Dans le cadre du lancement ou de l’organisation structurelle d’une innovation industrielle, les indicateurs sont des variables d’une grande importance. En absence d’indicateurs de performance fiables, d’audit interne ou de mesure, le risque d’échec est considérablement plus grand. En effet, dans ces conditions, il n’est pas facile de déceler si un produit est défaillant ou non, tant les tests sont peu fiables. Fort heureusement, il existe des solutions permettant de sécuriser vos tests et de réaliser des analyses de précision par la même occasion. Le capteur de pesage est l’une d’elles.
Qu’est-ce qu’un capteur de pesage ?
Si son appellation en donne déjà une idée, il convient tout de même d’apporter des précisions sur ce qu’est un capteur de pesage. Il s’agit d’un composant permettant de mesurer un poids ou une force. Les capteurs de pesage sont des équipements polyvalents, qui combinent parfaitement performances accrues et robustesse.
C’est justement au bénéfice de ces caractéristiques que les capteurs de pesage comptent de multiples domaines d’application. Leur conception est assez simple et repose essentiellement sur la conversion entre contrainte appliquée, déformation du matériau et signal électrique.
Quel est le mode de fonctionnement des capteurs de pesage ?
Comme leur nom l’indique, les capteurs de pesage sont des instruments de mesure d’un poids (“masse”). Cependant, ils permettent aussi la mesure de force. Dans la plupart des cas, ce sont des équipements qui se composent d’un corps d’épreuve, lequel intègre des jauges de contraintes. Il peut être en acier ou en aluminium. Le capteur de pesage est une solution qui combine robustesse et élasticité.
À la faveur de cette dernière, le corps d’épreuve de l’équipement se meut lorsqu’il est enclin à une charge et reprend sa forme initiale dès que cette charge est retirée. En pratique, ce sont les jauges de contraintes qui permettent ces déformations.
Pour utiliser un capteur de pesage et bien en comprendre le fonctionnement, il importe que vous appréhendiez ce que sont les jauges de contraintes. Elles sont liées au corps d’épreuve et sont donc enclines aux mêmes mouvements que ce dernier. Une jauge de contrainte est un élément de mesure essentiellement composé d’un matériau conducteur photo-gravé sur un support. L’étirement de ce dernier entraîne systématiquement l’allongement de la grille de mesure.
Le mouvement contraire (rétraction de la grille) s’observe lorsque le support est comprimé. La résistance de la grille est alors en proie à une variation. Plus clairement, en cas de traction la résistance augmente ; elle diminue avec la compression.
Quels sont les différents types de capteurs et leurs champs d’application ?
Il existe différents types de capteurs de pesage. Les plus connus sont :
- les capteurs à point d’appui central ;
- les capteurs en compression ;
- les capteurs planaires ;
- les capteurs en flexion ou en cisaillement ;
- les capteurs en traction.
Le fonctionnement de tous ces capteurs repose sur le principe du pont de jauge. Ils émettent un signal en Mv/V pour une configuration 4 ou 6 fils selon les modèles. Il est opportun de préciser que certains types de capteurs se distinguent par leur robustesse et leur étanchéité et sont plus recommandés dans les environnements sévères.
D’autres en revanche sont catégorisés selon leur signal. Les capteurs numériques intègrent une électronique par exemple, pendant que les modèles analogiques fonctionnent grâce à un raccordement sur amplificateur de mesure. Il faut aussi dire que certains pesons se démarquent par des caractéristiques plutôt particulières. Ce sont des détails qui peuvent valoir cher selon le champ applicatif de l’équipement.
En parlant des champs applicatifs des capteurs de pesage, ils peuvent être de toutes sortes. De ce fait, les capteurs de mesure sont utilisés dans de nombreuses industries, pour contrôler, mesurer et quantifier. Ainsi, ils peuvent vous être utiles pour mesurer et réaliser des tests dans les domaines comme :
- les processus industriels ;
- l’aéronautique ;
- l’automobile ;
- l’automatisation.
En cosmétique, ces solutions sont aussi utiles, notamment dans les laboratoires, avec les balances utilisées pour peser les composants d’une formule.
Par ailleurs, il faut aussi dire que les avancées technologiques élargissent les domaines d’utilisation des équipements de pesage. Par exemple, les évolutions en technologie haptique, pour les prothèses médicales et en robotique appellent toutes des techniques précises et efficaces pour mesurer les forces et poids afin de parvenir à des résultats concrets et fiables.
Capteurs de pesage : quelles sont les autres modalités importantes ?
Autre facteur important dans l’utilisation des capteurs de poids, l’environnement. Il s’agit des températures ambiantes qui influencent la variation de chaque matériau. Dans un environnement à forte chaleur, il s’allonge. Dans un environnement froid en revanche, il se rétracte. Les capteurs de pesage et leurs jauges de contrainte sont soumis aux mêmes variations.
En conséquence, la résistance électrique des conducteurs en est affectée. Or, en réalité, les capteurs de pesage doivent pouvoir opérer sans être tributaires des températures ambiantes. De même, ils se doivent d’être efficaces dans les environnements où les températures atteignent leurs extrêmes. C’est justement compte tenu de cet impératif que certains systèmes intègrent une solution de compensation de température. Ainsi, certains pesons arrivent à résister à des effets variés.
Selon l’environnement technique dans lequel vous utilisez votre capteur, d’autres forces peuvent se produire indépendamment de la principale. Ces dernières sont connues sous le nom de « forces parasites », et interviennent sur le capteur de pesage dans la direction principale, mais aussi sur les côtés, en dessous ou autrement. Parce que le capteur de pesage n’a pas été conçu en prenant ces forces parasites en compte, il peut arriver que les résultats de mesure soient biaisés. D’où la nécessité d’une installation performante qui élimine les forces parasites ou permet de les contenir. Il existe des modules de pesage ainsi que des pièces de montage qui permettent de réduire ces forces parasites.
Comment choisir un capteur de pesage adapté à vos besoins ?
Le choix d’un peson est tributaire de plusieurs critères.
La capacité de pesage et la typologie
Il s’agit du premier critère à considérer pour choisir un capteur de pesage. Ici, il est question de déterminer la force maximale à laquelle votre capteur de pesage peut être soumis, selon son champ applicatif. En dehors de ce critère, il faudra également prendre en compte la typologie mécanique et électrique du capteur. En l’occurrence, il s’agit essentiellement du câblage du capteur.
La sécurité et la précision
Le paramètre sécurité pour choisir un capteur de force s’entend aussi bien en termes d’installation que d’utilisation. La mise en place du système doit se faire de façon sécurisée, sans prendre le moindre risque. Il doit en être de même tout le temps de son utilisation. Suivant le critère de la sécurité, le capteur de pesage doit garantir la sécurité des utilisateurs sans compromettre non plus l’objet, le produit ou la charge objet du pesage.
Il est opportun que l’appareil réponde parfaitement aux exigences de précision. Sans quoi, peu importe l’application, son efficacité serait rapidement remise en cause. En l’occurrence, l’exactitude est d’une importance capitale, et les pesons sont disponibles en différentes classes d’exactitudes. Pour obtenir les classes d’exactitude C et D par exemple, c’est la technologie des jauges de contraintes qui est la plus utilisée. Pour des classes supérieures, ce sont les jauges avec correction électronique qui sont privilégiées.
La conformité aux règles
Il existe des réglementations applicables à l’utilisation des capteurs de pesage, notamment en ce qui concerne les zones dangereuses. Au moment de choisir votre appareil de pesage, vous devez prendre ces règles en compte et vous y conformer. Il en sera de même des règles exigé d’un point de vue environnemental. De ce fait, le respect des conditions environnementales est fondamental dans le choix d’une telle solution de pesage.
Simplicité du câblage et méthode d’étalonnage
La mise en place de votre capteur doit pouvoir se faire rapidement. Pour ce faire, il serait à votre avantage d’opter pour un câblage simple, lequel est d’ailleurs une solution économique, qui ne perd pas de vue la performance.
Pour finir, vous devez aussi déterminer la méthode d’étalonnage de votre capteur de force. Il s’agit d’un paramètre très important à considérer au moment de faire votre choix. En fait, l’étalonnage va de pair avec la vérification légale et est un processus à travers lequel le capteur est soumis à une force connue. À titre d’exemple, si le capteur est soumis à une charge de 5 kg, en fonction de sa classe d’exactitude, le poids affiché doit être d’environ 5 kg et non de 4750 grammes. Les éventuelles forces parasites pourront alors être déterminées.
Basés sur le principe des jauges de contrainte, les capteurs de pesage sont devenus au fil du temps des équipements très utiles. En témoignent leurs champs applicatifs et l’exactitude qui les caractérisent. Si les technologies en ce sens sont appelées à évoluer, assurez-vous au moment d’acheter votre capteur, de le faire auprès d’enseignes fiables et réputées en la matière.
