Technique Les capteurs de pesage

Capteur de pesage | Capteur de force | Mesure de force | Jauge de contrainte

Incontournable quel que soit le système de pesage : le capteur de pesage

Les capteurs sont la pièce centrale de chaque système de pesage. Ce sont des détecteurs à très haute précision qui donnent des informations cruciales à l’utilisateur. Ces informations seraient compliquées à obtenir autrement pour des raisons commerciales.

Les capteurs servent à mesurer la force et/ou le poids dans une large palette de d’environnements difficiles. Ils sont aussi la partie la plus sensible d’un système de pesage. Pour utiliser correctement ces capteurs, il est crucial pour l’utilisateur de bien comprendre leur technologie, leur construction et leur fonctionnement.

Il est important de choisir le capteur adapté à la situation d’utilisation spécifique voulue, et de bien l’entretenir. Pour assurer la longévité d’un système de pesage, il faut prendre en compte chacun de ses facteurs d’utilisation. Les capteurs peuvent subir des dommages à cause de la foudre, d’une autre source de surtension, une surcharge mécanique, le contact (prolongé) avec des produits chimiques, l‘humidité, une mauvaise utilisation ou même des vibrations.

En plus de la charge maximale appropriée, de la précision et de la protection adaptée à l’environnement d’utilisation, il faut prendre en compte le principe de fonctionnement le plus adapté aux charges pesées et au montage nécessaire.

principe de fonctionnement

L’élément de mesure est le composant principal de la construction des capteurs de pesage. De par sa construction, une force exercée sur le capteur provoquera une déformation proportionnelle. Les éléments de mesure sont construits avec un alliage d’acier nickelé traité à la chaleur et d’autres alliages aussi traités à la chaleur (aluminium, béryllium, acier inoxydable). Les languettes de mesures de déformation sont collées à l’élément de mesure et calculent la force exercée et la transmettent sous la forme d’une variation de résistance. Les cellules sont montées en circuit sous la forme d’un pont Wheatstone qui transforme les différences de résistance microscopiques en signaux électriques. Pour la compensation et la calibration des signaux sortants on utilise des résistances et des câbles sensibles à la température.

Les capteurs de flexion permettent de grandes extensions dès l’application de forces relativement faibles  ce qui les rend idéaux pour la pesée de petites et moyennes charges. Le principe de mesure de la flexion permet une grande linéarité. Comparé à d’autre principes de mesure, le principe de flexion permet de grandes déformations ce qui permet de réaliser facilement des limitations mécaniques pour empêcher les surcharges. La capacité de surcharge est exceptionnelle grâce à la faculté de déformation du système.

Verformungskörper

Les capteurs de cisaillement sont utilisés pour la mesure de moyennes et grosses charges de plus en plus souvent. Le principe du cisaillement permet un profil standard pour une charge donnée, une grande résistance par rapport aux pressions sur le côté et une sensibilité relativement faible par rapport à l’endroit de l’application de la force. Cela facilite leur utilisation dans beaucoup de systèmes de pesage. La capacité de surcharge est, en général, meilleure que pour les capteurs de flexion mais les limitations mécaniques sont plus dures à réaliser à cause de la déformation extrêmement faible.

Schersteg

 

Les capteurs de compression fonctionnent selon le principe de mesure de la déformation d’une ou de plusieurs poutres soumises à une pression. Les capteurs simples conçus pour les grandes charges sont gros, lourd et donc difficiles à transporter. Il est possible d’en réduire la taille en insérant plusieurs poutres, chacune équipée de sa propre jauge DMS. Les jauges sont montées en série en pont de Wheatstone. Le résultat n’est pas seulement une forme plus maniable mais aussi une meilleure résistance aux excentrations du poids.

Les capteurs de compression n’ayant pas de déformation comparable à celle des capteurs de flexion leur charge de rupture est excellente par contre ces capteurs sont beaucoup plus sensibles aux chocs.

 

Wägezelle

Le principe de torsion circulaire est relativement nouveau et idéalement adapté aux charges normalement réservées aux capteurs de cisaillement et de flexion. Le capteur de pesage est en général plat est en acier inoxydable avec quatre jauges DMS rondes, montées en pont complet sur la partie circulaire de la cellule de pesage. À l’application de la force, la partie du haut se réduit pendant que la partie du bas s’agrandi ce qui veut dire que deux jauges sont étirées et deux comprimées.

La construction géométrique des éléments de mesure permet de meilleures spécifications au niveau du fluage et de l’hystérèse que les mesures de cisaillement ou de flexion.

Les capteurs de compression n’ayant pas de déformation comparable à celle des capteurs de flexion leur charge de rupture est excellente. La sécurité inhérente à ce principe n’empêche pas que les capteurs soient très plats. Une limitation mécanique est très simple à réaliser de par la distance entre les deux surfaces auxquelles les forces sont appliquées. Grâce à leur très faible déformation les capteurs de torsion circulaires sont parfaitement adaptés à des mesures rapides mais susceptibles aux chocs.

Ringtorsion

Entretien des capteurs de pesage

L’entretien des capteurs de pesage est un point qui est souvent oublié aussi bien par les utilisateurs que par les services d’entretiens. Il est pourtant crucial pour garantir la longévité et les performances des capteurs ainsi que pour prévenir leur corrosion.

En cas de pannes d’un capteur de pesage à cause de l’introduction d’eau ou de produits chimiques, il faut compter avec une panne des autres capteurs du système. Ce genre de panne peut avoir des conséquences graves au regard de la sécurité ou des couts générés. Le montage et le démontage des capteurs ne doit être effectué que par du personnel formé.

 

Types d‘entretien

L’entretien de routine

L’entretien de routine est à effectuer à intervalles réguliers et comprend l’enlèvement de restes de matériau sur les capteurs et/ou leurs systèmes de fixation. Un mauvais fonctionnement des systèmes de fixation peut occasionner des graves dégâts aux capteurs. Les dégâts aux boitiers contenant les capteurs, les câbles ou les boitiers de connexions doivent être réparés dès que possible. Il est aussi recommandé de garder les systèmes d’évacuation de l’eau libre de tout gravas pour éviter toute possibilité de dégât des eaux. Pour éviter toute corrosion chimique il est recommandé de nettoyer régulièrement l’installation.

 

L’entretien ad-hoc

L’entretien ad-hoc est à effectuer directement après des évènements imprévus comme les inondations, les tempêtes, les tremblements de terre, ou les orages.

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