Capteurs de pesage du fabricant
Un capteur de pesage est utilisé pour déterminer la masse : la force de poids exercée par l'échantillon est convertie en un signal électrique par le capteur de pesage. Les capteurs de pesage sont donc les composants les plus importants d'une balance électronique. L'une des technologies les plus répandues est basée sur la technologie des jauges de contrainte : un capteur analogique est constitué d'un élément de mesure (appelé corps à ressort) en acier ou en aluminium, sur lequel une jauge de contrainte (pont de Wheatstone) est montée. Chaque balance électronique est équipée d'un capteur de pesage intégré qui permet de mesurer un poids. En outre, les capteurs à jauges de contrainte sont utilisés dans les installations industrielles, telles que les installations de remplissage, pour peser des silos ou pour contrôler le niveau dans les réservoirs.
Les capteurs de pesage DMS sont les plus utilisés, mais il existe d'autres technologies pour déterminer les poids dans la technologie de pesage comme EMFC, la compensation électromagnétique de force, dans laquelle la détermination de la masse se fait complètement sans perte de friction.
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FAQ
Quels sont les types de capteurs à jauges de contrainte ?
Il existe de nombreux types de capteurs de pesage en fonction de l'application pour laquelle ils sont conçus. Les capteurs de flexion ou de cisaillement sont souvent utilisés, par exemple, dans les plates-formes de pesée. En revanche, les capteurs de compression sont généralement installés sous une structure (conteneur, silo, etc.) qui est chargée par le haut avec un poids et sont souvent conçus pour des charges plus élevées. Pour les capteurs à jauges de contrainte en traction, en revanche, un poids est fixé sur le capteur. Les capteurs de pesage sont l'élément le plus important d'une balance, qu'il s'agisse d'une plate-forme, d'un plancher ou d'une balance de table.
Comment fonctionne un capteur à jauges de contrainte ?
Le matériau du corps du ressort est stable, mais aussi très peu élastique. Cela signifie que lorsqu'un poids est placé sur la balance, cette force agit sur le corps du ressort. Le terme corps de ressort provient du fait que le matériau se déforme peu en raison de cet effet, mais reprend sa forme d'origine - ou "ressorts" dès qu'aucune force ne lui est appliquée. Il s'agit d'une déformation élastique de l'élément de mesure.
Cette variation est détectée par les jauges de contrainte montées sur le capteur. Une jauge de contrainte, ou "DMS" en abrégé, est un conducteur électrique. Grâce au montage fixe sur le corps du ressort, toute force appliquée directement sur la bande de mesure l'allonge ou la raccourcit. La résistance électrique augmente lorsque la bande de mesure est étirée, mais diminue lorsqu'elle est comprimée. Ce changement de résistance modifie le signal de sortie du capteur et vous permet de déterminer la force appliquée au capteur, c'est-à-dire le poids actuellement pesé.
Dans l'étape suivante, le signal électrique est transmis à l'électronique de pesage ou aux terminaux de pesage (qui peuvent également être des appareils d'évaluation et d'affichage). Le poids mesuré peut ensuite être lu sur l'afficheur d'une unité d'affichage, d'un indicateur ou d'un contrôleur de pesage.
Propriétés importantes des capteurs à jauges de contrainte
Outre les différents types de capteurs, ceux-ci se distinguent par les matériaux de fabrication utilisés, principalement l'aluminium et l'acier inoxydable. En plus du matériau, l'environnement dans lequel la cellule est utilisée doit également être pris en compte : La température ambiante est un facteur particulièrement important : tous les matériaux changent sous l’effet de la chaleur ou du froid, ce qui s'applique également aux capteurs de pesage et aux jauges de contrainte. Pour afficher le poids exact, le capteur doit être capable de compenser les interférences externes.
La précision est particulièrement importante lorsqu'il s'agit de peser : les capteurs de pesage sont classés en différentes classes de précision. Ceux-ci sont divisés en classes A à D, où A est la meilleure classe possible. Les capteurs à jauges de contrainte sont principalement produits dans les classes C et D. Selon le domaine d'application, les exigences en matière de précision varient : l'industrie pharmaceutique, par exemple, exige des précisions et des incertitudes de mesure de processus différentes de celles de l'industrie alimentaire. Minebea Intec offre également des solutions spécifiques pour des exigences particulières.
Comment les jauges de contrainte sont-elles disposées à l'intérieur d'une cellule de pesée ?
La structure d'une cellule de pesée à point unique se caractérise par deux parallélogrammes qui sont fixés des deux côtés du corps de base. Deux jauges de contrainte sont collées sur chacun des parallélogrammes. Les points minces déforment les bras de parallélogramme en forme de S - la forme de base rectangulaire devient un parallélogramme. Cette structure de bras en parallélogramme permet de compenser les charges excentrées et d'exercer la charge toujours verticalement. Il est ainsi possible de réaliser des balances à plate-forme jusqu'à une certaine taille avec une seule cellule de pesée.
Quelles sont les prescriptions d'essai pour les cellules de pesée à point unique ?
Pour les cellules de pesage monopoint, il n'y a pas de prescription d'essai dans l'OIML R60 pour mesurer l'erreur de charge d'angle, car les cellules de pesage sont testées ici avec une application ponctuelle de la force. C'est pourquoi, dans une fiche technique d'une cellule de pesée monopoint, la taille maximale de la plate-forme est indiquée conformément à l'OIML R76, c'est-à-dire la prescription d'essai pour les équipements de pesage non automatiques.
Par contre, pour les balances équipées de capteurs à point unique, un contrôle de la charge d'angle est nécessaire. Cette procédure est indépendante du nombre de cellules de pesage sous la plate-forme et est effectuée conformément à la norme OIML R76.
Le test est effectué avec une charge correspondant à un tiers de la plage de mesure. L'excentricité est définie de telle sorte que, dans le cas d'un plateau de charge rectangulaire, celui-ci est divisé en quatre quadrants de taille égale et le poids est placé au milieu de chacun de ces quadrants. L'erreur de mesure doit rester inférieure à un chiffre de la valeur d'étalonnage. Si le contrôle de la charge d'angle révèle que les limites d'erreur sont dépassées, la cellule de pesée doit être remplacée.
Comment les jauges de contrainte sont-elles protégées contre les influences environnementales ?
Il est courant, pour les cellules en aluminium, de sceller les jauges de contrainte avec du silicone pour les protéger des influences environnementales. Cette masse de scellement est appliquée sur une grande surface de chaque bras du parallélogramme. Le silicone a toutefois l'inconvénient d'être perméable à la vapeur d'eau. La plupart des films de support (comme la résine acrylique, la résine époxy, la résine phénolique, le polyamide) sont hygroscopiques, tout comme certaines colles utilisées. Le film support gonfle lorsqu'il absorbe de l'eau, ce qui provoque un allongement et donc une erreur de mesure.
Une possibilité d'améliorer cela est d'encapsuler les jauges de contrainte dans du métal. Cela peut être réalisé dans la zone des bras du parallélogramme ou avec un corps de déformation supplémentaire. On connaît ici des cellules qui présentent un anneau intérieur, couplé pour supporter la charge et pour la fixation, et qui sont disposées à l'intérieur des bras de parallélogramme.
Le parallélogramme se charge alors d'absorber le couple en cas de charge excentrée. Le corps de déformation est optimisé exclusivement pour les jauges de contrainte et la mesure de l'allongement. Le corps de déformation est ensuite soudé et est étanche à la vapeur d'eau grâce à cet encapsulage métallique.
Les cellules en acier inoxydable encapsulées sont prédestinées aux conditions environnementales avec des exigences élevées en matière de degré de protection jusqu'à IP69 et de milieux agressifs. Le film des jauges de contrainte est entièrement encapsulé dans du métal, ce qui évite que l'humidité de l'air n'ait une influence sur le résultat de la mesure. Les câbles de raccordement sont généralement reliés au moyen d'une traversée en verre afin de répondre à l'exigence d'étanchéité hermétique.
Pour l'utilisateur, cela signifie que les cellules de pesée en aluminium/acier inoxydable avec enveloppe en silicone doivent être utilisées en premier lieu dans des applications sèches et encapsulées dans un boîtier ou lorsque l'influence de l'humidité joue un rôle secondaire. En plus de la protection IP, il faut également tenir compte des produits de nettoyage éventuellement utilisés, une classe de protection plus élevée témoigne généralement d'un nettoyage humide avec des additifs chimiques. Même les cellules en aluminium anodisé n'offrent ici qu'une protection limitée, car certaines zones, comme les trous filetés, ne peuvent pas être anodisées.
Depuis quand la technologie DMS existe-t-elle ?
Dès 1856, Lord Kelvin a constaté que la résistance électrique des fils de cuivre et de fer augmentait lorsqu'ils étaient soumis à des tensions de traction. Il a ainsi posé les bases de la technologie des jauges de contrainte, ce qui est à l'origine des cellules de pesage à point unique actuelles. Edward E. Simmons et Arthur C. Ruge sont toutefois considérés comme les pères de la jauge de contrainte. Fait intéressant : Ruge a déposé le brevet d'une jauge de contrainte en 1938 auprès du MIT, où il travaillait. Leur jugement : comme ce développement a été jugé "peu rentable commercialement", il a pu revendiquer le brevet et les revenus qui en découlent pour lui seul. Aujourd'hui, les jauges de contrainte sont considérées comme un élément indispensable dans le monde entier pour tout ce qui a trait au pesage industriel.
Quels sont les indicateurs de pesage disponibles ?
Nos cellules de pesage vous permettent de déterminer des valeurs de poids de manière fiable et extrêmement précise. Pour que ces valeurs puissent être intégrées efficacement dans vos processus de production, les signaux doivent être enregistrés et transmis au système de contrôle. Différents indicateurs de pesage sont disponibles à cet effet - des transmetteurs de pesage aux contrôleurs de pesage en passant par les indicateurs de pesage. Les transmetteurs de pesée, qui sont généralement installés dans des armoires électriques, transmettent les valeurs de mesure déterminées. Les indicateurs de pesage, en revanche, offrent en plus un écran sur lequel les valeurs de poids peuvent être directement lues. Les contrôleurs de pesage permettent en outre de commander et d'automatiser les processus de pesage afin d'optimiser l'ensemble du processus.
How-to Guide Cellules de charge à point unique
Résultats de mesure très précis avec une seule cellule de charge
Vidéo du produit
Capteur de pesage Inteco®
Capteur de pesage Inteco®, une version innovante du renommé PR 6201. Un signal de sortie de 2 mV/V, des niveaux de charge supplémentaires allant jusqu’à 75 t, des classes de précision accrues (C6) et l’acier inoxydable haut de gamme élargissent les possibilités d’utilisation. Classes de précision D1 (0,04%), C3 (0,015%) i C6 (0,008%). Solution de pesage numérique dotée du convertisseur Connexx®, le capteur de pesage Inteco offre des temps de propagation extrêmement rapides des signaux ainsi qu’une transparence optimale lors des processus de dosage et de pesage. Les kits de montage FLEXLOCK de Minebea Intec réduisent eux l’impact des mouvements sur le résultat de pesée.
Module de pesage Novego®
Le module de pesage Novego® a été développé spécifiquement pour répondre au renforcement des exigences de l’industrie agroalimentaire. Cette solution hygiénique complète offre une grande variété de propriétés innovantes, qui garantissent une installation simple et sans erreur, ainsi qu’une résistance maximale aux forces latérales. Novego® garantit la sécurité des processus, la précision des mesures et la rapidité des opérations de nettoyage. La résistance extraordinaire à la corrosion de l’acier inoxydable, ainsi que la conception du produit conformément aux directives de l’EHEDG font du module de pesage une solution résistante à la poussière, à l’eau ainsi qu'aux produits de nettoyage agressifs. Novego offre des fonctionnalités innovantes qui garantissent une installation simple et sans erreur. Avec le module de pesage, vous optez pour une installation rapide, précise et hygiénique - et contre les alignements de guidon supplémentaires qui prennent du temps.
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