Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
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Jean-Luc LE GOËR : Ingénieur ESL (École Technique Supérieure du Laboratoire) - Président de Vishay Micromesures
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Jean AVRIL : Ancien Élève de l’École Polytechnique
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les extensomètres à fils résistants, que l’on désigne aussi sous le nom de jauges de contraintes (cette expression n’est pas tout à fait correcte, mais usuelle), furent inventés pour mesurer les déformations des structures en vue d’en évaluer l’état de contraintes. Il s’agit de petits circuits électriques très fins (figure 1) qui, collés sur les pièces à étudier, en subissent les déformations, ce qui entraîne une variation de leur résistance électrique. Les mesures électriques peuvent être très précises et très sensibles puisque l’on atteint facilement des déformations de l’ordre du micromètre par mètre (µm /m). Ces jauges sont décrites dans l’article Extensométrie Extensométrie.
La fidélité des jauges permit dès l’origine d’envisager leur usage pour fabriquer des capteurs. Avec les mêmes jauges et la même instrumentation en aval, il est possible d’imaginer de nombreux types de capteurs 1.
Les capteurs extensométriques simples peuvent être exécutés même par des non-spécialistes. Il est d’ailleurs fréquent que, dans des ateliers ou des laboratoires, l’utilisateur fabrique d’abord lui‐même ses capteurs, quitte à les faire réaliser ensuite par des professionnels lorsque la méthode s’est révélée satisfaisante et susceptible d’être étendue à de plus grandes précisions.
Le non-spécialiste qui a réalisé un capteur, en achetant simplement des jauges, des colles et quelques accessoires, pourra, à frais réduits, bien définir lui‐même son problème. Ensuite, pour passer à l’utilisation définitive ou en grandes quantités, il aura tout intérêt, bien entendu, à s’adresser à un producteur spécialisé. Le choix est une question d’économie relative (tableau 5).
Les nombreux montages cités dans la suite de cet article sont illustrés par des exemples comprenant des jauges à trames métalliques. Les jauges peuvent être aussi du type semi-conducteur en silicium. Ces dernières donnent un signal plus élevé et offrent la possibilité d’un très faible encombrement (capteurs intégrés). Cependant, les jauges à semi-conducteur ont l’inconvénient d’être sensibles à la température ; cette sensibilité peut être compensée par un microprocesseur (mise en mémoire des courbes résistance-température). L’avantage des jauges métalliques est que, leurs caractéristiques dépendant de nombreux paramètres liés aux diverses variétés d’alliages, elles peuvent être mieux adaptées aux différents cas d’espèces.
Les jauges métalliques restent les plus utilisées actuellement en extensométrie.
Cet article fait suite à l’article Extensométrie Extensométrie du présent traité, auquel le lecteur pourra se reporter pour la description des jauges.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de janv. 1980 par Jean AVRIL
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Caractéristiques des capteurs6. Instrumentation associée
En aval, le capteur est suivi d’instruments électroniques dont le rôle est d’amplifier le signal en vue de son exploitation soit pour la lecture d’une mesure, soit pour une action de régulation, avec toutes les possibilités des microprocesseurs. Il est évidemment essentiel que cette instrumentation ait des performances qui n’altèrent pas les caractéristiques du capteur qui la précède.
la description de ces amplificateurs et autres appareillages électroniques ne concerne pas le présent article.
Une chaîne de mesure est un tout indissociable ; en particulier, l’entrée de l’instrument qui suit le capteur peut, par sa nature, altérer les performances obtenues suivant les procédés décrits précédemment 5. Il en est ainsi du réglage du zéro initial. Par construction, le zéro d’un capteur, surtout fabriqué en série, est moins rigoureux que ce que l’on est en droit d’attendre en extensométrie. Pour les mesures de contraintes par jauges, ainsi que pour des capteurs d’usage courant, les instruments comprennent un dispositif de réglage du zéro par potentiomètre (figure 36).
Il est évident que les parties du potentiomètre situées de part et d’autre du curseur shuntent inégalement les résistances de compensation de la sensibilité, dont nous perdons ainsi les avantages. Entre autres solutions préconisées pour éviter cet effet, citons le montage de la figure 37, qui consiste à opposer les tensions de sorties de deux ponts, d’une part celui des jauges et d’autre part un pont constitué par des résistances fixes et un potentiomètre, insensibles aux perturbations thermiques.
Dans cet ordre d’idées, citons (figure ...
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Instrumentation associée
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - AVRIL (J.) - Encyclopédie d’analyse des contraintes. - Vishay Micromesures.
-
(2) - DESJARDINS (M.), PORTE (M.) - Les capteurs de mesure. - 2e éd., Éditions Kirk (1991).
-
(3) - Extensométrie par jauges de déformation. - LNE (1965).
-
(4) - Extensométrie 67. - GAMAC et LNE (1967).
-
(5) - MURRAY (W.M.), STEIN (P.K.) - Strain gage techniques. - Massachusetts Inst. Technol. (1959).
-
(6) - PERRY (C.C.), LISSNER (H.R.) - The strain gage primer. - 2e éd., McGraw-Hill (1962).
-
(7) - Technique des mesures à l’aide...
ANNEXES
PY (R.) - Comportement mécanique et électrique de films minces à haute température : application aux jauges d'extensométrie. - Paris 11, Orsay (1998).
HAUT DE PAGE
L’extensométrie ne se prête pas à l’établissement de normes proprement dites. Toutefois, le fascicule de documentation ci-dessous rappelle entre autres les notions d’élasticité qui sont à la base de l’extensométrie.
NF X 10-011 - 3-58 - Résistance des matériaux et essais mécaniques de matériaux. Vocabulaire. - -
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Abelex
AMC.
ATEX (Applications des Techniques d’Extensométrie).
Baléa SARL.
Bell et Howell France SA. - absorbé par Kodak : http://wwwfr.kodak.com
Beta....
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