Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
-
- GAMAC : Groupement pour l’avancement des méthodes d’analyse des contraintes (association loi 1901)
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Après un rappel des définitions formalisant les notions d'actions mécanique : force, couple, moment, cet article décrit les différents principes de capteurs utilisés pour la mesure des forces (ou efforts) et des couples.
Actuellement, plus de 80 % du marché des dynamomètres est constitué par les capteurs à jauges de contrainte. Ceux-ci seront donc étudiés plus longuement. En ce qui concerne le principe de mesure par jauges, le lecteur pourra se reporter aux articles Extensométrie et Capteurs à jauges extensométriques dans le présent traité.
Les capteurs destinés aux applications en robotique (tables dynamométriques, capteurs tactiles, etc.) ne sont pas traités ici, mais dans l'article Capteurs d'environnement en robotique : la perception des efforts dans le traité « Informatique industrielle » (rubrique « Robotique »).
Ce dossier est en 2 parties. La seconde traite de la mesure des couples et des systèmes de mesure multicomposants.
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version courante de juil. 1992 par Michel-Roger MOREAU, Joël LE BÉCHEC
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Mesures mécaniques et dimensionnelles
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Définitions4. Différents types de capteurs de monocomposante (de force et de couple)
Nous débutons par la composante Résultante (force). Les capteurs d’efforts sont également appelés « dynamomètres », ou « pesons », ou « cellules de force ».
Un capteur d’efforts est toujours inséré dans la chaîne mécanique par laquelle chemine l’effort. Nous nous trouvons le plus souvent dans la configuration de la figure 10 qui représente une éprouvette accorchée à un dispositif de double lame élastique faisant office de liaison rotule (brevet H. Hild-LMT) lui-même solidaire du capteur d'effort.
Si nous souhaitons connaître l'effort qui est appliqué à l'éprouvette dans ce cas précis, nous devons assurer l'équilibre de celle-ci. Elle est soumise à des actions des pièces extérieures notées 1 et 2 (systèmes de fixation) et à la gravité. Nous écrivons alors :
Pour relier les actions mesurées par le capteur à celles qui sont exercées sur l'éprouvette, il faut isoler le capteur et écrire :
Sans précautions particulières, nous ne pouvons rien écrire de la forme de ces torseurs. Si ce que nous souhaitons est d'avoir un torseur d'actions qui se résume (au point A) à un glisseur, alors nous devons avoir un moment nul en ce point.
Une des manières de le réaliser est d'introduire le degré de liberté correspondant (rotation) de façon à annuler automatiquement ce moment. C'est la raison de la présence systématique de liaisons rotules insérées dans la ligne d'effort. Le PFS (principe fondamental de la statistique), appliqué à l'éprouvette et au capteur, garantit que les actions se résument à un effort (vecteur d'axe AA').
Dans ce cas, le capteur soumis à l'effort à mesurer et l'épouvette se déforment. C’est cette déformation qu’il convient de traduire en une grandeur mesurable. Plusieurs principes physiques permettent la mise en évidence de la déformation, plusieurs technologies en découlent que nous allons examiner successivement ci-après.
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Différents types de capteurs de monocomposante (de force et de couple)
NORMES
-
Guide to the expression of uncertainly measurement (norme allemande) - DIN V ENV 13005 - Juin 1999
-
Matériaux métalliques – Étalonnage des instruments de mesure de force utilisés pour la vérification des machines d'essais uniaxiaux - NF EN ISO 376 - Mars 2005
-
Safety of household and similar electrical appliances (norme allemande) - DIN VDE 0700-1/A6 - Décembre 1991
(liste non exhaustive)
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Actel
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Ademva
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AIMCO
-
Ametek Lloyd
-
Andilog
-
Atlas Copco Applications lndustrielles
-
Brauer Measureted
-
Dr Staiger Mohilo
-
FGP Sensors et Instrumentation
-
Fischer
-
Futek
-
HBM
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Kistler
-
KTR
-
Magtrol
-
MATRAFORM
-
NBC...
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