Capteurs de force multicomposantes à haute performance

PULSALYS



22 Mars 2016

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Domaines

Chimie Sciences Pour L'ingénieur

Secteurs

Aérospatial & Défense
Mesures & Instrumentation

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).

ÉQUIPE DE RECHERCHE
Matthieu GUIBERT
Laboratoire de Tribologie et Dynamique des systèmes (ENISE - CNRS - ENTPE - ECL)

AVANTAGES / NOUVEAUTÉS
• 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.

TYPE DE COLLABORATION
Collaboration R&D – Transfert par licensing

CONTACT
Chargé de valorisation Sciences de l'ingénieur
Florent BOUVIER
florent.bouvier@pulsalys.fr04.26.23.56.96

 

 

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