Lecellule de chargeCapable de convertir la force exercée sur un objet en un signal électrique, le capteur de force est largement utilisé dans les domaines du pesage, de la détection de force et de la mesure de pression. Cet article présente en détail le principe de fonctionnement, les différents types et les applications des capteurs de force afin d'aider les lecteurs à mieux comprendre leurs caractéristiques et leur intérêt pratique.
1. Principe de fonctionnement : Le principe de fonctionnement d'un capteur de force repose sur l'effet piézorésistif. Il se compose de plusieurs éléments principaux : des élastomères, des jauges de contrainte, des ponts de transfert et des circuits de traitement du signal. Lorsqu'un objet est appliqué à l'élastomère, une contrainte est générée et la jauge de contrainte se déforme en fonction de l'intensité et de la direction de la force appliquée. Une jauge de contrainte résistive est installée sur l'élastomère ; lorsque celui-ci se déforme, sa résistance varie en conséquence. Ensuite, grâce au pont de transfert et au circuit de traitement du signal, cette variation de résistance est convertie en un signal électrique de sortie.
2. Type et structure : Les capteurs de force se déclinent en différents types selon les exigences d'application et leurs caractéristiques structurelles. Les plus courants sont les capteurs à ressort, à plaque, à cisaillement, à friction et à pression. Leurs structures et principes de fonctionnement diffèrent légèrement, mais tous permettent de mesurer l'amplitude et la direction d'une force. Leurs dimensions et leur conception varient également en fonction de la plage de mesure et de la précision requises.
3. Scénarios d'application
Pesage industriel : La cellule de charge est largement utilisée dans le domaine du pesage industriel pour mesurer le poids de divers objets, tels que les ponts-bascules, les balances à plateforme, les machines de pulvérisation, etc. Sa haute précision et sa stabilité garantissent des résultats de pesage plus précis et fiables.
Recherche en mécanique : En recherche mécanique, la cellule de charge sert à mesurer l’amplitude et la direction de la force exercée sur un objet lors d’une expérience. Par exemple, lors d’un essai de traction, elle permet de déterminer la résistance à la traction d’un matériau. Lors d’un essai à la seringue, elle mesure le débit et la pression du fluide dans la canalisation.
Surveillance en ingénierie : En ingénierie, les capteurs de force permettent de surveiller la charge et la déformation de structures telles que les bâtiments, les ponts et les navires. Ces informations fournissent aux ingénieurs des données de référence essentielles pour garantir la sécurité et la fiabilité des ouvrages.
Équipements médicaux : Dans le domaine des équipements médicaux, la cellule de charge est utilisée pour mesurer et contrôler la force et la pression de divers équipements thérapeutiques, comme la poussée d’un scalpel et la force d’application d’un instrument dentaire.
En résumé : La cellule de charge est un capteur de force performant et fiable, utilisé dans de nombreuses applications. Une compréhension approfondie de son principe de fonctionnement permet de mieux appréhender sa fonction et son rôle dans divers domaines. Avec les progrès technologiques, l’utilisation des cellules de charge va se généraliser et elles devraient jouer un rôle important dans de nombreux secteurs à l’avenir.
Date de publication : 27 juillet 2023