Mesure de force et de couple - Capteurs de force (partie 1)

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Mesure de force et de couple - Capteurs de force (partie 1)

Auteur(s) : - GAMAC

Date de publication : 10 juin 2008

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Sommaire
Médias

Présentation

1 - Définitions

1.1 - Notion d'actions mécaniques

Figure 1 - Repère de travail
1.2 - Force dans le cas d’un système au repos dans le repère terrestre

Figure 2 - Peson
1.3 - Force dans le cas d’un système en mouvement par rapport au repère terrestre

2 - Chaîne de mesure de force

2.1 - Rôle et place du capteur dans la chaîne de mesure
2.2 - Constitution du capteur
2.3 - Différents types de mesures à effectuer

Figure 9 - Différents types d’essais

3 - Caractéristiques métrologiques des capteurs

3.1 - Étendue de mesure (spécifiée)
3.2 - Sensibilité (ou coefficient de sensibilité)
3.3 - Linéarité (ou écart de linéarité)
3.4 - Hystérésis
3.5 - Mobilité (seuil de mobilité)
3.6 - Effet de la température
3.7 - Exemple numérique

Tableau 1

4 - Différents types de capteurs de monocomposante (de force et de couple)

4.1 - Capteurs à mesure directe de la déformation
4.2 - Capteurs à mesure indirecte
4.3 - Autres capteurs d'efforts

Présentation

RÉSUMÉ

Pour aborder les capteurs de force, il faut s’intéresser à la détermination des actions mécaniques exercées sur un objet en mouvement ou au repos dans un référentiel donné, et donc aux notions de force, de couple, et de moment. Il est ainsi rappelé qu’une force est toute cause capable de modifier l’état de repos ou de mouvement d’un point matériel ou d’un solide rigide auquel elle est appliquée. Dans ce contexte, le rôle d’un capteur est de traduire la valeur de l’effort en une grandeur ou une indication exploitables. Selon le type de mesures à effectuer, différents principes de capteurs sont retenus. L’article s’attarde sur les capteurs à jauges de contrainte, ils représentent plus de 80% du marché des dynamomètres est constitué par les capteurs à jauges de contrainte.

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Auteur(s)

- GAMAC : Groupement pour l’avancement des méthodes d’analyse des contraintes (association loi 1901)

INTRODUCTION

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.

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