Notions de base pour mesurer la force, le déplacement, le débit, la vitesse

Capteurs de force

Capteurs de force

Les aspects techniques des capteurs de force sont largement définis par la directive VDE/VDI N° 2637.
Les concepts les plus importants sont décrits ci-dessous :
Plage de mesure :
La plage de charge au sein de laquelle les limites d‘erreur garanties ne seront pas dépassées.
Charge nominale :
La charge nominale est la limite supérieure de la plage de mesure.
Selon le capteur, la charge nominale peut exprimer une traction ou une compression.
Surcharge de service :
La surcharge de service est la charge que le capteur peut recevoir au-delà de la charge nominale sans que les caractéristiques spécifiées en soient modifiées. La plage de surcharge de service ne doit servir que dans des cas exceptionnels.
Charge limite :
La charge limite est la charge maximale admissible du peson pour laquelle le système de mesure ne devrait pas se détruire. Les limites d‘erreur spécifiées ne sont plus respectées à cette charge.
Charge de rupture :
La charge de rupture est la charge à laquelle apparaît une déformation permanente ou une destruction.
Charge dynamique max. :
Par rapport à la force nominale, c‘est la plage d‘oscillation d‘une force évoluant de manière sinusoïdale dans la direction de l‘axe de mesure du capteur. A une sollicitation de 107 cycles, le capteur ne subit pas de modification significative de ses propriétés de mesure lorsqu‘il est réutilisé jusqu‘à la force nominale.
Erreur de fluage :
L‘erreur de fluage est la variation maximale admissible du signal de sortie du capteur sur la durée donnée à charge constante et à conditions environnementales stables.

Mesure de force ALMEMO®
On peut sur les capteurs de force ALMEMO® non seulement compenser à zéro la tare, mais aussi saisir la valeur finale (pleine échelle) comme consigne. Le facteur de correction en est calculé automatiquement par l‘appareil de mesure. Pour les capteurs à résistance de référence intégrée, il existe un connecteur ALMEMO® mettant en circuit cette résistance pour la compensation.

Mesure de pointes de force et variations rapides de force par capteurs numériques ALMEMO® D7
Le nouveau système de mesure ALMEMO® V7 permet de mesurer les variations rapides de force et les pointes de force à une résolution temporelle allant jusqu‘à 1 ms. Le pont de mesure (passif) du capteur de force mesure les variations de force sans retard (électrique).
Le connecteur numérique de mesure ALMEMO® D7 ZKD7 00-FS fonctionne avec un convertisseur AN intégré dans le connecteur et à une vitesse de mesure allant jusqu‘à 1000 mesures/s (1 ms par mesure). Avec l‘appareil de mesure ALMEMO® V7, par ex. ALMEMO® 710 il est ainsi possible d‘enregistrer les variations rapides de force et les pointes de force. Dans le logiciel WinControl, les valeurs de mesure sont exploitées en tableau ou graphique en courbe (voir chapitre Logiciel).
La précision globale de la mesure est déterminée uniquement par le capteur de force à l‘aide du connecteur de mesure ALMEMO® D7 raccordé, indépendamment de l‘afficheur/de la centrale d‘acquisition ALMEMO® et des prolongateurs utilisés. Possibilité d‘étalonner la chaîne de mesure complète, constituée du capteur de force et du connecteur de mesure ALMEMO® D7 raccordé.

Mesure à plus haute résolution sur les capteurs numériques ALMEMO® D7
Le connecteur numérique de mesure ALMEMO® D7 permet, outre une mesure rapide, également la mesure en haute résolution. Le connecteur de mesure fonctionne alors à vitesse de scrutation réduite. Cela permet d‘atteindre, à l‘aide de capteurs de précision, des valeurs de mesure stables et de haute résolution.
La configuration du connecteur ALMEMO® s‘effectue par l‘utilisateur, sur l‘appareil de mesure ALMEMO® V7.

Capteur de déplacement

Capteur de déplacement

Selon les conditions environnementales et aux limites de l‘application de mesure, on utilise différentes méthodes :
Capteur et détecteur de déplacement
Avantages : particulièrement précis, grande résolution, robuste, résistant à l‘accélération, économique, insensible aux parasites, très stable sur le long terme, stabilité à l‘environnement (saleté, humidité), mesure ponctuelle et presque sans contact, montage et manipulation simples
Potentiomètre plastique conducteur
Avantages :
haute résolution, bonne linéarité, économique, bons coefficients de température et d‘humidité, large plage de température d‘utilisation.

Mesure de déplacement ALMEMO®
Nos capteurs potentiométriques de déplacement sont préréglés en usine par mémorisation des valeurs de correction dans le connecteur ALMEMO®. La compensation exacte s‘effectue sur place chez le client, après montage avec les cotes définitives.

Mesure de variations rapides de déplacement par capteurs numériques ALMEMO® D7
Le nouveau système de mesure ALMEMO® V7 permet de mesurer les variations rapides de déplacement à une résolution temporelle allant jusqu‘à 10 ms.
Le capteur de déplacement potentiométrique mesure les variations de déplacement sans retard (électrique).
Le connecteur numérique de mesure ALMEMO® D7 ZWD7 00-FS fonctionne avec un convertisseur AN intégré dans le connecteur et à une vitesse de 100 mesures/s (10 ms par mesure).
Avec l‘appareil de mesure ALMEMO® V7, par ex. l‘ALMEMO® 710 il est ainsi possible d‘enregistrer les variations rapides de déplacement. Dans le logiciel WinControl, les valeurs de mesure sont exploitées en tableau ou graphique en courbe.
La précision globale de la mesure est déterminée uniquement par le capteur de déplacement à l‘aide du connecteur de mesure ALMEMO® D7 raccordé, indé-pendamment de l‘afficheur/de la centrale d‘acquisition ALMEMO® et des prolongateurs utilisés.
Possibilité d‘ajuster la chaîne de mesure complète, constituée du capteur de déplacement et du connecteur de mesure ALMEMO® D7 raccordé.

Tachymètres optiques

Pour mesurer la vitesse de rotation des arbres, roues, ventilateurs etc…, la méthode optique par réflexion s‘est le plus souvent imposée. Sur les détecteurs optiques à réflexion, l‘émetteur et le récepteur constituent une unité. La lumière provenant de l‘émetteur est renvoyée à l‘émetteur par un objet situé en face. Le capteur commute lorsque la quantité de lumière réfléchie sur le récepteur dépasse un certain seuil réglable. Cette quantité de lumière dépend à son tout de la taille et des caractéristiques de réflexion de l‘objet. Afin d‘augmenter la portée et améliorer le rapport signal/bruit, on utilise des films spéciaux réfléchissants.
Les tachymètres ALMEMO® peuvent s‘employer dans deux configurations de mesure :
Interrupteur optique à réflexion (DIN EN 60947 : type D)
Ne reconnaît que les objet opaques. La plage d‘acquisition dépend du pouvoir réfléchissant de l‘objet, c‘est-à-dire de l‘état de surface et de la couleur. Sensible à la saleté et aux variations des propriétés réfléchissantes de l‘objet. Ces incidences peuvent, dans certaines limites, être compensées par un réglage de sensibilité. Montage succinct car le capteur est constitué d‘une seule unité et une orientation grossière suffit souvent.
Barrière optique à réflexion (DIN EN 60947 : type R)
L‘utilisation de pastilles réfléchissantes permet d‘atteindre de longues portées ainsi qu‘un meilleur rapport signal/bruit. Peu sensible aux perturbations, donc bien adapté aux contraintes difficiles, utilisation en plein air ou en environnement sale.

Les débitmètres à turbine

Dans le capteur se trouve une hélice ou une roue à ailettes entrainée en rotation par l‘écoulement. Par rapport à la détection optique, la mesure peut s‘effectuer également dans les liquides troubles, non transparents. La vitesse de rotation est proportionnelle au débit correspondant. Le signal électrique de sortie peut être généré de deux manières différentes :
Détecteur de proximité à induction :
Les pales du rotor sont pourvues de coupelles inox, de sorte qu‘en rapprochant les pales vers le capteur, l‘inductance de celui-ci varie, créant ainsi un signal de sortie impulsionnel.
Capteur à effet Hall :
Le rotor est équipé d‘aimants permanents, lesquels agissent sur un capteur à effet Hall placé dans le corps du capteur. L‘électronique du capteur transforme le signal Hall en un signal de sortie électronique impulsionnel.
Pour l‘acquisition de débit ou pour des applications de dosage, la gamme des capteurs ALMEMO® offre des débitmètres à turbine pour différentes plages de mesure et conditions d‘utilisation :
Débitmètres à turbine radiale pour les gros débits
Débitmètres à turbine axiale à hélice pour les petits débits