CAPTEURS DE FORCE MULTI- COMPOSANTES À HAUTE

Capteurs d’efforts / Caractérisation des matériaux
INSTRUMENTATION
CAPTEURS DE FORCE MULTICOMPOSANTES À HAUTE
PERFORMANCE
DESCRIPTION
L’invention consiste à associer des mesures de
déplacements à hautes résolutions avec une structure
déformable dont la souplesse est étalonnée. Le dispositif
constitue alors un capteur de force à 6 composantes à
haute résolution. Les mesures de déplacements sont
réalisées sans contact, permettant l’obtention de mesures
sans hystérésis, et parfaitement linéaires.
La structure déformable retenue est indépendante du
capteur. Elle peut donc être changée/modifiée/paramétrée
en fonction du besoin, permettant notamment d’obtenir
des résolutions (ou des gammes d’efforts) très contrastée
selon chaque axe. La première réalisation a été réalisée
pour des mesures de très bas coefficient de frottement
dans l’ultra vide. Néanmoins, le système peut être
transposé pour d’autres conditions (et notamment à l’air)
et d’autres applications.
Le traitement des données est réalisé sur un calculateur
FPGA autonome, permettant d’obtenir directement les
mesures d’effort mis à l’échelle selon chaque axe. Le choix
d’une fréquence de filtrage personnalisé est également
possible numériquement.
STADE DE DÉVELOPPEMENT
Un prototype existe et des mesures en condition d’ultravide sont en cours.
Un bilan d’incertitudes a été réalisé.
Les résolutions attendues pour ce capteur sont de
l’ordre de quelques centaines de micro Newton de force
tangentielle, pour des efforts normaux de plusieurs
dizaines de Newtons.
PROPRIÉTÉ INTELLECTUELLE
Ce dispositif a fait l’objet d’une demande de brevet
déposée en France le 12 juin 2015 (FR1555288).
Photographie du prototype développé pour des mesures sous ultravide
AVANTAGES / NOUVEAUTÉ
•
•
Cette méthode présente ainsi l’avantage de réduire
significativement l’incertitude de mesure du coefficient
de frottement. Les solutions existantes permettent
d’obtenir une résolution et une sensibilité de mesures
moindres.
De plus, les capteurs multi-composantes
commercialisés présentent les mêmes résolutions
pour chaque direction et il est difficile de changer de
résolution pour une conception donnée.
APPLICATIONS
•
Mesure des frottements (tribologie sous ultravide
ou à l’air ambiant)
• Caractérisation mécanique des matériaux (essais
de traction, d’indentation, tests scratch, de flexion
3 points, de flambage...)
• Mesures précises de force (balance) l’industrie
automobile, et la métallurgie.
Ce capteur offre la possibilité de mesurer précisément les
caractéristiques mécaniques des revêtements de surface
de pièces destinées à l’industrie aéronautique, l’industrie
aérospatiale, l’industrie automobile, et la métallurgie.
ÉQUIPE DE RECHERCHE
Matthieu GUIBERT
Laboratoire de Tribologie et Dynamique des systèmes
(ENISE - CNRS - ENTPE - ECL)
PULSALYS
47, bd du 11 novembre 1918
69625 Villeurbanne Cedex
www.pulsalys.fr
TYPE DE COLLABORATION
Collaboration R&D – Transfert par licensing
Florent BOUVIER
Tél. : +33 (0)4 26 23 56 96
[email protected]