Err

Capteurs de force, capteurs de couple sur mesure, amplificateurs pour pont de jauges

Capteur de couple rotatif ou statique : mesure

Definition
La définition théorique dans le domaine de la physique du moment ou couple c'est : Force x distance
La distance c'est la longueur qui s'étend du point d'application à l'axe instantané de rotation.
En pratique, on utilise des capteurs de couple statique ou a reaction, capteur de couple dynamique ou rotatifs, ces capteurs sont soumis a une torsion donnent une transformation de la grandeur physique mécanique en grandeur électrique : transducteur .
Le capteur de couple permet cette transformation avec une règle de proportionnalité via les jauges de contraintes et l'utilisation en pont de Wheatstone.

Mesure de couple statique

CAPTRONIC conçoit et réalise des capteurs de couple statique de 0,05N.m à 100KN.m . Ces capteurs sont conçus pour mesurer le couple de réaction généré par la transmission d'une torsion entre le produit soumis à cette mesure de couple et la partie fixe :bâti mécanique, châssis,...
 
Pour réaliser vos produits sur mesure il nous faut à minima:
-la description des éléments de liaisons prévues pour application des forces ou moments pour générer le couple 
-les encombrements
-les définitions des interfaces
-la précision demandée
-le type de signal de sortie : mV, +/-5V, +/-10V.
-l'alimentation disponible du produit

Mesure de couple dynamique

La société CAPTRONIC est spécialisée dans la mesure de couple dynamique ou mesure de couple rotatif.
Pour les mesures de couple sur arbre tournant, CAPTRONIC propose un système pour instrumenter un arbre tournant avec mesure dynamique sans contact.
 
Il y a cependant 2 possibilités pour fournir l’alimentation à l’ensemble intégré sur la partie tournante :
- Soit avec un émetteur sur la partie tournante alimenté par des batteries
- Soit avec une alimentation en tension générée par induction (alimentation permanente)
avec un système de mesure par télémétrie a fréquence d’échantillonnage élevée et relié au pont de jauges destine à mesurer le couple de torsion d’un arbre tournant.
 
CAPTRONIC propose un système de télémétrie numérique, comprenant un émetteur encapsulé dans un boitier miniature (c’est un gage de protection des composants par rapport aux charges élémentaires lors d’accélérations centrifuges), permettant au client une installation et une intégration aisée sur l'arbre tournant.Le système avec alimentation par induction comprend :
 
• un émetteur sans fil pour générer une télémétrie mono-canal a grande vitesse d’échantillonnage (monté sur l’arbre rotatif), cet émetteur permet également le conditionnement du pont de jauge de contrainte, configuration en pont complet.
 
module émetteur mesure de couple dynamique
Module émetteur
Dimensions :37x21x5,5 mm
Masse = 8grammes
• un redresseur de puissance inductive (monté également sur l’arbre rotatif), collectant la puissance de l’antenne enroulée autour de l'isolant constitué de deux demi-coquilles et placé sur la partie rotative. Ce composant fournit une alimentation régulée par rapport à l'émetteur de télémesure ;
• Un générateur de puissance inductive pour l'oscillateur (partie fixe) avec pièce préformée pour excitation et réalisée en ferrite (C-CORE);
• Un canal de télémétrie a grande vitesse d’échantillonnage, du côté du récepteur (partie fixe), pour la sortie du signal de télémesure.
 
Le signal émis du pont de jauges de contrainte sera conditionné et échantillonné a une fréquence maximale de 30 kHz, ce qui permet largeur de bande d’échantillonnage de 15 kHz, avec une résolution équivalente de 24 bits.
Le coefficient de pré-amplification analogique (gain) doit être indiqué par le client, en prenant en compte également la valeur maximale du signal prévue pour éviter la saturation.
Le système permet d’instrumenter un pont complet a jauges de contrainte avec des valeurs de résistance :120 ?, 350 ?, 1 kOhm. L'émetteur intègre également un capteur tachymétrique a effet Hall . L'émetteur-récepteur fourni avec l’ensemble offre un niveau de tension sur le port de sorties analogiques (0-5 VDC) et peut être relié a une unité d'acquisition dédiée : data-logger, carte de tension,…
Un récepteur USB, permettant des flux de données sur le disque dur, est également disponible et constitue une option séparée.
Il est conseillé d'utiliser des résistances d'équilibrage pour obtenir une valeur de tension d'offset  (entrée sur la voie "input" de l'émetteur) la plus faible possible,ce traitement s'effectue  au niveau du pont de Wheatstone avant l'étage d'amplification, échantillonnage et mise au point. Un indicateur multi-mode (deux couleurs) LED sur le récepteur indique la présence de l'émetteur et donne des indicateurs de fonctionnement et d'alerte (en cas de faible puissance).
Toutes les pièces et composants électroniques placés sur la partie tournante sont encapsulées pour se prémunir des chocs mécaniques et les vibrations (résistance jusqu'à 10 000 g en niveau d’accélération et lors de chocs mécaniques). Le système est conçu pour fonctionner dans la plage une température standard de : -20 a +85 ° C.
 
mesure de couple sans contact sur arbre tournant
Figure1:

Mesure de couple dynamique sur un arbre tournant
La figure 1 ci-dessus montre un système de spécification fournie précédemment similaire. Le disque marron monté serré sur l’arbre, renferme le redresseur de puissance inductive , avec un fil jaune « cuivre » enroulé et servant d’antenne de piquage. Une alimentation régulée est introduite au niveau de l'émetteur de télémétrie, loge dans le disque noir à la droite de la figure 1. Ce disque noir recouvre et protège le pont de jauges de contrainte également. Il est également à noter que le réglage de l'alimentation inductive (qui nécessite un ou des condensateurs d'accord en mesurant les caractéristiques de la tension de sortie) est une opération complexe, et cette tache ne peut être effectuée une fois que le système est installé sur l'arbre. Il est donc fortement recommandé que les arbres soient envoyés dans nos locaux pour le réglage et la première mise au point.N’hésitez pas à nous consulter pour une première analyse de votre projet …/…
 
Le descriptif technique de l'ensemble émetteur-récepteur est détaillé sur notre site dans la rubrique  : émetteur-récepteur