Cellules de charge de mesure de force ou de pesage, comment fonctionne-t-elles?

Les cellules de charge sont des transducteurs qu'on utilise généralement pour mesurer la force, le poids ou le couple agissant sur un objet. Ils se destinent à diverses industries, notamment dans l'industrie manufacturière, l'aérospatiale, l'automobile et l'agriculture. Les cellules de charge convertissent la force qui leur est appliquée en un signal électrique qui peut être lu par un système de contrôle ou un dispositif d'acquisition de données.

Il existe différents types de cellules de charge, notamment les cellules de charge à jauge de contrainte, les cellules de charge hydrauliques et les cellules de charge piézoélectriques. Chaque type de capteur a ses propres avantages et inconvénients et s'utilise dans différentes applications en fonction des besoins. Dans cet article, nous nous concentrerons sur les capteurs à jauge de contrainte, qui sont les plus couramment utilisés dans les applications de mesure de la force.

[caption id="attachment_6800" align="aligncenter" width="400"] Capteur de pesage[/caption]

Le fonctionnement des jauges de contraintes

Les capteurs à jauges de contrainte reposent sur le principe selon lequel lorsqu'une force qu'on applique à un matériau, celui-ci se déforme ou s'étire. Les jauges de contrainte sont de fines bandes de feuilles métalliques reposant à la surface du capteur. Lorsqu'on applique une force au capteur, la feuille métallique s'étire ou se comprime, ce qui entraîne une modification de la résistance de la jauge de contrainte. Ce changement de résistance est proportionnel à la charge sur le capteur et que le circuit de pont de Wheatstone mesurera.

Le pont de Wheatstone et les cellules de charge

Le circuit du pont de Wheatstone se compose de quatre éléments résistifs, y compris la jauge de contrainte. Le circuit est conçu pour mesurer de petites variations de résistance en comparant la tension de sortie à une tension de référence. La tension de sortie du circuit de pont de Wheatstone est proportionnelle à la force appliquée à la cellule de charge et peut être calibrée pour fournir des mesures précises.

Les différents types de capteurs à jauge de contrainte

Il existe différents types de capteurs à jauges de contrainte, notamment les capteurs à point unique, les capteurs de flexion, les capteurs de cisaillement et les capteurs de compression. Chaque type de capteur est conçu pour des applications spécifiques en fonction de la direction de la force et de la quantité de force à mesurer.

Le capteur de flexion

Les capteurs de flexion sont conçus pour mesurer les forces agissant dans une direction, comme dans les plates-formes de pesage. Ils se constituent d'une poutre qui se déforme sous la charge, provoquant un changement de résistance dans la jauge de contrainte. Les capteurs de flexion sont très courants dans les applications industrielles où la précision et la durabilité sont essentielles.

Le capteur de cisaillement

Les capteurs de cisaillement sont similaires aux capteurs de flexion, mais ils sont conçus pour mesurer des forces agissant dans deux directions. Ils sont couramment présents dans des applications telles que les bascules pour camions et les systèmes de pesage.

Le capteur de compression

Les capteurs de compression sont conçus pour mesurer les forces agissant en compression, comme dans les applications de presse hydraulique. Ils se constituent d'un cylindre qui se comprime lorsqu'une charge est présente, provoquant un changement de résistance dans la jauge de contrainte. Les capteurs de compression sont couramment utilisés dans les applications qui requièrent une grande précision et une longue durée de vie.

Le capteur de pesage à appui central

Les capteurs à point d'appui unique sont couramment utilisés dans les applications qui nécessitent des mesures précises de petites charges, comme dans les balances de vente au détail. Ils sont conçus pour mesurer les forces agissant sur un seul point et fournissent des mesures précises et fiables.

Cellules de charge, une technologie très répandue et fiable

Les cellules de charge ont un large éventail d'applications dans diverses industries. Ils sont couramment utilisés dans les systèmes de pesage, les machines d'essai de force, les machines d'essai de matériaux et les systèmes d'automatisation industrielle. Les cellules de charge servent à mesurer les forces en temps réel, ce qui permet un contrôle précis des processus et garantit la qualité des produits.

Avantages de la technologie

L'un des principaux avantages des cellules de charge est leur grande précision et leur répétabilité. Les capteurs de pesage peuvent fournir des mesures précises même lorsque la force appliquée est très faible. Elles peuvent également fournir des mesures répétables, ce qui garantit la cohérence des processus de production.

Un autre avantage des capteurs de pesage est leur durabilité et leur fiabilité. Les capteurs de pesage sont conçus pour résister aux environnements difficiles, tels que les températures extrêmes, l'humidité et les vibrations. Elles sont également conçues pour résister aux surcharges et fournir des mesures précises sur une longue période.

Les capteurs de pesage sont également faciles à intégrer dans les systèmes de contrôle et les dispositifs d'acquisition de données. Le signal de sortie électrique du capteur se connecte à un système de contrôle ou à un dispositif d'acquisition de données, ce qui permet de surveiller et de contrôler les processus en temps réel.

Comment choisir vos cellules de charge ?

La classe de précision du capteur

L'un des facteurs clés à prendre en compte lors du choix d'un capteur de pesage est la précision requise pour l'application. Les capteurs de pesage sont disponibles dans différentes classes de précision (OIML). La classe de précision d'un capteur détermine l'erreur maximale autorisée dans la mesure.

La capacité des cellules de charge

Un autre facteur à prendre en compte est la capacité de la cellule de charge, qui correspond à la charge maximale de mesure. Les cellules de charge sont disponibles dans différentes capacités, allant de quelques grammes à plusieurs tonnes. Il est donc important de choisir une cellule de charge dont la capacité correspond à l'application pour garantir des mesures précises et fiables.

L’installation et l’intégration du capteur

L'installation des capteurs de pesage est également un élément important. Les capteurs de pesage doivent être installés correctement pour garantir des mesures précises et éviter d'endommager le capteur. Les capteurs de pesage doivent être installés sur une surface plane et horizontale, et la force doit être appliquée au capteur de pesage dans la bonne direction.

L’étalonnage et l’entretien des cellules de charge

Un étalonnage et un entretien réguliers sont également importants pour les capteurs de pesage. Ces derniers s’étalonnent régulièrement afin de garantir la précision des mesures. L'étalonnage consiste à appliquer une charge connue au capteur et à comparer le signal de sortie à la valeur attendue. Les écarts peuvent faire l’objet d’un ajustage.

En termes de maintenance, les capteurs de pesage doivent rester propres et exempts de tout débris ou contaminant. Tout dommage ou usure nécessite une intervention rapide afin d'éviter d'endommager davantage la cellule de charge et éviter des erreurs de mesure.

En conclusion, les capteurs de pesage sont des composants essentiels dans les applications de mesure de la force. Ainsi ils fournissent des mesures précises et fiables, permettant un contrôle précis des processus et garantissant la qualité des produits. Les capteurs de force sont disponibles en différents types et capacités, et il est important de choisir le bon capteur pour l'application afin de garantir des mesures précises et fiables. Un étalonnage et une maintenance réguliers sont également importants pour garantir les performances à long terme de la cellule de charge.

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