Comment choisir un dynamomètre?
Comment choisir un dynamomètre?
Dynamomètre de traction et compression DFG.[/caption]
Comment choisir un dynamomètre, l’instrument de mesure qui permet de déterminer le mesurande force.
Avant de commencer à apporter des éléments de réponse à cette question, faisons un petit rappel sur ce qu’est la force. La force consiste en toute interaction entre deux objets capable de changer l’état de repos ou la direction de l’objet soumis à une force quelconque. La mécanique est le domaine de la science qui traite de la force et des effets de celle-ci. Pour plus de détails sur le concept force voir l’article ci-après : Mesure de force.
Quelle est l'unité SI d'une force F ?
Le N (newton) est l'unité utilisée pour la mesure de force. Elle est dérivée de l'unité de base du Système Internationale : le kilogramme. Cette unité nous vient d’Isaac Newton pour ses découvertes et ses travaux sur le concept de force.
Les multiples et sous multiples du newton
Sous-multiples
Decinewton = 1/10eme de N = 0,1N
Centinewton = 1/100eme de N = 0,01N
Millinewton = 1/1000eme de N = 0,001N
Multiples
Decanewton = 10N
Kilonewton = 1000N
Meganewton = 1000000N
Comment fonctionne le dynamomètre ?
Il existe deux sortes de dynamomètres : le dynamomètre mécanique et le dynamomètre numérique.
Dynamomètre mécanique
Ce dernier se constitue d'un cadran gradué qui indique la force mesurée. Et la mesure de force s'obtient grâce à un ressort calibré en traction et en compression.
Dynamomètre numérique
Le principe de mesure reste proche mais au lieu d’utiliser un ressort, le dynamomètre numérique utilisera un capteur de force. Celui-ci est un corps d’épreuve équipé de jauges de contraintes qui se déforment sous une charge. Le capteur de force associé à une électronique et un écran permet de réaliser les mesures d’effort.
Comment utiliser un dynamomètre pour mesurer une force ?
Maintenant qu’on sait comment fonctionne le dynamomètre comment l’utiliser pour faire une mesure de force ? Avant de répondre à cette question il convient de comprendre pourquoi a-t-on besoin de faire des mesures de force. La mesure de force trouve des applications dans de nombreux domaines : la médecine, l’industrie, la recherche etc. On est amenés à faire une mesure de force pour déterminer par exemple la capacité de récupération d’un patient après une opération. Ceci en mesurant la force de tirer-pousser à l’aide d’un dynamomètre. Ou dans l’industrie cette fois-ci monté sur un banc d’essai pour réaliser des tests de ressort ou la qualification de matériaux. L’utilisation d’un banc d’essai manuel ou motorisé est nécessaire quand les forces à appliquer deviennent importantes. Mais aussi lorsque la répétabilité est une donnée importante.
Alors quels sont les différents paramètres à considérer dans le choix d’un dynamomètre ?
La conception du dynamomètre
Dans la famille des dynamomètres digitaux, il existe des modèles avec capteur externe. En effet le capteur de mesure d’effort n’est pas directement intégré au boîtier d’affichage. Il convient donc de statuer sur la conception de votre futur dynamomètre : capteur interne ou externe. Dans le cas de mesure de forces importantes, vous n’aurez pas le choix que d’avoir le capteur de force déporté. Quand le capteur de force est déporté le choix de ce dernier peut être un facteur déterminant dans la réussite de votre essai. Voir notre article sur comment choisir un capteur de force.
Etendue et unité de mesure
Les dynamomètres sont conçus pour une certaine plage de mesure. Celle-ci correspond au maximum de leur étendue de mesure. En effet quand on parle d’un dynamomètre de 500N, c’est que sa plage nominale est de 500N. Il est donc important de statuer à l’avance sur la plage nécessaire dans votre situation.
La résolution et la précision de mesure
La résolution correspond à la plus petite valeur de force lisible par le dynamomètre. C’est le pas de mesure de l'instrument.
Le dynamomètre numérique aura généralement une meilleure précision que son homologue mécanique. Même si dans la famille des dynamomètres numériques, il existe différents niveaux de précision. Il convient donc de bien examiner le facteur précision dans votre processus de sélection du dynamomètre. L'information de précision se trouve sur les fiches techniques ou à défaut dans les manuels d'utilisation.
Fréquence d’échantillonnage
Les dynamomètres avec capteur de force interne ou externe ont tous une fréquence d'échantillonnage. Elle s'exprime en Hz et correspond au nombre d'échantillon de mesure par unité de temps, ici la seconde. Dans le cas d'essai sur des phénomènes rapides, il convient de s'assurer que la fréquence d'échantillonnage du dynamomètre numérique est en adéquation avec votre besoin.
Traitement des données de mesure
Plusieurs modes de mesure existent selon les différents modèles. Le mode PIC (PEAK) permet de ne retenir que la valeur max mesurée lors d’un essai. Cette valeur peut même être enregistrée dans une mémoire (modèles disposant d’une mémoire interne). Des logiciels de traitement de données permettent d’exporter les données sur PC. L’acquisition directe des données sur PC est également possible avec les modèles disposant d'une sortie et logiciel adéquats.
La sortie analogique est une option disponible de série sur la plupart des modèles premium.
Logiciel Force VS Temps pour essais en traction-compression[/caption]
Comment calibrer un dynamomètre ?
La confirmation métrologie des dynamomètres peut se faire de deux façons. Soit via une vérification ou un étalonnage. Il convient donc de définir en fonction de votre situation, le type de confirmation métrologique dont vous avez besoin. Sachant qu’un étalonnage COFRAC ou équivalent (ISO17025) peut être requis dans certains cas. Pour plus de détails voir l’article sur la confirmation métrologique.
Comment choisir un dynamomètre? C'est important de répondre à cette question mais le choix de l'accessoire de préhension est aussi important pour réussir votre essai. INSTRUMENTYS propose une large gamme d'accessoires de préhension et nous restons à votre disposition pour vous accompagner dans vos projets.