12. septembre 2024
La technologie de mesure de force dans toute sa diversité
Apprenez tout ce qu’il faut savoir sur les charges et la mesure de charge – la clé pour surveiller et optimiser efficacement les charges dans vos applications. En effet, une mesure précise de la charge vous permet d’améliorer la sécurité et les performances de vos équipements, systèmes et processus. Découvrez ici nos technologies innovantes et nos solutions sur mesure pour réduire les coûts d’exploitation et augmenter la fiabilité. Faites confiance à notre expertise en matière de mesure de charge pour une réussite durable.
Notre large gamme de cellules de pesage et de capteurs de force vous offre des solutions variées pour mesurer les charges afin de ne pas dépasser les limites autorisées et possibles des charges rencontrées.
La mesure de charge est le processus de détection et de quantification des forces ou des charges appliquées à un objet ou à une structure. Cela se fait à l’aide de capteurs et d’instruments de mesure spéciaux qui convertissent les charges appliquées en signaux électriques mesurables. Les mesures typiques sont le poids, la pression, la tension et la force.
La mesure des charges dans les applications industrielles est utile pour des raisons très diverses. Cela va de la sécurité des personnes à la réduction de l’efficacité et de la productivité, en passant par la protection des machines et des équipements et les dommages qui en résultent ainsi que l’usure prématurée qui peut être causée par une surcharge. En effet, l’optimisation des charges et/ou de leur répartition améliore dans tous les cas l’efficacité des processus dans les secteurs concernés de l’entreprise. Par exemple, la mesure et la surveillance des charges permettent d’ajuster les conditions de fonctionnement afin de minimiser la consommation d’énergie et de maximiser la productivité.
Les instruments de mesure des charges jouent un rôle important dans de nombreuses applications, car ils garantissent la sécurité, l’efficacité et la qualité. Ils sont conçus pour mesurer les charges avec précision, par exemple pour éviter les surcharges.
Un capteur utilisé pour mesurer les charges est la cellule de charge, qui convertit une force mécanique en signaux électriques. Elle se compose généralement d’un corps métallique avec des jauges de contrainte qui mesurent les déformations causées par la charge appliquée.
Les capteurs de force, également appelés dynamomètres, sont utilisés pour mesurer la force de traction ou de compression. Ils sont utilisés dans les essais de matériaux et le contrôle des processus de production. Les dynamomètres peuvent être mécaniques, hydrauliques ou électriques, le choix du type dépendant de l’application spécifique.
Les technologies modernes ont conduit au développement de systèmes de mesure de charge sans fil qui transmettent des données en temps réel. Ils utilisent des capteurs sans fil placés à des points critiques et envoient des données en continu au système de surveillance.
Le contrôle des forces appliquées détermine la qualité des produits dans de nombreux processus de production.
La prévention des surcharges, la réduction des temps d’arrêt grâce à une maintenance et une réparation en temps voulu ou l’optimisation de la consommation d’énergie permettent de réduire les coûts d’exploitation.
De nombreuses industries sont soumises à des exigences légales et à des normes. La mesure de la charge contribue à respecter ces directives et à éviter les problèmes juridiques.
On le voit presque tous les jours dans les médias. Des reportages dans lesquels des robots industriels se mettent au travail. Et cela semble si simple, par exemple lorsqu’un robot de soudage dans l’industrie automobile relie deux éléments d’une carrosserie ou lorsqu’une installation de production presse simultanément des comprimés à la seconde. Mais il y a beaucoup de mesures et de contrôles en arrière-plan, et l’une des variables de contrôle est la force constante avec laquelle les collègues techniques travaillent. Une force de pression trop élevée ou trop faible a un impact sur la qualité ou, dans le cas des médicaments, sur l’effet du produit. C’est pourquoi les capteurs de force pour la mesure de la charge sont un élément essentiel de chaque robot et de nombreuses installations de production.
Contrôle de la qualité : dans de nombreux processus industriels, le contrôle précis des forces appliquées est essentiel pour la qualité du produit. Par exemple, dans la fabrication, où l’application précise des forces garantit l’intégrité et les spécifications des produits finis.
La réduction des coûts joue toujours un rôle crucial lorsqu’il s’agit de compétitivité. La prévention des surcharges dans les installations et les machines, qui entraînent une usure accrue, des pannes et des coûts de maintenance, joue un rôle essentiel. Les capteurs avancés des systèmes de surveillance détectent les surcharges à un stade précoce, ce qui contribue à prolonger la durée de vie et la durée de vie des équipements de production et à réduire les coûts de réparation des équipements défectueux ou les coûts d’acquisition de nouveaux équipements. De plus, le réglage optimal des équipements permet de consommer l’énergie plus efficacement, ce qui se traduit par une réduction significative des coûts d’exploitation.
Réduction des coûts : dans l’ensemble, la combinaison de la prévention des surcharges, des temps d’arrêt grâce à la maintenance préventive et de l’optimisation de la consommation d’énergie réduit les coûts de la production industrielle et augmente l’efficacité et la compétitivité des entreprises.
Le respect des exigences légales et des normes en matière de charges joue un rôle important pour être en sécurité du point de vue juridique. Les réglementations telles que les directives européennes sur les machines et les équipements ou les réglementations nationales telles que le décret sur la sécurité des opérations en Allemagne imposent des exigences claires en matière de capacité de charge et de stabilité des machines et des équipements. Ces réglementations visent à réduire les risques d’accident et à protéger la santé du personnel.
En outre, les normes telles que les normes DIN ou ISO définissent des dimensions et des catégories de poids précises pour les composants et les produits afin de faciliter la compatibilité et l’interchangeabilité. Par exemple, la conformité à la norme ISO 9001 pour un système de gestion de la qualité garantit que les produits répondent aux exigences légales et réglementaires ainsi qu’à celles des clients.
La mesure de charge est un élément essentiel dans diverses applications techniques et industrielles où la détection et le contrôle précis de forces, de poids ou d’autres charges sont nécessaires. Il existe un grand nombre de méthodes de mesure et de procédures utilisées en fonction de l’application et de la précision requise. Nous vous présentons ici quelques-unes des méthodes les plus courantes, en utilisant essentiellement la technologie des jauges de contrainte.
Le choix de la méthode de mesure appropriée pour la mesure de charge dépend de plusieurs facteurs, tels que le type de charge à mesurer, la précision requise, les conditions environnementales et les exigences spécifiques de l’application. Chacune des méthodes décrites a ses propres avantages et inconvénients, qui doivent être soigneusement évalués afin de trouver la meilleure solution pour une application donnée.
Les jauges de contrainte sont l’une des méthodes de mesure de charge les plus répandues que nous utilisons. Une jauge de contrainte est constituée d’une résistance électrique placée sur un substrat flexible. Lorsqu’une force est appliquée sur le substrat, celui-ci se déforme et provoque une variation de la résistance électrique. Ce changement de résistance peut être mesuré et converti en une contrainte. Les jauges de contrainte sont connues pour leur grande précision et leur fiabilité et sont souvent utilisées dans les applications industrielles, la surveillance des ponts et des structures, ainsi que dans l’aérospatiale.
Les capteurs piézoélectriques utilisent l’effet piézoélectrique, dans lequel certains matériaux (comme le quartz ou des céramiques spéciales) génèrent des charges électriques lorsqu’ils sont soumis à une contrainte mécanique. Ces charges peuvent être mesurées et converties en une force. Les capteurs piézoélectriques sont particulièrement utiles pour mesurer des charges dynamiques ou à variation rapide, car ils sont très sensibles et ont un temps de réponse rapide. Ils sont souvent utilisés dans l’analyse des vibrations, la surveillance des machines et la détection des chocs et des vibrations.
Les capteurs de force hydrauliques et pneumatiques utilisent des pressions de liquide ou de gaz pour mesurer les forces. Dans ces systèmes, une force est exercée sur une surface de piston, ce qui entraîne une augmentation de la pression dans un système fermé. Cette pression peut être mesurée et convertie en une force. Les capteurs de force hydrauliques sont souvent utilisés dans des applications lourdes, telles que les presses, les engins de levage et les machines lourdes. Les capteurs de force pneumatiques sont plus faciles et plus rapides à installer et sont souvent utilisés dans les processus de fabrication automatisés.
Les capteurs magnéto-élastiques sont basés sur le principe de l’effet magnéto-élastique, dans lequel les charges mécaniques provoquent des changements dans les propriétés magnétiques d’un matériau. Ces changements peuvent être mesurés et utilisés pour déterminer la force appliquée. Les capteurs magnétoélastiques sont robustes et insensibles aux influences environnementales telles que l’humidité et la poussière, ce qui les rend idéaux pour une utilisation dans des environnements difficiles, tels que les mines ou l’industrie lourde.
Les capteurs inductifs et capacitifs utilisent les variations de l’inductance ou de la capacité d’un circuit électrique pour mesurer les forces. Les capteurs inductifs mesurent la variation d’un champ magnétique, tandis que les capteurs capacitifs mesurent la variation d’un champ électrique. Ces capteurs sont robustes et durables et sont souvent utilisés dans des applications industrielles où une grande fiabilité et une maintenance réduite sont requises.
La mesure de charge est un élément essentiel dans diverses applications techniques et industrielles où la détection et le contrôle précis de forces, de poids ou d’autres charges sont nécessaires. Il existe un grand nombre de méthodes de mesure et de procédures utilisées en fonction de l’application et de la précision requise. Nous vous présentons ici quelques-unes des méthodes les plus courantes, en utilisant essentiellement la technologie des jauges de contrainte.
Le choix de la méthode de mesure appropriée pour la mesure de charge dépend de plusieurs facteurs, tels que le type de charge à mesurer, la précision requise, les conditions environnementales et les exigences spécifiques de l’application. Chacune des méthodes décrites a ses propres avantages et inconvénients, qui doivent être soigneusement évalués afin de trouver la meilleure solution pour une application donnée.
La mesure de charge est un élément essentiel dans diverses applications techniques et industrielles où la détection et le contrôle précis de forces, de poids ou d’autres charges sont nécessaires. Il existe un grand nombre de méthodes de mesure et de procédures utilisées en fonction de l’application et de la précision requise. Nous vous présentons ici quelques-unes des méthodes les plus courantes, en utilisant essentiellement la technologie des jauges de contrainte.
1. jauge de contrainte (DMS)
Les jauges de contrainte sont l’une des méthodes de mesure de charge les plus répandues que nous utilisons. Une jauge de contrainte est constituée d’une résistance électrique placée sur un substrat flexible. Lorsqu’une force est appliquée sur le substrat, celui-ci se déforme et provoque une variation de la résistance électrique. Ce changement de résistance peut être mesuré et converti en une contrainte. Les jauges de contrainte sont connues pour leur grande précision et leur fiabilité et sont souvent utilisées dans les applications industrielles, la surveillance des ponts et des structures, ainsi que dans l’aérospatiale.
Les capteurs piézoélectriques utilisent l’effet piézoélectrique, dans lequel certains matériaux (comme le quartz ou des céramiques spéciales) génèrent des charges électriques lorsqu’ils sont soumis à une contrainte mécanique. Ces charges peuvent être mesurées et converties en une force. Les capteurs piézoélectriques sont particulièrement utiles pour mesurer des charges dynamiques ou à variation rapide, car ils sont très sensibles et ont un temps de réponse rapide. Ils sont souvent utilisés dans l’analyse des vibrations, la surveillance des machines et la détection des chocs et des vibrations.
Les capteurs de force hydrauliques et pneumatiques utilisent des pressions de liquide ou de gaz pour mesurer les forces. Dans ces systèmes, une force est exercée sur une surface de piston, ce qui entraîne une augmentation de la pression dans un système fermé. Cette pression peut être mesurée et convertie en une force. Les capteurs de force hydrauliques sont souvent utilisés dans des applications lourdes, telles que les presses, les engins de levage et les machines lourdes. Les capteurs de force pneumatiques sont plus faciles et plus rapides à installer et sont souvent utilisés dans les processus de fabrication automatisés.
Les capteurs magnétoélastiques sont basés sur le principe de l’effet magnétoélastique, dans lequel les charges mécaniques provoquent des changements dans les propriétés magnétiques d’un matériau. Ces changements peuvent être mesurés et utilisés pour déterminer la force appliquée. Les capteurs magnétoélastiques sont robustes et insensibles aux influences environnementales telles que l’humidité et la poussière, ce qui les rend idéaux pour une utilisation dans des environnements difficiles, tels que les mines ou l’industrie lourde.
Les capteurs optiques de charge utilisent les variations des ondes lumineuses pour déterminer les forces et les déformations. Une méthode courante consiste à utiliser des réseaux de Bragg à fibre (FBG) intégrés dans des fibres optiques. Lorsqu’une charge est appliquée à la fibre, la longueur d’onde de la lumière réfléchie change, ce qui peut être utilisé pour déterminer la force appliquée. Les capteurs optiques sont particulièrement utiles dans les environnements sensibles aux interférences électromagnétiques et offrent une grande précision et stabilité. Ils sont souvent utilisés dans l’aéronautique, les structures intelligentes et la technologie médicale.
Les capteurs inductifs et capacitifs utilisent les variations de l’inductance ou de la capacité d’un circuit électrique pour mesurer les forces. Les capteurs inductifs mesurent la variation d’un champ magnétique, tandis que les capteurs capacitifs mesurent la variation d’un champ électrique. Ces capteurs sont robustes et durables et sont souvent utilisés dans des applications industrielles où une grande fiabilité et une maintenance réduite sont requises.
Le choix de la méthode de mesure appropriée pour la mesure de charge dépend de plusieurs facteurs, tels que le type de charge à mesurer, la précision requise, les conditions environnementales et les exigences spécifiques de l’application. Chacune des méthodes décrites a ses propres avantages et inconvénients, qui doivent être soigneusement évalués afin de trouver la meilleure solution pour une application donnée.
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