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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2522808A1
Family ID 8141814
Probable Assignee Souriau And Cie
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title PROCEDE ET DISPOSITIF POUR MESURER L'ALLONGEMENT D'UNE
EPROUVETTE REALISEE EN UN MATERIAU AYANT UN COEFFICIENT D'ALLONGEMENT
RELATIVEMENT IMPORTANT
EN Title MEASUREMENT OF ELONGATION OF RUBBER OR SIMILAR TEST=BAR -
OPTICAL FIBRES FIXED ON TEST BAR OBSERVE REFERENCE OPTICAL IMAGE
Abstract
_________________________________________________________________
LA PRESENTE INVENTION CONCERNE LES PROCEDES ET LES DISPOSITIFS POUR
MESURER L'ALLONGEMENT D'UNE EPROUVETTE 1.
L'INVENTION SE CARACTERISE ESSENTIELLEMENT PAR LE FAIT QU'ELLE
CONSISTE A PROJETER UNE IMAGE OPTIQUE DE REFERENCE 41, 42, 46 DANS
L'ESPACE A PARTIR D'UN OBJET-SOURCE 40, ET A COMPARER LE DEPLACEMENT
D'AU MOINS UN POINT 12, 13 DE LADITE EPROUVETTE 1 SUR LAQUELLE ON
EXERCE DES DEFORMATIONS PAR RAPPORT A LADITE IMAGE OPTIQUE.
APPLICATION A LA MESURE DES DEFORMATIONS DES MATERIAUX AYANT UN
COEFFICIENT D'ALLONGEMENT IMPORTANT.
In this process, a reference optical image (46) is projected near the
test-bar (1) which undergoes an elongation. The displacement of at
least one point of the test-bar (1) in relation to the optical image
(46) is measured. In one application, the image is formed by a series
of lines of light separated by dark lines. Two optical fibres (8,9)
are fixed onto the cross-bar (1) so that one of their ends (43,44) is
placed in the optical image (46). Two photosensitive detectors (16,17)
are placed at the other end (14,15) of the fibres (8,9). These
detectors (16,17) give signals which represent the light sensed by the
fibres (8,9). A system including a threshold pulse generator and a
counter is used to count the number of passages from light to darkness
that the fibres do and deduces the elongation.
Description
_________________________________________________________________
PROCEDE ET DISPOSITIF POUR MESURER L'ALLONGEMENT D'UNE
EPROUVETTE.REALISEE EN UN MATERIAU AYANT UN COEFFICIENT
D 'ALLONGEMENT RELATIVEMENT IMPORTANT
La presente invention concerne les procedes et les dispositifs qui
permettent de mesurer l'allongement et le coefficient d'allongement de
materiau ayant un pouvoir d'elongation relativement important, comme
par exemple des materiaux caoutchoutes.
On connatt deja des dispositifs communement appeles extensomtres, qui
permettent de determine le coeffi- cient d'elongation de differents
materiaux.
Pour cela on realise dans ce materiau une eprouvette que l'on dispose
de facon a la soumettre a des tractions a ses deux extremites, et
ensuite a mesurer l'allongement d'une partie de cette eprouvette.
Le coefficient d'allongement est determine par le rapport de la
longueur initiale separant deux points de reference et la longueur
finale,aprs etirement, qui separe les deux memes points de reference.
Les extensometres connus sont generalement utilises pour mesurer des
coefficients d'allongement de materiaux dont la valeur du coefficient
est relativement faible, tels que par exemple du beton, du iron, etc,
Pour mesurer l'allongement de ces eprouvettes, on utilise des capteurs
du type magnetique ou a Jauge de contrain tes e
Par contre, il se pose un probleme lorsque l'allongement est
relativement important comme par exemple pour les mate riaux du type
caoutchouc.
Pour cela, on utilise generalement des lunettes de visee qui
permettent de determiner le deplacement d'un point, et la valeur de ce
deplacement est generalement calculee par exemple par la methode de la
triangulation ou alors du deplacement de la lunette elle-meme le long
d'une rampe a vis micrometrique.
I1 est bien evident que ces systemes presentent des inconvenients.
Notamment, la realisation mecanique de la vis micrometrique et de la
lunette de visee rend le dispositif onereux.
De plus, il n'est pas toujours tres facile de pouvoir viser les points
de repere sur l'eprouvette, notamment quand ces eprouvettes sont
disposees dans une enceinte afin de les soumettre and des variations
programmees de temperature.
La presente invention a pour but de pallier ces inconvenients, de
mettre en oeuvre un procede qui s'implifie ces mesures et de realiser
un dispositif qui permette de donner automatiquement la valeur de
l'allongement en valeur absolue, et meme le coefficient d'allongement
sans qu'un nombre important de pieces soit mis en oeuvre, afin de
reduire considerablement le codt de revient d'un tel dispositif.
Plus precisement, la presente invention a pour objet un procede pour
mesurer l'allongement d'une eprouvette realisee en un materiau ayant
un coefficient d'allongement relativement important, caracterise par
le fait 9u1i1 consiste a projeter une image optique de reference
partir d'un objet source 8 soumettre ladite eprouvette a des
deformations d'elongation, a comparer le deplacement d'au moins un
point de ladite eprouvette par rapport a ladite image optique projetee
en regard de ladite eprouvette.
La presente invention a aussi pour objet un dispositif pour mesurer
l'allongement d'une eprouvette realisee en un materiau ayant un
coefficient d'allongement relativement important, caracterise par le
fait qui il comporte des moyens pour projeter une image optique
spatiale, en regard de la direction d'elongation de ladite eprouvette,
a partir d'un objet-source, un lecteur optique associe and un point de
reference de ladite eprouvette. ledit lecteur optique etant apte a
delivrer and sa sortie un signal representatif du contenu de ladite
image optique, et des moyens pour traiter les signaux obtenus a la
sortie dudit lecture optique pour en deduire l'elongation et/ou le
coefficient 'elongation du matdriau de ladite eprouvette.
D'autres caracteristiques et avantages de la presente invention
apparattront au cours de la description suivante donnee en regard des
dessins annexes a titre illustratif mais nullement limitatif, dans
lesquels s - la figure 7 represente, sous forme schematique, un mode
de realisation d'un dispositif selon l'invention, et, - la figure 2,
un schema permettant de bien comprendre le fonctionnement et le
resultat obtenu avec le dispositif selon la figure 1.
En revenant plus particulierement a la figure 1, celleci represente,
sous forme schematique, un mode de realisation d'un dispositif
permettant de mesurer l'elonga- tion d'une eprouvette 1, realisee en
un materiau ayant par exemple un fort coefficient d'elongation comme
un materiau caoutchoute.
Cette eprouvette 1 est realisee de maniere classique sous la forme de
deux parties massives 2 et 3, reliees par une partie amincie 4.
Les deux extremites 2 et 3 sont liees rigidement and des moyens de
prehension 5 et 6 auxquels pourront etre associes des moyens pour
exercer des tractions sur au moins un des cotes, comme par exemple des
verins, ceux-ci, pour la simplification du dessin, etant representes
par les fleches 7.
Le dispositif comporte, en outre, dans ce mode de realisation, deux
fibres optiques 8 et 9, dont leurs extremites respectives 10 et 11
sont liees rigidement par des moyens de fixation 50 et 51 a deux
points de reference 12, 13 de la partir amincie 4 de l'eprouvette 1,
ces deux fibres constituant des lecteurs optiques de faisceaux lu
mineux pouvant se propager dans l'espace a un endroit determine.
Les autres extremites 14 et 15 respectivement de ces deux fibres
optiques 8 et 9 sont liees a des moyens de reception photosensible 16
et 17 comme des cellules bien connues en elles-memes.
Ces cellules 16 et 17 constituent des transducteurs qui transforment
le parametre lumineux quelles recoivent en un parametre electrique
facilement utilisable et transformable.
Ainsi, dans un mode de realisation preferentiel, les sorties 18 et l9
de ces deux cellules 16 et 17 sont reliees respectivement aux deux
entrees 20 et 21 de deux circuits de mise en forme 22,23.
Ces deux circuits peuvent outre constitues par exemple par des
circuits monostables qui delivrent a leurs sorties une impulsion des
que le signal electrique applique a leurs entrees depasse un certain
seuil predetermine.
Ainsi, les deux sorties 24 et 25 de ces deux circuits de mise en forme
22,23 sont reliees aux entres 26,27 respectivement de deux compteurs
28,29.
De plus, les sorties 30,31 de ces deux compteurs 28t29 sont reliees
aux deux entrees 32,33 d'un compteur decompteur totalisateur 34 dont
la sortie 35 est reliee a l'entree 36 d'un afficheur 37.
De plus, le dispositif comprend un objet source 40 constitue par
exemple par un depoli sur lequel est realisee par exemple une
pluralite de traits 41 alternativement de couleur claire et foncee
Cet objet source 40 est associe a des moyens de focalisation 42, comme
par exemple une lentille d'un proJecteur pour projeter dans l'espace
une image optique de l'objet source 40.
Ainsi, de facon connue, cette image optique est definie dans l'espace
par des zones alternativement lumineuses et moins lumineuses, sinon
sombres d'ombre.
Cette image optique, definie dans l'espace, est projetee de facon
qu'elle soit en regard de lteprouvette 1 et sensiblement dans une
direction parallele and la direction d'elongation de l'eprouvette 1,
telle que definie par les fleches 7.
Cette image est de meme projetee pour qu'elle intercepte les deux
faces 43,44 d'extremite 12,13 des deux fibres 8 et 9.
Bien entendu, cette image optique definie dans l'espace peut etre
visualisee, afin de permettre aux observateurs de bien verifier son
existence, sur un ecran 45 place par exemple sur son trajet optique,
mais derriere les deux faces 43,44 des extremites 12,13 des deux
fibres optiques 8 et 9.
On peut donc ainsi constater sur cet ecran la formation spaciale de
cette image optique par la presence de zones 46 alternativement
sombres et claires.
Il est bien evident que cette image optique peut outre projetee
notamment a travers une entre 47, quand celle-ci constitue une paroi
d'une enceinte climatique dans laquelle serait disposee l'eprouvette
1.
Le dispositif decrit ci-dessus fonctionne de la facon suivante
Pour cela, la figure 2 represente un schema permettant de bien
comprendre le fonctionnement et le rdsultat obtenu avec un dispositif
tel qu'illustre sur la figure 1.
Sur cette figure 2 est representee l'eprouvette 1 dans le partie
gauche, telle qu'elle est definie initialement avec les deux
extremites 10 et 11 des deux fibres optiques 8 et 9.
Par contre, sur la partie gauche est representee cette meme eprouvette
1 lorsqu'elle a subi une elongation.
Entre les deux, sont representees, sous forme schematique, les
differentes zones lumineuses clairoeet foncees 46.
Ceci dit, dans une premiere etape, lorsque l'eprouvette 1 ntest
soumise a aucune traction, les deux faces dtex- tremite des deux
fibres recoivent, soit une zone de lu mievre claire, soit une zone
plus foncee.
Dans ce cas, les cellules photosensibles delivrent a leurs sorties un
signal qui peut avoir commande les deux compteurs et le compteur
decompteur totalisateur 34.
Avant de soumettre cette eprouvette 1 a une traction, ces trois
elements sont remis a zero.
Ainsi, a partir de cette position initiale de l'eprouvette et des
differents circuits electroniques definis ci-dessus, l'eprouvette 1
est soumise and une traction suivant les fleches 7.
De ce fait, les deux faces d'extremite 43,44 vont balayer l'image
optique spaciale et passer dans des zones claires et foncees pour
transmettre des signaux lumineux aux deux recepteurs photosensibles
qui vont delivrer a leurs sorties, respectivement 18 et 19, des
signaux alternatifs qui vont commander les deux circuits de mise en
forme.
Ainsi, lorsque les cellules photosensibles vont recevoir de la lumiere
correspondant aux zones plus claires, les cellules vont delivrer un
signal d'une valeur importante depassant le seuil de declenchement des
circuits de mise en forme qui eux-memes vont delivrer a leurs sorties
des impulsions qui seront totalisees respectivement dans les deux
compteurs.
L'allongement de la partie de l'eprouvette comprise entre les deux
points de reference 12 et 13 sera determine par le nombre d'impulsions
qui aura ete enregistre dans les deux compteurs 28 et 29.
Il peut se presenter en deux solutions. Si l'eprouvette ne subit une
traction que d'un cette, l'allongement de la partie centrale de
l'eprouvette entre les deux points 12 et 13 sera obtenu par la
difference du nombre des impulsions et, dans ce cas, le compteur
decompteur totalisateur 34 effectue la difference des impulsions
enregistrees dans les deux compteurs.
Cette difference sera affichee de facon visible sur le dispositif 37
qui peut outre constitue par exemple par un ecran lumineux, ou meme
par un enregistreur de quelque type que ce soit.
Dans l'autre cas, si l'eprouvette est soumise a des tractions de part
et d'autre, il est normal que les deux extremites des fibres vont se
deplacer dans deux directions opposees comme cela est represente sur
la figure 2.
Dans ce cas, les deux fibres entraineront la generation d'un nombre
d'impulsions dans les deux compteurs qui devront etre additionnes dans
le compteur-dUcompteur totalisateur 34.
En se reportant a la figure 2, l'allongement correspondant de la
partie mediane de cette eprouvette 1 sera proportionnel au nombre x et
y des zones lumineuses comme represente sur la figure 2.
Enfin, avantageusement, si le nombre de zones lumineuses projetees
dans l'espace. sur les faces d'extremite des deux fibres optiques est
de cent comme unite de base, la valeur des zones x + y donnera de
facon proportionnelle directement le coefficient d'elongation.
A titre d'exemple, si x est egal a 5, et y a 6, le coefficient
d'elongation sera donc en pourcentage de 71.
On voit donc qu'un tel dispositif presente certains avantages; qu'il
ne necessite que tres peu de moyens et il est donc d'un prix de
revient tres faible. Il permet aussi la possibilite d'un
fonctionnement automatise pour tester tres facilement n'importe quelle
eprouvette en ntimpor- te quel materiau, mOrne si celle-ci est
disposee dans une enceinte close du fait que l'image optique peut
Entre facilement projetee a l'interieur de cette enceinte a travers
une fenetre.
Bien entendu, il est aussi possible de connattre l'allongement en
valeur absolue, et ce par une simple methode de triangulation en
connatssant le pas entre les differentes zones de l'objet-source 40,
et la distance de cet objet aux faces 43,44 d'extremite des fibres
optiques, la distance focale de la lentille de projection
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1/ Procede pour mesurer l'allongement d'une eprouvette realisee en un
materiau ayant un coefficient d'allongement relativement important;
caracterise par le fait qu'il consiste a projeter une image optique de
reference (41,42,46) a partir d'un objet-source (40), a soumettre
ladite eprouvette (1) a des deformations d'elongation, a comparer le
deplacement d'au moins un point de ladite eprouvette par rapport a
ladite image optique projetee en regard de ladite eprouvette.2/
Dispositif pour mesurer l'allongement d'une eprouvette (1) realisee en
un materiau ayant un coefficient d'allongement relativement important,
caracterise par le fait qu'il comporte des moyens (40,41,42) pour
projeter une image optique spatiale en regard de la direction
d'elongation (7) de ladite eprouvette (1) a partir d'un objet-source
(40), un lecteur optique (8,9, 16,17) associe a un point de reference
(12,13 de ladite eprouvette (1), ledit lecteur optique etant apte a
delivrer a sa sortie un signal representatif du contenu de ladite
image optique, et des moyens (22,2300.34,37) pour traiter les signaux
obtenus a la sortie dudit lecteur optique pour en deduire l'elongation
et/ou le coefficient d'elongation du materiau de ladite eprouvette.3/
Dispositif selon la revendication 2, caracterise par le fait que ledit
objet-source (40) comporte une pluralite de traits (41)
alternativement clairs et fonces.4/ Dispositif selon l'une des
revendications 2 et 3, caracterise par le fait que ledit lecteur
optique comporte une fibre optique (8,9) dont une extremite (43, 44)
est disposee dans ladite image optique spatiale, des moyens de
fixation (50,51) de ladite fibre sur ladite eprouvette (7), et un
detecteur photosensible (16,17) associe a l'autre extremite (14,15) de
ladite fibre, ledit detecteur photosensible etant apte a delivrer a sa
sortie (18,19) un signal electrique representatif de la lumiere captee
par ladite fibre optique.5/ Dispositif selon la revendication 4,
caracterise par le fait que les moyens pour traiter le signal a la
sortie dudit detecteur photosensible comporte au moins un generateur
d'impulsions a seuil (22,23) et un compteur (28,29,34) dont l'entree
est reliee a la sortie du generateur d'impulsions.6/ Dispositif selon
l'une des revendications 3 and 5, caracterise par le fait que le
nombre de traits d'une meme couleur claire ou foncee est egal a 700.
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