Le guide ultime de la cellule de charge à jauge de contrainte

Les cellules de charge à jauge de contrainte sont durables, précises et relativement bon marché. Ils peuvent également être utilisés dans une variété de situations, de la mesure du poids à la mesure de la pression.

Cependant, si vous êtes nouveau dans ce type d'équipement et que vous essayez de mettre la main sur une cellule de charge à jauge de contrainte pour la première fois, cela peut être déroutant. Il existe de nombreux types de jauges de contrainte et de cellules de charge, chacun avec ses propres avantages et inconvénients.

Pour vous aider à simplifier les choses, nous avons créé ce guide pour en savoir plus sur les cellules de pesée à jauge de contrainte, de leur fonctionnement et de leurs avantages par rapport aux autres types de cellules de pesée, jusqu'au type de matériaux qu'elles sont. fabriqué à partir de.

Cellule de pesée à jauge de contrainte

Qu'est-ce qu'une cellule de charge à jauge de contrainte ?

Ce sont des capteurs de force qui mesurent la force qui leur est appliquée. Ils sont composés de deux composants électriques : une jauge de contrainte et une cellule de charge. La cellule de charge mesure réellement la force, tandis que la jauge de contrainte détecte les variations de longueur qui indiquent la force appliquée.

Il détermine la quantité de pression appliquée à la surface du capteur à jauge de contrainte en utilisant une approche simple. La pression exercée sur le capteur provoque son étirement ou sa compression. Ce changement de longueur entraîne une résistance électrique qui est mesurée par un système électronique à l'intérieur de la cellule de pesée.

À quoi sert une cellule de charge à jauge de contrainte ?

Ils sont souvent utilisés dans industriel environnements, comme les usines de fabrication et les entrepôts, où ils peuvent aider les entreprises à suivre le poids des objets volumineux et à s'assurer qu'ils sont manipulés correctement. Les cellules de charge à jauge de contrainte peuvent également être utilisées dans d'autres applications, telles que la pesée de produits dans les épiceries ou la détermination de la force nécessaire pour certaines tâches.

Ils sont généralement fabriqués à partir de piézoélectrique céramique et utilisez un circuit en pont ou un transducteur à jauge de contrainte.

Les jauges de contrainte sont souvent utilisées en conjonction avec d'autres types de capteurs (par exemple, des capteurs de température) dans des applications industrielles telles que les raffineries de pétrole, les usines chimiques, power plantes, etc...

Comment fonctionne une cellule de charge à compression ?

Il fonctionne en mesurant les changements de courant électrique actuel à mesure que la charge change, puis convertir ces informations en numérique données pouvant être lues et interprétées par un ordinateur ou autre appareil.

La cellule de charge de compression elle-même se compose de deux pièces : une extrémité se fixe à l'objet à peser, tandis que l'autre a un poids fixe fixé via un mécanisme semblable à un ressort. Lorsqu'un objet est placé à l'extrémité de la cellule de charge de compression sans poids, il n'exercera aucune force sur le ressort. Cependant, si vous lui ajoutez plus de poids, il y aura plus de force exercée sur le ressort - et c'est ce qui provoque une augmentation de la résistance électrique au fil du temps jusqu'à ce que l'équilibre soit à nouveau atteint.

Les cellules de pesée à compression sont souvent utilisées en conjonction avec d'autres types de balances ainsi qu'avec d'autres dispositifs de mesure tels que des capteurs de pression pour des applications telles que des balances industrielles pour surveiller les progrès lors de projets de construction où de gros équipements doivent être déplacés fréquemment avant d'être installés de façon permanente. en place afin qu'ils ne subissent pas de dommages dus à une mauvaise manipulation pendant le transport en raison d'une mauvaise utilisation de la machinerie lourde comme les chargeuses compactes.

Différents types de cellule de charge

Il existe plusieurs types de cellules de charge qui sont utilisées pour déterminer le poids d'un objet. Voici quelques-uns des plus courants :

Cellule de charge en ligne

Conçu pour être placé au milieu d'une ligne ou d'une chaîne de capteurs. Ils peuvent être utilisés pour mesurer la force appliquée à un objet ou à une surface en ligne droite, ou ils peuvent être utilisés pour mesurer la force appliquée en plusieurs points sur une seule surface. Ces types de cellules de charge sont souvent utilisés en conjonction avec d'autres types de capteurs, tels que des capteurs de température et des capteurs de pression.

Lorsque vous utilisez une cellule de charge en ligne à ces fins, il est important de vous assurer qu'elle est correctement montée sur la ligne afin qu'elle ne bouge pas ou ne soit pas endommagée pendant l'opération de fabrication.

Bouton de chargement

Il est composé d'une plaque circulaire qui est poussée vers le bas sur un piston à ressort. La pression de la plaque provoque la compression du piston, réduisant sa hauteur et entraînant une augmentation de la précision.

C'est un sensible à la pression interrupteur qui est utilisé dans les applications industrielles et les processus de fabrication. C'est un appareil simple et peu coûteux qui peut être utilisé pour mesurer la force de gravité ou d'autres forces agissant sur un objet. Également utilisé pour déterminer le poids appliqué à un objet.

Conçu pour être utilisé avec des capteurs connectés à un ordinateur et pouvant enregistrer des mesures au fil du temps. Les données peuvent ensuite être analysées pour déterminer les tendances et les schémas des changements de pression au fil du temps, ce qui peut aider à déterminer si des changements se sont produits au cours des processus de production. Ces informations peuvent être comparées à d'autres points de données recueillis à partir de tests similaires effectués à des moments différents ou par des opérateurs différents.

Cellule de charge à poutre en S

Utilisé dans les applications de pesage industriel. Ils sont également connus sous le nom de jauges de contrainte de poutre et sont constitués d'un élément de détection fixé à une poutre métallique. L'élément de détection est généralement constitué d'une bande ou d'une tige de silicium ou d'un autre semi-conducteur Matériel. Cette bande ou tige est mise sous tension par le poids qu'elle supporte, ce qui la fait légèrement se dilater. La quantité d'expansion peut être mesurée pour déterminer le poids supporté par la cellule de pesée.

Cellule de charge à trou traversant

Ce type de cellule de charge a un trou qui traverse complètement la plaque et est utilisé pour la fixer à une plaque de montage ou à un appareil.

Couramment utilisé dans le industrie automobile, ainsi que dans les usines de fabrication. Ils sont également utilisés dans les industries agricoles et de détail. À travers le trou les cellules de charge utilisent un aimant permanent pour créer la force qui déplace un mécanisme interne. Le poids de l'objet pesé est transféré à ce mécanisme interne, qui transfère ensuite ce poids à travers un arbre et dans une balance. Ce type de cellule de charge peut être utilisé dans des applications où l'espace est limité, comme sur des machines ou des machines.

Cellule de charge de crêpe

Composé de deux plaques de métal comprimées ensemble. La résistance entre les deux plaques est mesurée pour déterminer la charge sur la cellule. Ils sont capables de résister à des pressions élevées, ce qui les rend idéaux pour une utilisation dans des environnements industriels où il peut y avoir beaucoup de vibrations et de changements de pression.

La cellule de pesée crêpe a un profil très bas, de sorte qu'elle peut s'adapter dans des espaces restreints si nécessaire. Ils sont également très faciles à installer, ce qui les rend idéaux pour les applications où ils peuvent avoir besoin d'être déplacés fréquemment ou remplacés souvent. Parce qu'ils ont un profil si bas, ils ont également un taux de précision élevé par rapport aux autres types de cellules de pesée.

Cellule de charge en bout de tige

Il comporte une tige reliée à un appareil de mesure, qui se déplace lorsque le poids change. La tige est reliée à un arbre qui a un ressort dessus. Lorsque le poids augmente, ce ressort se comprime et lorsque le poids diminue, il se dilate. Ce mouvement est transféré à un système de levier qui effectue un mouvement de va-et-vient à chaque changement de poids. Le mouvement de ce système de levier est ensuite transféré à un pointeur ou à un indicateur qui indique le poids qui lui a été appliqué.

Ces cellules de charge sont généralement utilisées dans la fabrication car elles peuvent résister à une utilisation fréquente et peuvent être installées facilement dans des systèmes existants sans nécessiter de modifications. Ils sont également très précis par rapport à d'autres types de cellules de charge comme les jauges de contrainte et les balances électroniques qui nécessitent souvent un étalonnage avant utilisation.

Types de jauge de contrainte

Il existe différents types de jauges de contrainte, chacune avec ses propres caractéristiques.

Jauge de contrainte résistive

Travaillez sur le principe que la résistivité est proportionnelle à la déformation. Au fur et à mesure que le matériau est étiré, il s'amincit et offre moins de résistance au courant électrique qui le traverse. Cela facilite la tâche d'un Tension signal à traverser le matériau, qu'un amplificateur d'instrumentation ou un transducteur peut mesurer.

Les jauges de contrainte résistives ont trois composants principaux : l'élément de capteur à couche mince qui est enroulé autour de l'objet mesuré, un substrat qui tient le mince film élément capteur en place et lui fournit un support mécanique, et un assemblage électronique qui comprend un amplificateur Circuit avec une résistance de rétroaction qui fournit une amplification et un conditionnement du signal avant d'envoyer des données à un ordinateur ou à un autre système d'acquisition de données via filaire ou sans fil options de connexion comme Bluetooth .

Jauge de contrainte piézoélectrique

Un type de jauge de contrainte qui utilise l'effet piézoélectrique pour mesurer la quantité de contrainte dans un objet. Ce type de jauge de contrainte est couramment utilisé dans la fabrication de cartes de circuits imprimés car il est petit, léger et facilement intégré dans une conception. Le matériau piézoélectrique doit être polarisé ou dépolarisé par un champ électrique pour changer de forme et générer une tension.

Ils se composent d'une mince, matériau souple qui est recouvert d'un mince film de matériau piézoélectrique, qui crée une tension lorsqu'il est déformé.

Les jauges de contrainte piézoélectriques sont utilisées pour mesurer la flexion et la torsion, ce qui est important pour déterminer la qualité de vos PCB. Ces jauges présentent de nombreux avantages par rapport aux autres types de jauges, notamment un coût moindre et de meilleures performances à des températures élevées et des environnements humides.

Jauge de contrainte capacitive

Il mesure le changement de capacité qui se produit lorsqu'un matériau est soumis à une force ou à une contrainte. La capacité change parce que les deux plaques du condensateur sont séparées par un isolant et sont rapprochées par une force mécanique. Cela augmente leur conductivité électrique, permettant à plus de courant de les traverser.

Il est utilisé dans une large gamme d'applications et est disponible dans de nombreuses tailles et configurations. Le capteur se compose d'une feuille métallique collée à un substrat diélectrique flexible, qui peut être fabriqué à partir de nombreux matériaux différents. La feuille est connectée à un côté d'un condensateur, tandis que l'autre côté est connecté à une carte de circuit imprimé. L'effet de prise en sandwich entre la feuille métallique et le substrat diélectrique entraîne une modification électrique lorsqu'il y a une déformation physique du substrat.

Jauge de contrainte capacitive imprimée par jet d'aérosol

Cette jauge de contrainte particulière est un dispositif résistif à couche mince qui est appliqué au surface d'un circuit imprimé à l'aide d'un procédé d'impression par jet d'aérosol.

Le film résistif est déposé sur le PCB au moyen d'une imprimante à jet aérosol avec une buse fine, qui pulvérise des gouttelettes de matériau résistif sur la surface du PCB. Les gouttelettes forment des voies conductrices à la surface du PCB lorsqu'elles sèchent après avoir été pulvérisées dessus.

Pour aller plus loin

Pour résumer, étant donné que ces jauges détectent la force appliquée dans différentes directions, elles sont souvent utilisées en conjonction avec un accéléromètre pour recueillir un ensemble complet de données. La relative simplicité de cet appareil en fait un outil utile pour mesurer l'effort ou le stress humain sur un objet.

Alors maintenant que vous avez une idée fondamentale de ce qu'est une cellule de pesée à jauge de contrainte et de son fonctionnement, il est très important de trouver un fabricant de cellules de pesée à jauge de contrainte fiable. Ils sont accompagnés de diverses fonctionnalités et nous espérons que cet article vous aidera à choisir celle qui répond le mieux à vos besoins.