CA1164553A - Determination of constraints form potentials of piezo-electric origin - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un procédé pour déterminer des contraintes par mesure et analyse de potentiels d'origine piézo-électrique engendrés par un organe rigide allongé en un matériau organique consécutivement à une solicitation mécanique de cet organe. Ce procédé est caractérisé en ce que des signaux caractéristiques des potentiels sont détectés en deux endroits écartés longitudinalement au moins adjacent de la surface de l'organe. Chacun de ces signaux est amplifié et intégré. Les types de contraintes génératrices de ces signaux sont identifiées et ces contraintes (de flexion ou de torsion) sont mesurées séparément et comparées ensuite à des valeurs de référence en vue par exemple de déclencher un signal de commande. La présente invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Le procédé (ou dispositif) pourrait notamment être utilisé pour commander l'ouverture d'une fixation de ski de sécurité.The present invention relates to a method for determining stresses by measurement and analysis of potentials of piezoelectric origin generated by a rigid member elongated in an organic material following a mechanical solicitation of this member. This method is characterized in that signals characteristic of the potentials are detected at two locations spaced longitudinally at least adjacent to the surface of the organ. Each of these signals is amplified and integrated. The types of stresses generating these signals are identified and these stresses (bending or torsion) are measured separately and then compared with reference values in order for example to trigger a control signal. The present invention also relates to a device for implementing this method. The method (or device) could in particular be used to control the opening of a safety ski binding.

Description

~L16i~;3 Dornaine technigue L'invention se rapporte à un procédé pour mesurer et analyser des potentiels d'origine piezo-éiectrique engendrés par ~r~ organe ri~ide allongé en un matériau organique, consécutivement à une sollici-5 tation mécanique.
Etat de la technique i3es travaux scientifiques ont montré que différents corps orga-i~ niques produisent des varia-ti~ns de potentieis électriques lorsqu'71s se déforment. C'est n~tamment le cas des muscles~
11 a déià éte proposé d'utiiiser les si~naux d'origine musculaire pour commander l'ouverture au-tomatique d'une fixation de ski en cas de risque de fracture de la jambe du skieur. Un tel disposit7F de sécurité fait i'objet des brevets DE ? 121 827, US 3 776 566 et 3 8~6 sos.
; 15 Cette solution pose cependant plus de problèmes qu'elle n'en résoud. En ef-Fet, si i'on considère que toute activité muscuiaire est génératrice d'une variation de potentiel électri~ue, ces brevets restent muets sur la manière d'utiliser ces courants à bon escient pour générer un signal de r?mmande de l'ouvertur e de la fixation . La pratique du 20 ski s'accornF)agne obligato~rement d'un travail musculaire. Or l's~uver-ture de la fixation ne doit intervenir qu'exceptionnellement au moment où les sollicitations des os de la jambe dev~ennent anormales. Il est par conséquent nécessaire de deFinir un seuil à partir duquel on désire générer un signal issu du potentiel électr;que d'origine musculaire. La 25- déFinition de ce seuil pose des problèmes extremement complexes, étant donné que ies sollicitations auxquelles l'os est soumis et celias qui s'exercent sur les muscles ne sont pas ~orcement ni proportionnelles ni simultanées. En outre, les potentiels électriques d'origine musculaire ne permettent pas de déterminer le type ~e contrainte auquel les os sont ~o soumis; or la résistance d'un os n'est pas la même s'il est soumis à une flexion ou à une torsion. Ceci signi~ie que les potentiels électriques si'origine musculaire peuvent, dans certains cas, ~épasser le seuil Iimite, alors que la sollicitation de l'os est parfaitement tolérable, tanclis ! --~
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-~ 6~5~3 que dans d'autres cas, ce seuil limite n'est pas a-tteint quand l'os est soumis à une contrainte depassant sa limite de resistance.
Les defau-ts et les dangers de la solution propo-see apparaissent immediatement et semblent inherents à la ` conception même de ce dispositif de securite, etant donne qu'il mesure des potentiels électriques dependant de l'ac-tivité muscuIaire et que ces potentiels sont senses être caracteristiques des sollicitations exercees sur les os.
10Des travaux scientifiques ont montre par ailleurs que des effets piezo-electriques se manifestent lorsque des organes rigides en materiaux organiques tels que le bois ou les os sont soumis ~ des sollicitations mecaniques. Des essais ont permis de constater que les formes de signaux engendres par les potentiels electriques consecutifs aux sollicitations exercees sur les os sont differents suivant la nature de la contrainte et que l'amplitude du signal est fonction à la fois de l'importance de la contrainte et de sa vitesse d'application. Cela signiEie que, pour un ;20 niveau de contrainte donne, le signal mesure va dependre de la vitesse d'application de la contrainte.
En tenant compte de ces donnees, il apparait qu' il doit être possible de mesurer le type e-t l'amplitude des contraintes exercees sur un os ou sur une tige de bois, de manière a comparer le resultat avec une contrainte type.
~ette comparaison peut etre utilisee à differentes fins, `
notamment pour declencher une fixation de ski lorsque la contrainte relevee sur la jambe du skieur depasse une ~ limite admissible ou a d'autres fins que l'on enumerera par la suite.
A cet effet, la presente invention a pour objet un procede pour determiner des contraintes par mesure et ; analyse de potentiels piezo-electriques produits dans un matériau organique rigide en forme d'organe allonge ayant une extremite encastree consécutivement a des sollicita-tions mécaniques exercées sur organe, caracterise par le ~ L16i ~; 3 Dornaine technigue The invention relates to a method for measuring and analyzing potentials of piezo-electric origin generated by ~ r ~ organ ri ~ ide elongated in an organic material, following a stress-5 mechanical station.
State of the art Thirteen scientific studies have shown that different organ-i ~ niques produce varia-ti ~ ns of electric potentieis when 71s distort. This is especially the case with muscles ~
11 has already been proposed to use the signals of muscular origin to control the automatic opening of a ski binding in case risk of fracturing the skier's leg. Such a disposit7F of security is subject to DE patents? 121 827, US 3,776,566 and 3 8 ~ 6 sos.
; 15 However, this solution poses more problems than it does solve. In fact, if we consider that all muscular activity is generating a variation in electrical potential, these patents remain mute on how to use these currents wisely to generate a signal requesting the opening of the binding. The practice of 20 ski accrornF) agne obligato ~ rement of muscular work. Now the ~ uver-The fixing should only take place exceptionally at the time where the stresses on the leg bones become abnormal. He is by therefore necessary to define a threshold from which we want generate a signal from the electrical potential; that of muscular origin. The 25- definition of this threshold poses extremely complex problems, being given that the stresses to which the bone is subjected and those which exercise on the muscles are not ~ proportional neither proportional nor simultaneous. In addition, the electrical potentials of muscular origin do not not allow to determine the type ~ e stress to which the bones are ~ o submitted; however the resistance of a bone is not the same if it is subjected to a bending or twisting. This means that the electrical potentials if muscle origin can, in some cases, ~ exceed the threshold Iimite, while the stress on the bone is perfectly tolerable, tanclis ! -- ~
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- ~ 6 ~ 5 ~ 3 that in other cases this limit threshold has not been reached when the bone is stressed beyond its limit of resistance.
The faults and dangers of the proposed solution see appear immediately and appear to be inherent in the `very design of this security device, given that it measures electrical potentials depending on the ac-muscle activity and that these potentials are meant to be characteristics of the stresses exerted on the bones.
10Scientific studies have also shown that piezoelectric effects occur when rigid organs made of organic materials such as wood or the bones are subjected to mechanical stresses. Of tests have shown that the signal shapes generated by the electrical potentials consecutive to stresses exerted on the bones are different depending on the nature of the constraint and that the amplitude of the signal is a function of both the importance of the constraint and of its application speed. This means that for a ; 20 given stress level, the measured signal will depend of the speed of application of the constraint.
Taking into account these data, it appears that it must be possible to measure the type and the amplitude stresses exerted on a bone or on a wooden rod, so as to compare the result with a standard constraint.
~ this comparison can be used for different purposes, `
especially to trigger a ski binding when the stress raised on the skier's leg exceeds ~ admissible limit or for other purposes which will be listed thereafter.
To this end, the object of the present invention is a method for determining stresses by measurement and ; analysis of piezoelectric potentials produced in a rigid organic material in the form of an elongated organ having an extremity encased consecutively to solicitations mechanical actions exerted on the organ, characterized by the

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fait que l'on détecte des signaux caracteristiques desdits potentiels en deux points de l'organe qui sont écartes longitudinalement et situés à une distance determin-ee l'un de l'autrel on amplifie et integre les deux signaux detectes en ces points, on determine une valeur d'une contrainte de flexion s'exerçant au point de detection qui est le plus ~. e].oigne d'un point d'encastrement de l'organe allonge en - effectuant une difference entre les deux signaux integres et en multi.pliant cette difference par un rapport entre, d'une part, une distance entre le point de detection qui est le plus eloigne du point d'encastrement et ce point d'en-castrement, et d'autre part, la distance determinee entre les deux points de detection, et on determine une valeur d'une contrainte de torsion en effectuant une dif~erence ~:~ 15 entre le plus grand des deux signaux integres et la con-trai.nte de flexion.
La presente invention a egalement pour objet un dispositif pour determiner des contraintes par mesure et analyse de potentiels piezo-electri~ues produits dans un materiau organique rigide en forme d'organe allonge ayant une extremite encastree consecutivement a des sollicitations : mecaniques de ce-t organe, caracterise par le fait qu'il comporte deux electrodes de mesure ecartees longitudinale-ment et di.sposees a une distance determinee l'une de l'autre le long de l'organe allonge, ces deux électrodes etant ega-: lement reliees chacune a un circuit integrateur delivrant ; un signal sur une sortie de ce circuit integrateur, un premier : operateur analogique pour etablir une di~ference entre les signaux issus des deux circuits integrateurs, un second operateur analogique pour multiplier une valeur issue dupremier operateur analogique par un rapport entre, d'une part, une distance entre un point d'encastrement dudit : organe allonge et l'electrode qui est la plus eloignee de ce point d'encastrement et, d'autre part, la distance determinee entre les deux electrodes, pour faire apparaltre a une sortie de ce second operateur analogique une variation - 2 a ~ ' .

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-5 ~ 3 d'une contrainte de flexion, et un troisième opérateur ana-logique ayant des entrées qui sont reliées d'une part à la sortie du second opérateur analogique et d'autre part à la sortie du circuit intégrateur lie à ladite électrode qui est la plus eloignee du point d'encastrement pour faire apparaltre à une sortie de ce troisième opérateur analogi-que une valeur d'une contrainte de torsion.
Le dessin annexe illustre schematiquement et à
titre d'exemple seulement un mode de mise en oeuvre préfére du procedé et du dispositif objet de llinvention.

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La -Figure I illustre un schéma électronique de traitement des signaux captés.
I es fi1ures 2 et 3 sont des dia~rammes explîcatifs.
Meilleure manière de réaliser l'invention Dans le cas où la détection des potentiels piézo-électriques provenant des os est destiné à déclencher une fixation de ski par exemple dès qu'un seuil de contrainte prédéterminé a été atteint, il est nécessaire de mesurer indépendamment les deux composantes dont est ~ormé le signal afin de savoir quelle est la répartltion entre contraintes 10 de $orsion et contraintes de flexion. Il est bien connu de la theorie sur la résistance des matériaux que, dans le cas d'une torsion, la contrainte est constante en tous les points d'une poutre encastrée à
une ex-trémité, tandis qu'avec une flexion, la contrainte croît en direction du point d'encastrement. Il est d'autre- part également connu 15 que la tension d'origine piézo-électrique est dépendante de la vitesse d'application de la contrainte. Comme le montre le diàgramme de la figure 2, I'app1ication d'une contrainte C pendant un temps tl donne, pendant le même temps tl, un signal sl, tandis c~ue l'application de la 1~ même contrainte C pendant un temps t2 donne un signal 52 d'amplitude 20 plus faible pendan~t le même temps t2. Par contre, les surFaces ~1 et ~2 sont égales; par conséquent, en intégrant le signal S, on introduit:
la notion du paramètre "temps" et cette inté~ration nous ram~ne à la contrain:e elle-même plutôt qu'à sa dérivée.
Ce résultat peut être obtenu à l'aide de deux circuits intégrateurs 25 actifs à amplificateurs opérationnels illustres par la figure i qui comprend essentiellement deux électrodes de mesure I et 2, chacune associée à un circuit intégrateur actif à amplifi~ateur opérationnel Cl j `
e-t C12 à la sortie desquels apparaissent des signaux Sl, respectivement 52~ caractéristiques des potentiels et du temps ntesurés Ensuite, ces 30 signaux sont traités par une série d'opérateurs analo~iques agencés pour effectuer le développement mathématique que l'on va exposer en se référant aw diagramme de la figure 3.
Ce diagramme montre une droi te ~ qui correspond à la somme de deux contraintes de torsion T respectivement de flexion F d'une poutre 35 encastrée, la partie inférieure de la jambe, notamment le tibia, pouvant etre assimilée ~ ce ~as Les signaux 51 e- S2 mesurés en deux prints I

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et 2 de cette droite ~, écartés d'une distance d, Sl étant à une distance D du point d'encastrement, correspondent à la somme des deux contraintes de torsion et de flexion en ces po;nts de la droite ~.

5~ = T ~ F~

S~ = T + F~

Sl - S2. = Fl - F2 = F' La drolte a une équation de la forme: ~ .
y = ax ~ b a est la pente de = c~
b est l'ordonnée à l'origine ~ T au point I de la droite ô
51 ~ d D ~ T
ou encore Sl ~ d F' + T

Dans cette équation T est l'inconnue T = Sl - 3 F' ~ ';I - ~ F
Fl= D F' = Q F - 2 -,.

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the fact that characteristic signals of said signals are detected potentials at two points of the organ which are separated longitudinally and located at a determined distance from one from the other one amplifies and integrates the two detected signals at these points, a value of a constraint of bending at the detection point which is the most ~. e]. points to a point where the elongated member is fixed in - making a difference between the two integrated signals and by multiplying this difference by a ratio between, on the one hand, a distance between the detection point which is furthest from the point of embedding and this point of castration, and on the other hand, the determined distance between the two detection points, and we determine a value torsional stress by making a difference ~: ~ 15 between the larger of the two integrated signals and the bending trai.nte.
The present invention also relates to a device for determining stresses by measurement and analysis of piezoelectric potentials produced in a rigid organic material in the form of an elongated member having a recessed end following solicitations : mechanics of this organ, characterized by the fact that it has two longitudinal spaced apart measurement electrodes located at a determined distance from each other along the elongated member, these two electrodes being equal : each linked to a delivering integrating circuit ; a signal on an output of this integrating circuit, a first : analog operator to establish a difference between the signals from the two integrator circuits, a second analog operator to multiply a value from the first analog operator by a ratio between, of share, a distance between an embedding point of said : elongated organ and the electrode which is furthest away from this embedding point and, on the other hand, the distance determined between the two electrodes, to make appear a variation of this second analog operator - 2 a ~ '.

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-5 ~ 3 of a bending stress, and a third operator ana-logic having inputs which are connected on the one hand to the second analog operator output and secondly to the integrator circuit output linked to said electrode which is farthest from the installation point to make appear at an output of this third analog operator as a value of a torsional stress.
The accompanying drawing illustrates schematically and as an example only a preferred mode of implementation of the process and the device object of the invention.

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-Figure I illustrates an electronic diagram for processing signals received.
I es fi1ures 2 and 3 are explanatory diagrams.
Best way to realize the invention In the event that the detection of piezoelectric potentials from the bones is intended to trigger a ski binding by example as soon as a predetermined constraint threshold has been reached, it is necessary to measure independently the two components of which is ~ orm the signal in order to know what is the distribution between constraints 10 of $ orsion and bending stresses. Theory is well known on the strength of the materials that, in the case of a twist, the stress is constant at all points of a beam embedded in an ex-extremity, while with a bending, the stress increases in direction of the installation point. It is also known 15 that the original piezoelectric voltage is dependent on the speed application of the constraint. As shown in the diagram of the FIG. 2, the application of a constraint C for a time tl gives, during the same time tl, a signal sl, while c ~ ue the application of the 1 ~ same constraint C for a time t2 gives an amplitude signal 52 20 lower pendan ~ t the same time t2. On the other hand, the surfaces ~ 1 and ~ 2 are equal; consequently, by integrating the signal S, we introduce:
the notion of the parameter "time" and this interest brings us back to the constrain: e itself rather than its derivative.
This result can be obtained using two integrating circuits 25 assets with operational amplifiers illustrated in Figure i which essentially comprises two measurement electrodes I and 2, each associated with an active integrator circuit with operational amplifier Cl j `
and C12 at the output of which Sl signals appear, respectively 52 ~ characteristics of the potentials and the measured time Then, these 30 signals are processed by a series of arranged analog operators to carry out the mathematical development that we will expose in referring to the diagram in Figure 3.
This diagram shows a line ~ which corresponds to the sum of two torsional stresses T respectively of bending F of a beam 35 embedded, the lower part of the leg, in particular the tibia, being able be assimilated ~ this ~ as The signals 51 e- S2 measured in two prints I

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and 2 of this line ~, separated by a distance d, Sl being at one distance D from the installation point, correspond to the sum of two torsional and bending stresses in these po; nts of the line ~.

5 ~ = T ~ F ~

S ~ = T + F ~

Sl - S2. = Fl - F2 = F ' The drolte has an equation of the form: ~.
y = ax ~ ba is the slope of = c ~
b is the intercept ~ T at point I from the right ô
51 ~ d D ~ T
or Sl ~ d F '+ T

In this equation T is the unknown T = Sl - 3 F '~'; I - ~ F
Fl = DF '= QF

3~ 25 Pour résoudre cette équation à partir des signaux Sl et S2 issus d~s circuits intégrateurs actifs Cll et Cl2, un opérateur analo~i4ue . ;1 :~ OAI dont les deux entrées sont reliees aux sorties de Cll et C12 établllt la difference entre ces signaux Sl et S2, de sorte que la valeur. F
: 30 appara^~t à la sortle de cet~ opérateur OAI. Un second opérateur analo-. ~ g ique OA2 multiplle cette valeur F par ~ qui correspond à D. La valeur ~ F sor~ant de l'opérateur OA2 est diris~ée d'une part vers un~
. ~ entrée d'un opérateur analogique OA3 dont la seconde entrée est reliée à la sortie de l'intégrateur Cll. Cet opérateur OA3 établit la différence . ~ : 3S entre 51 et a F, de sorte que la valeur T ap.paraît à sa sortie.
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Deux comparateurs Cl et C2 comparent les valeurs de T, respec-tivement de ~ F, avec une valeur de référence RT et RF correspon-dant, par exemple, dans le cas d'une ~ixation de ski de sécurité, à la limite admissible de torsion, res~ectivement de flexion. Ces deux 5 comparateurs qui émettent un signal dès que l'une de ces limites est dépassée sont reliés à une porte "OR" destinée à fournir le signal utile commandant le déclenchement de la fixation Bien entendu, la qualité et lc~ précision des mesures e~-Fectuées à
l'aide du procédé décrit dépendent essentiellement de la proprete du 10 signal capté que llon amplifie Cette propreté peut être influencés par divers facteurs, notamment par des potentiels ne provenant pas de I'os, mais par exemple de l'activité musculaire qui accompagne forcé-ment les contraintes appliquées sur l'os lors de la pratique clu ~ki notamment.
Des essais de mesure de ces potentiels in vivo ont été menés aussi bien en laboratoire que sur la iambe de skieurs évoluant sur le terrain. Ces essais ont été réalisés tout d'abord avec une paire d'élec-trodes simples. Les potentiels relevés à l'aide de ces électrodes ont bien permis de mesurer des ~ariations en fonction des contraintes 20 appliquées à l'os; toutefois les diagrammes relevés à l'aide d'un enre- `
gistreur utilisé pcur les électro-cardiogrammes on-t revélé une propor-tion importante de potentiels parasit~s, de sorte que le traitement d'un s,s~nal issu de cette électrode est difficilement exploitable, atant donné
que, pour certaines contraintes, I'amplitude du signal provenant des 25 variations de potentiel engendrées par l'effet piézo-électrique dû à l'os peut être du même ordre de grandeur que les potentiels parasites.
Ensuite, des essais ont été réalisés avec une paire de doubles ; électrodes, I'électrode de mesure étant entourée d'un anneau de gardePour améliorer le contact entre l'électrode et l`a peau, on a utilisé une 30 crème conductrice du type de celles utilisées pour l'enre~istrement des électro-cardio~rammes. Les électrodes ont été placées le long du tibia ` ~ qui est dlrectement adjacent à la peau sur une portion importante de sa longueur.
La propreté du signal enregistré dans ces conditions est nette-35 ment meilleure que précédemment et permet d'envisager un traitementdu signal selon le procédé décrit précédemment.

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;3 Possibi!ité d'exp!o_ation industrielle Bien entendu, le procédé objet de l'invention n'est pas seulement utllisable dans le cas où l'on désire produire un signal de déclenche-ment d'une fixation de ski. Cette appiication n'est donnée qu'à titre 5 d'exemple. On peut, en efFet, envisager d'autres applications, par exemple médicales, en vue de détecter une ~racture ou une fissure ou I'état de guérison d'une fracture. On peut aussi envisager des appli-cations dans le domaine du sport, notamment de l'entraînement sportif;
on peut en effet imaginer de détecter les contraintes du tibia d'un 10 athlète qui saute ou qui court. Le tibia n'est pas le seul os dont on peut mesurer les potentiels d'origine pié~o-électrique, les os de l'avant-bras sont également proches de la peau, de sorte que l'on peut, dans ce cas, envisager par exemple de mesurer les contraintes résultant de la pratique du tennis et de là, relever des défauts dans la techniqye 15 cl'un joueur. Ce procédé n'est évidemment pas limité aux os, mais est - applicable à d'autres organes rigides en matériau organique tel quc~ le bois, de sorte qu'il est possible de mesurer l'état des contraintès s'exerçant sur des structures en bois.
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:. - ' , . ' :: 3 ~ 25 To solve this equation from signals Sl and S2 from of active integrating circuits Cll and Cl2, an analog operator ~ i4ue . ; 1: ~ OAI whose two inputs are connected to the outputs of Cll and C12 establish the difference between these signals S1 and S2, so that the value. F
: 30 appears at the end of this OAI operator. A second analog operator . ~ g ique OA2 multiplies this value F by ~ which corresponds to D. La value ~ F sor ~ ant of operator OA2 is diris ~ ée on the one hand towards a ~
. ~ input of an analog operator OA3 whose second input is connected at the output of the integrator Cll. This operator OA3 establishes the difference . ~: 3S between 51 and a F, so that the value T ap.appears on its output.
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Two comparators Cl and C2 compare the values of T, respec-tively from ~ F, with a corresponding RT and RF reference value dant, for example, in the case of a safety ski ixation, to the admissible limit of torsion, respectively of flexion. These two 5 comparators which emit a signal as soon as one of these limits is exceeded are connected to an "OR" gate intended to provide the useful signal controlling the release of the fixation Of course, the quality and lc ~ precision of the measurements e ~ -Fected at using the process described essentially depend on the cleanliness of the 10 signal received that amplifies This cleanliness can be influenced by various factors, in particular by potentials not coming from Bone, but for example muscle activity that accompanies forced-ment the stresses applied on the bone during the clu ~ ki practice especially.
Tests to measure these potentials in vivo have been carried out both in the laboratory and on the leg of skiers playing on the ground. These tests were first carried out with a pair of electro simple trodes. The potentials detected using these electrodes have well allowed to measure ~ ariations according to constraints 20 applied to the bone; however, the diagrams taken with the help of a record ``
recorder used for electro-cardiograms revealed a proportion important parasitic potential, so that the treatment of a s, s ~ nal from this electrode is difficult to use, given that, for certain constraints, the amplitude of the signal coming from the 25 potential variations caused by the piezoelectric effect due to the bone may be of the same order of magnitude as the parasitic potentials.
Then tests were carried out with a pair of duplicates ; electrodes, the measuring electrode being surrounded by a guard ring To improve the contact between the electrode and the skin, a 30 conductive cream of the type used for the recording of electro-cardio ~ rammes. The electrodes were placed along the tibia `~ which is directly adjacent to the skin over a significant portion of its length.
The cleanliness of the signal recorded under these conditions is clear-35 ment better than previously and allows to consider a signal processing according to the method described above.

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; 3 Possibility of industrial expo oation Of course, the process which is the subject of the invention is not only usable if you want to generate a trigger signal of a ski binding. This app is given only for Example 5. We can, in fact, consider other applications, for example medical example, to detect a ~ fracture or a crack or The state of healing of a fracture. We can also consider applications cations in the field of sport, in particular sports training;
we can indeed imagine detecting the constraints of the tibia of a 10 athlete who jumps or runs. The tibia is not the only bone can measure potentials of pie ~ o-electric origin, the bones of the arms are also close to the skin, so that one can, in in this case, consider for example measuring the constraints resulting from the practice of tennis and from there, find faults in the technique 15 by a player. This process is obviously not limited to the bones, but is - applicable to other rigid bodies made of organic material such as ~
wood, so it is possible to measure the state of the stresses exercising on wooden structures.
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Claims (5)

Les réalisations de l'invention, au sujet des-quelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendique, sont définies comme il suit: The embodiments of the invention, concerning the-what an exclusive property right or lien is claims, are defined as follows: 1. Procédé pour déterminer des contraintes par mesure et analyse de potentiels piézo-électriques produits dans un matériau organique rigide en forme d'organe allongé
ayant une extrémité encastrée consécutivement à des solli-citations mécaniques exercées sur cet organe, caractérisé
par le fait que l'on détecte des signaux caractéristiques desdits potentiels en deux points dudit organe qui sont écartés longitudinalement et situés à une distance déter-minée l'un de l'autre, on amplifie et intègre les deux signaux détectés en ces points, on détermine une valeur d'une contrainte de flexion s'exerçant au point de détection qui est le plus éloigné d'un point d'encastrement dudit organe allongé en effectuant une différence entre les deux signaux intégrés, et en multipliant cette différence par un rapport entre, d'une part, une distance entre ledit point de détection qui est le plus éloigné du point d'encastrement et ce point d'encastrement, et d'autre part, ladite distance déterminée entre les deux points de détection, et on détermine une valeur d'une contrainte de torsion en effectuant une différence entre le plus grand des deux signaux intégrés et ladite contrainte de flexion. 1. Method for determining stresses by measurement and analysis of piezoelectric potentials produced in a rigid organic material in the form of an elongated organ having one end embedded consecutively to stresses mechanical citations exerted on this organ, characterized by the fact that characteristic signals are detected of said potentials at two points of said organ which are spaced apart longitudinally and located at a specified distance mined from each other, we amplify and integrate the two signals detected at these points, a value of one is determined bending stress exerted at the detection point which is farthest from a point of embedding said organ stretched out by making a difference between the two signals integrated, and multiplying that difference by a ratio between, on the one hand, a distance between said point of detection which is furthest from the installation point and this embedding point, and on the other hand, said distance determined between the two detection points, and we determines a value of a torsional stress by performing a difference between the larger of the two integrated signals and said bending stress. 2. Procédé selon la revendication 1, caracté-risé par le fait que l'on compare chacune des contraintes mesurées a une valeur de référence. 2. Method according to claim 1, character-laughed at by the fact that we compare each of the constraints measured at a reference value. 3. Procédé selon la revendication 2, carac-térisé par le fait que l'on génère un signal de commande chaque fois qu'au moins une des contraintes mesurées dépasse la valeur de référence. 3. Method according to claim 2, charac-terrified by the fact that a control signal is generated whenever at least one of the stresses measured exceeds the reference value. 4. Dispositif pour déterminer des contraintes par mesure et analyse de potentiels piézo-électriques produits dans un matériau organique rigide en forme d'organe allongé ayant une extrémité encastrée consécutivement à des sollicitations mécaniques de cet organe, caractérisé par le fait qu'il comporte deux électrodes de mesure écartées longitudinalement et disposées à une distance déterminée l'une de l'autre le long dudit organe allongé, ces deux électrodes étant également reliées chacune à un circuit intégrateur délivrant un signal sur une sortie de ce circuit inté-grateur, un premier opérateur analogique pour établir une différence entre les signaux issus des deux circuits inté-grateurs, un second opérateur analogique pour multiplier une valeur issue du premier opérateur analogique par un rapport entre, d'une part, une distance entre un point d'en-castrement dudit organe allongé et l'électrode qui est la plus éloignée de ce point d'encastrement, et, d'autre part, la distance determinée entre les deux électrodes, pour faire apparaître à une sortie de ce second opérateur analo-gique une variation d'une contrainte de flexion, et un troisième opérateur analogique ayant des entrées qui sont reliées d'une part à la sortie du second opérateur analo-gique et d'autre part à la sortie du circuit intégrateur lié à ladite électrode qui est la plus éloignée du point d'encastrement pour faire apparaître à une sortie de ce troisième opérateur analogique une valeur d'une contrainte de torsion. 4. Device for determining constraints by measurement and analysis of piezoelectric potentials produced in a rigid organic material in the form of an organ elongated having a recessed end consecutive to mechanical stresses of this organ, characterized by the fact that it has two spaced apart measuring electrodes longitudinally and arranged at a determined distance one from the other along said elongated member, these two electrodes also being each connected to a circuit integrator delivering a signal on an output of this integrated circuit grateur, a first analog operator to establish a difference between the signals from the two internal circuits grateurs, a second analog operator to multiply a value from the first analog operator by a relationship between, on the one hand, a distance between a point of castration of said elongated member and the electrode which is the further from this embedding point, and, on the other hand, the determined distance between the two electrodes, for make appear at an output of this second analog operator a variation of a bending stress, and a third analog operator having inputs that are connected on the one hand to the output of the second analog operator and on the other hand at the output of the integrator circuit linked to said electrode which is furthest from the point of embedding to make appear at an exit of this third analog operator a value of a constraint of torsion. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé
par le fait qu'il comporte en plus un premier comparateur ayant des entrées reliées respectivement à la sortie du troisième opérateur analogique et à une valeur de référence de torsion, et un second comparateur ayant des entrées re-liées respectivement à la sortie du second opérateur analo-gique et à une valeur de référence de flexion. 5. Device according to claim 4, characterized by the fact that it additionally includes a first comparator having inputs connected respectively to the output of the third analog operator and at a reference value of torsion, and a second comparator having inputs linked respectively to the output of the second analog operator and a bending reference value.