7 et 8, la portion de détection mobile 13 comporte une seule protubérance en regard d'une face de carte de circuit imprimé 24 portant deux électrodes 52, 53. La portion de détection mobile 13 est disposée à une faible distance des électrodes 52, 53 avec un recouvrement partiel. Ainsi, un déplacement latéral, dans le sens de la flèche 54, de la portion de détection mobile 13 par rapport à la carte de circuit imprimé 24, provoque une variation des surfaces respectives en regard de l'électrode 52 par rapport à la portion de détection mobile 13 et de l'électrode 53 par rapport à ladite portion de détection mobile 13, d'où une variation de la capacité de chaque condensateur formé, d'une part, par l'électrode 52 et la portion de détection mobile 13 et, d'autre part, par l'électrode 53 et la portion de détection mobile 13.

Les électrodes 52 et 53 sont entourées chacune par une électrode de garde 55, 56 également disposée sur la surface supérieure de la carte de circuit imprimé 24. La carte de circuit imprimé 24 peut présenter une structure analogue à celle illustrée sur les figures 5 et 6, avec une pluralité de couches permettant les connexions et un blindage électromagnétique du côté de chaque électrode opposé à la portion de détection mobile 13, c'est-à-dire au niveau d'une couche intermédiaire de la carte du circuit imprimé 24.

Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 8, les électrodes 52 et 53 sont entourées latéralement par un unique circuit de garde 57, présentant une forme générale en 8 avec deux ouvertures dans lesquelles sont disposées les électrodes de mesure 52 et 53. Le déplacement à mesurer provoque un déplacement relatif parallèle entre les électrodes de mesure et la portion de détection mobile formant l'électrode opposée, la variation antagoniste des surfaces d'électrode en regard se traduisant par des variations linéaires de chaque capacité, la mesure différentielle desdites capacités étant représentative du déplacement à mesurer.

Ce mode de réalisation est plutôt adapté à des macrodéplacements, tandis que celui illustré sur les figures 1 à 6 convient mieux à la détection de micro-déplacements. Les modes de réalisation décrits permettent d'effectuer des mesures de capacités différentielles, ce qui augmente considérablement la fiabilité et la précision de . la mesure des variations d' entrefer par le biais des mesures de capacités. En effet, des variations parasites de capacités qui peuvent être sensibles au niveau de chaque couple d'électrodes s'annulent ou s'atténuent mutuellement par la mesure différentielle.

Le corps d'épreuve I ₅ considéré ici comme un corps d' épreuve déformable, est utilisé dans son domaine élastique. Cette utilisation permet d'avoir une relation entre charge et déformation sans hystérésis, puisqu'il n'y a pas de frottement. Pour limiter la fatigue des matériaux, le dimensionnement des bras de liaison 21 limite leur utilisation sous un plafond. On peut choisir une contrainte maximale appliquée, de l' ordre de 80% de la limite élastique du dispositif de logement, pour pouvoir supporter 10 millions de cycles de déformation élastique sans déformation permanente significative.

Les matériaux des différents éléments voisins de l'entrefer, c' est-à-dire du corps d' épreuve 1 et des électrodes, sont choisis avec des coefficients de dilatation et des dimensions tels que les variations dimensionnelles des éléments dues aux changements de température se compensent et ne provoquent pas de variations significatives d'entrefer. Dans ce but, le rapport entre les coefficients de dilatation thermique des matériaux utilisés pour lesdits éléments voisins de l'entrefer, est choisi proche de l'inverse du ratio des épaisseurs desdits éléments pour permettre un entrefer constant sur une large plage de température.

Par exemple, si on dispose d'un corps d'épreuve en alliage d'aluminium avec un coefficient d' expansion thermique de 23 ppm/°K, laissant un entrefer initial Ei de 1 ,5 mm avant assemblage de l'électrode rapportée, on peut choisir une électrode rapportée composée par exemple d'un circuit imprimé type verre-téflon, de coefficient d'expansion thermique de l'ordre de 34,5 ppm/°K et d' épaisseur standard d' 1 mm. L' entrefer du corps d' épreuve en aluminium se dilate de 1 ,5 mm x 23 ppm/°K = 34,5 nanomètre/°K.

L'électrode rapportée se dilate de 1 mm x 34,5 ppm/°K = 34,5 nanomètre/°K. L' entrefer utile de mesure séparant la face de l' électrode rapportée et la face correspondante en aluminium est alors constant et égal à 1 ,5 - 1 = 0,5 mm. A l'inverse, on peut choisir d' optimiser l'entrefer initial du support en fonction des matériaux utilisés pour le circuit imprimé formant l' électrode. Par exemple, sachant qu'une électrode rapportée réalisée en un matériau possédant un coefficient d' expansion thermique de 50 ppm/°K et d' épaisseur standard de 0,5 mm est particulièrement économique et en désignant par Ej l' entrefer initial du corps d'épreuve en aluminium, on aura la relation : E; x 23 = 0,5 x 50, d'où on déduit Ej = 1 ,086 mm, soit un entrefer utile de mesure de Ei - 0,5 = 0,586 mm.

Claims

REVENDICATIONS

1 -Dispositif de capteur de déplacement capacitif, caractérisé par le fait qu'il comprend un circuit imprimé (24) comprenant plusieurs couches, et deux électrodes de mesure (31 , 32) disposées sur des faces externes opposées du circuit imprimé formant deux condensateurs avec une électrode externe correspondante, les capacités des deux condensateurs variant de façon antagoniste de telle sorte qu'une mesure différentielle des deux capacités soit représentative du déplacement relatif entre les électrodes de mesure et les électrodes externes.

2-Dispositif selon la revendication 1 , dans lequel les électrodes de mesure (31 , 32) comprennent des pistes conductrices du circuit imprimé.

3-Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le circuit imprimé (24) comprend des électrodes de garde (36, 49) entourant les électrodes de mesure (31 , 32).

4-Dispositif selon la revendication 3, dans lequel les électrodes de garde sont disposées au même potentiel que les électrodes de mesure.

5-Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un circuit intégré (29) de conditionnement de signal.

6-Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel le circuit intégré (29) et les électrodes (31 , 32) sont reliés par des pistes

(47) du circuit imprimé, lesdites pistes étant entourées par des pistes de garde.

7-Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un moyen de mesure de déplacement. 68

18

8-Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un moyen de mesure de charge mécanique.

9-Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le circuit imprimé (24) comprend une pluralité de couches conductrices et de couches isolantes, les électrodes (31 , 32) étant formées par des couches conductrices sur deux faces opposées du circuit imprimé (24), un circuit intégré (29) de traitement du signal étant monté sur le circuit imprimé (24) sur une desdites faces au voisinage de l'électrode (31). 10-Logement (1) pourvu d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, d'une partie interne (3) configurée pour supporter un roulement et d'une partie externe (2) servant à la fixation du dispositif sur un ensemble mécanique, la partie interne (3) étant reliée à la partie externe (2) par un moins deux éléments de liaison (22) déformables, de telle sorte que la partie interne (3) puisse se déplacer par rapport à la partie externe (2) sous l'action d'une charge appliquée sur ledit élément, les déplacement de l'une des parties, interne ou externe, par rapport à l'autre partie, externe ou interne, dépendant d'une charge appliquée sur ledit élément.