Acellule de chargeUn capteur de force est un type particulier de transducteur ou de capteur qui convertit une force en un signal électrique mesurable. Un capteur de force typique est constitué de quatre jauges de contrainte disposées en pont de Wheatstone. À l'échelle industrielle, cette conversion consiste à transformer une charge en un signal électrique analogique.
Léonard de Vinci utilisait la position de contrepoids calibrés sur un levier mécanique pour équilibrer et déterminer des poids inconnus. Des variantes de ses inventions employaient plusieurs leviers, chacun de longueur différente et équilibré par un poids étalon. Avant que les capteurs de force hydrauliques et électroniques à jauges de contrainte ne remplacent les leviers mécaniques dans les applications de pesage industrielles, ces balances à levier étaient largement utilisées. Elles servaient à peser toutes sortes d'objets, des pilules aux wagons de chemin de fer, avec précision et fiabilité, à condition d'être correctement étalonnées et entretenues. Leur fonctionnement reposait sur un mécanisme d'équilibrage ou sur la détection de la force développée par les leviers. Les premiers capteurs de force, antérieurs aux jauges de contrainte, étaient de conception hydraulique et pneumatique.
En 1843, le physicien britannique Charles Wheatstone a conçu un pont de Wheatstone permettant de mesurer les résistances électriques. Ce pont est idéal pour mesurer les variations de résistance des jauges de contrainte. Bien que la première jauge de contrainte à fil résistif collé ait été développée dans les années 1940, ce n'est qu'avec l'avènement de l'électronique moderne que cette technologie est devenue techniquement et économiquement viable. Depuis, les jauges de contrainte se sont largement répandues, aussi bien comme composants de balances mécaniques que dans les capteurs de force autonomes. Aujourd'hui, hormis dans certains laboratoires où l'on utilise encore des balances mécaniques de précision, les capteurs de force à jauges de contrainte dominent le secteur du pesage. Les capteurs pneumatiques sont parfois utilisés lorsque la sécurité intrinsèque et l'hygiène sont primordiales, tandis que les capteurs hydrauliques sont privilégiés dans les sites isolés, car ils ne nécessitent pas d'alimentation électrique. Les capteurs de force à jauges de contrainte offrent une précision de 0,03 % à 0,25 % de la pleine échelle et conviennent à la quasi-totalité des applications industrielles.
Comment ça marche ?
Les capteurs de force sont classés selon le type de signal de sortie généré (pneumatique, hydraulique, électrique) ou selon leur mode de détection du poids (compression, tension ou cisaillement).HydrauliqueLes capteurs de force sont des dispositifs d'équilibrage des forces, mesurant le poids comme une variation de pression du fluide de remplissage interne.PneumatiqueLes capteurs de force fonctionnent également selon le principe de l'équilibre des forces. Ces dispositifs utilisent plusieurs amortisseurs.
des chambres permettant une précision supérieure à celle d'un dispositif hydraulique.jauge de contrainteLes capteurs de force convertissent la charge qui s'exerce sur eux en signaux électriques. Ces capteurs sont collés sur une poutre ou un élément de structure qui se déforme sous l'effet du poids.
Date de publication : 6 mai 2021