Rev. Phys. Appl. (Paris) 3, 5-10 (1968)
DOI: 10.1051/rphysap:01968003010500

Capteur capacitif de petits déplacements. Application à la réalisation d'une balance de torsion enregistreuse de haute sensibilité

Daniel Chéry, Claude Grandjean et Jacques Villermaux

Laboratoires de Génie Chimique de l'École Nationale Supérieure des Industries Chimiques, Université de Nancy, Centre de Cinétique Physique et Chimique du C.N.R.S.

Abstract
A capacitive transducer bas been devised which consists of a variable condenser of a few picofarads determining the frequency of an oscillator. Frequency variations are converted into a direct output voltage proportional to the relative displacement of plates. The transducer is used to monitor the rotation of an horizontal beam suspended by a torsion wire of about fifty microns diameter. With such a microbalance, torques as low as 10-10 newton × meter can be measured and recorded. By means of this device, evidence has been obtained for a "suction pressure" of 10-5 pascal, occuring when hydrogen atoms are irreversibly adsorbed onto a layer of molybdenum trioxide deposited on one side of a target.

Résumé
Un capteur capacitif est constitué par un condensateur variable de quelques picofarads pilotant la fréquence d'un oscillateur. Les variations de fréquence engendrent une tension continue proportionnelle au déplacement des armatures. Le capteur est utilisé pour détecter les rotations d'un fléau horizontal suspendu à un fil de torsion d'une cinquantaine de microns de diamètre. La microbalance ainsi constituée permet de mesurer et d'enregistrer des couples aussi faibles que 10-10 newton x mètre. Grâce à ce dispositif, on a pu mettre en évidence une « pression de succion » de 10-5 pascal, liée à l'adsorption irréversible d'atomes d'hydrogène sur l'une des faces d'une cible recouverte de trioxyde de molybdène.

PACS
0707D - Sensors (chemical, optical, electrical, movement, gas, etc.); remote sensing.
0630B - Spatial dimensions (e.g., position, lengths, volume, angles, and displacements).

Key words
Capacitive sensors -- Displacement measurement -- Electronic equipment -- Microbalances -- Torsion torque