La technologie de mesure de force dans toute sa diversité
Capteur de force
Mesurer les forces avec précision
Mesurer avec précision, contrôler avec fiabilité : les capteurs de force sont au cœur des solutions modernes de mesure et d’automatisation. Que ce soit dans l’industrie, la recherche ou l’assurance qualité, ils fournissent des résultats de mesure précis, même dans les conditions les plus difficiles. Découvrez des solutions de capteurs performantes qui allient une précision, une robustesse et une flexibilité maximales et qui rendent vos applications nettement plus efficaces en termes de mesure.
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Mesurer les forces et garder un œil sur les limites
Les capteurs de force sont souvent appelés capteurs de force, et ce pour une bonne raison. Ils contiennent un élément de capteur qui détecte les forces appliquées et les convertit en un signal électrique. Comme ces signaux bruts ont généralement une très faible intensité, une amplification et un filtrage sont nécessaires en aval. C’est pourquoi les solutions de mesure de force modernes intègrent souvent déjà des composants d’amplification et de traitement du signal qui transforment les valeurs mesurées en un signal pouvant être traité ultérieurement. Un étalonnage minutieux est alors indispensable pour garantir des résultats de mesure précis et reproductibles dans le temps.
Les écarts de mesure typiques se situent dans une plage d’environ 0,05 à 2 pour cent de la valeur finale (v.E.). Dans de nombreuses applications, la valeur exacte de la force est moins importante que la surveillance des valeurs limites. Il est alors décisif de savoir si une force donnée est dépassée ou non. C’est précisément là que la technologie des capteurs de force montre sa force, car elle permet un contrôle fiable et continu.
Il convient de distinguer les capteurs de pesage, qui sont souvent associés aux capteurs de force, mais qui diffèrent sur des points essentiels. Ils se caractérisent par une plus grande précision de mesure, fournissent un signal de sortie non amplifié et normalisé et sont conçus pour une charge nominale définie, exprimée en unité de poids.
Le capteur de force adapté à chaque type de machine
La forme des capteurs et leur intégration mécanique dans la machine peuvent être conçues de manière très flexible et spécifique à l’application. En revanche, l’intégration électrique dans le système de commande de la machine suit les normes industrielles établies. En conséquence, les capteurs sont généralement équipés de signaux de sortie courants, tels que 0…10 V ou 4…20 mA, qui sont également disponibles de manière redondante sur demande. Des interfaces numériques telles que le bus CAN (CANopen) sont également disponibles. À l’aide de modules d’armoire appropriés, les capteurs peuvent également être facilement intégrés dans des systèmes de communication supérieurs tels que ProfiNet, ProfiBus DP, RS-485, Ethernet, Ethernet/IP, DeviceNet ou EtherCAT.
Différents types de capteurs de force.
- Les roulements à fourche utilisent souvent des Axes de mesure sont utilisés, ils sont également appelés axes dynamométriques et remplacent un axe traditionnel par une variante mesurable.
- Pour la surveillance des forces de traction dans les câbles de levage, les capteurs suivants sont appropriés Capteurs de force à câble qui sont spécialement conçus pour ce type de charge.
- Capteurs de force de cisaillementLes capteurs de cisaillement, également appelés barres de cisaillement, sont particulièrement faciles à mettre à niveau, car ils peuvent être montés d'un côté avec seulement deux vis.
- Lorsque l'espace de montage est limité, des Les boîtes de mesure sont une solution appropriée grâce à leur conception très compacte.
- Pour les applications avec des forces extrêmement élevées, on utilise souvent des Capteurs de force annulaires sont utilisés.
- En revanche, dans les plafonds ou les structures de support, par exemple dans le domaine de la scène et de l'événementiel, on utilise des manches à balai. les manilles dynamométriques qui combinent la prise de charge et la mesure de la force en un seul composant.
Capteurs de force
sur les appareils de levage
L’un des domaines d’application classiques des capteurs de force est le levage. Il s’agit de tous les systèmes permettant de soulever et de déplacer librement des charges, tels que les grues, les plates-formes de travail élévatrices, les ponts élévateurs ou les palans à câble et à chaîne. Si un système de levage est surchargé, cela peut endommager l’équipement lui-même, la charge transportée et, dans des cas extrêmes, provoquer des blessures graves. L’utilisation de capteurs de force contribue largement à éviter de tels risques ou du moins à les minimiser considérablement. Dans les engins de levage, on utilise souvent des capteurs spéciaux tels que les manilles de mesure, les colliers de serrage et les axes de mesure – également connus sous le nom d’axes dynamométriques ou d’axes de mesure.
Capteurs de force dans l'industrie et la production
Dans les installations industrielles modernes – en particulier dans l’industrie chimique et de transformation – les capteurs de force sont devenus indispensables à de nombreux processus de fabrication. Ils veillent à ce que les processus de production soient stables et reproductibles et à ce que les produits fabriqués soient d’une qualité élevée et constante. Un exemple typique est la technique d’assemblage, dans laquelle plusieurs composants sont reliés entre eux de manière durable. Qu’il s’agisse de rivetage, de soudage, de vissage, d’emmanchement ou de sertissage, tous ces procédés nécessitent une force définie avec précision pour garantir un assemblage résistant et donc un produit final de haute qualité. Les capteurs de force détectent et contrôlent avec précision les forces exercées au cours du processus.
Elles jouent également un rôle décisif dans les processus de production chimique, par exemple lors du pressage de pastilles pour lave-vaisselle, de briquettes ou de comprimés. Ce n’est que si la pression de pressage est maintenue avec précision que tous les comprimés d’un lot auront la même résistance et la même consistance. Les valeurs mesurées peuvent être enregistrées et archivées, ce qui permet une documentation complète du processus. Les processus de fabrication peuvent ainsi être suivis, vérifiés et reproduits de manière fiable à tout moment.
Des domaines d'application variés
Les domaines d’application des capteurs de force ne cessent de s’étendre, en particulier dans le contexte d’une automatisation de plus en plus poussée. Dans les véhicules, ils permettent par exemple aux systèmes de contrôle de détecter l’occupation des sièges ou de surveiller les forces exercées lors de la fermeture des fenêtres et des portes. Dans le domaine de la robotique, les capteurs de force permettent de détecter les contacts ou les obstacles. Ils sont également devenus indispensables dans le domaine de l’orthopédie, par exemple en tant que partie intégrante de prothèses actives.
Primosensor répond à ces exigences avec un savoir-faire innovant et développe des solutions sur mesure – soit de manière autonome, soit en étroite collaboration avec ses clients. L’objectif est de réaliser des mesures de force fiables exactement là où elles sont nécessaires.
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Capteurs de force et sécurité fonctionnelle
Capteurs de force Primosafe
La sécurité fonctionnelle (FuSi) d’un composant dans la construction de machines et d’installations est une propriété pertinente du produit. Elle nécessite, dès la conception et la construction, une analyse et une documentation approfondies qui permettent de définir des probabilités de défaillance pour ce composant afin de le classer selon les niveaux de sécurité issus des normes EN 13849 ou EN61508.
Les probabilités de défaillance d’un composant et les autres indicateurs qui en découlent sont également appelés données caractéristiques de sécurité.
Pour nos capteurs de force, que nous pouvons tous réaliser de manière redondante afin d’atteindre des niveaux de sécurité plus élevés, nous fournissons les données caractéristiques de sécurité aussi bien selon la norme de sécurité EN 13849 (= PL) que selon la norme EN 61508 (= SIL).
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