Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

UNIVERSITE CADI AYYAD FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUE GILIZ MARRAKECH LE CAPT

UNIVERSITE CADI AYYAD FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUE GILIZ MARRAKECH LE CAPTEUR DE FORCE Réalisé par : SEMMAN SALAMA FATIH ANAS Encadré par : ABDELMAJID BENHIDA Année universitaire 2021-2022 Master recherche et développement physico-chimie en l’état solide Contenu : GENERALITE SUR LES CAPTEURS ………………………………………………....4 CHAPITRE I : CAPTEUR DE FORCE …………………………………………………5 INTRODUCTION ………………………………………………………………………...5 I- DEFINITION ET LE PRINCIPE DE CAPTEUR DE FORCE………………………5 1. La définition de capteur de force ……………………………………………….5 2. Le principe de capteur de force …………………………………………………5 a- Principe de capteur à jauges de contrainte ………………………………5 b- Principe de capteur piézoélectrique ……………………………………....6 II- QUELQUES AVANTAGES DE CAPTEUR DE FORCE ……………………………6 1- Principaux avantages des capteurs de force avec jauges de contrainte………….6 2- Principaux avantages des capteurs d'énergie piézoélectrique……………………7 III- QUELQUES APPLICATION DE CAPTEUR DE FORCE ………………………...7 1- Surveillance de charge des composants Roulements à billes ……………………..7 2- Surveillance de la force d’insertion ………………………………………………...8 3- Surveillance de la force d’assemblage ……………………………………………...8 4- Protection contre la surcharge ……………………………………………………...8 5- Détermination des volumes de remplissage ………………………………………..8 6- Surveillance de la force de retenue …………………………………………………9 7- Mesure des forces sur les bancs d’essais …………………………………………...9 IV- LES CARACTERISTIOUES DES CAPTEURS DE FORCE……………………….9 1- Les principales caractéristiques nominales ………………………………………..9 a- Forces appliquées …………………………………………………………...10 b- Sensibilité ……………………………………………………………………10 c- Influence de la température ………………………………………………..10 2- Les caractéristiques métrologiques de capteur de force …………………………11 a- Fréquence propre …………………………………………………………...11 b- Impédance d'entrée …………………………………………………………11 c- Résistance d'isolement ……………………………………………………...12 d- Linéarité ……………………………………………………………………..12 V- LA DIFFERENCE ENTRE LES CAPTEURS A JAUGES DE CONTRAINTE ET LES CAPTEURS PIEZOELECTRIQUES ………………………………………………12 1- Les capteurs à jauges de contrainte ……………………………………………….12 2- Les capteurs piézoélectriques ……………………………………………………….13 GENERALITE SUR LES CAPTEURS : Un capteur est un composant technique qui détecte un événement physique se rapportant au fonctionnement du système (présence d'une pièce, température, etc.) et traduit cet événement en un signal exploitable par la PC de ce système. Ce signal est généralement électrique sous forme d'un signal basse tension. La figure 1 illustre le rôle d’un capteur : L'information détectée par un capteur peut être d'une grande variété, ce qui implique une grande variété de besoins en capteurs. On cite parmi les plus connus et fréquents, les capteurs de position, de présence, de vitesse, de température et de niveau. Si l'on s'intéresse aux phénomènes physiques mis en jeux dans les capteurs, on peut classer ces derniers en deux catégories :  Capteurs actifs.  Capteurs passifs.  Capteurs actifs (Fonctionnant en générateur) : Un capteur actif est généralement fondé dans son principe sur un effet physique qui assure la conversion en énergie électrique de la forme d'énergie propre à la grandeur physique à prélever, énergie thermique, mécanique ou de rayonnement.  Capteurs passifs : Il s'agit généralement d'impédance dont l'un des paramètres déterminants est sensible à la grandeur mesurée. La variation d'impédance résulte : Soit d'une variation de dimension du capteur, c'est le principe de fonctionnement d'un grand nombre de capteur de position, potentiomètre, inductance à noyaux mobile, condensateur à armature mobile. Suivant les applications souhaitées, le choix d’un capteur adéquat nécessite l’établissement préalable d’un cahier des charges dans lequel sont énumérés :  Le type de l’événement à détecter,  La nature de cet événement,  La grandeur de l'événement,  L’environnement de l'événement, Dans ce mini projet on se focalise seulement sur la recherche d’un type des capteurs qui s’appelle le capteur de force. CHAPITRE I : CAPTEUR DE FORCE Introduction : Un capteur de force (ou d’effort) est un dispositif utilisé pour convertir une force (par exemple un poids) appliquée sur un objet en signal électrique. Le capteur est généralement construit en utilisant des jauges de déformation connectées en un pont approprié. Un amplificateur est normalement nécessaire pour lire le signal délivré par le transducteur. Les appareils de pesée, les machines d’essais universelles et les analyseurs DMA en sont équipés ; dans le dernier exemple, le capteur de force, de type capacitif ou piézoélectrique, mesure des forces dynamiques (en traction/compression). La sortie peut être exprimée en différentes unités, telles le µg ( balances analytiques ), kg , t (pesée des camions, ...) et dan (10 kan ≈ 1 « tonne »). Les capteurs de force sont très utilisés, en particulier pour les mesures de poids. Il existe 2 principales technologies : les capteurs à jauges de contrainte et les capteurs piézoélectriques. On trouve différentes configurations en fonction de la force à mesurer et de la façon dont elle va s'appliquer sur le capteur. I- Définition et le principe de capteur de force : 1- La définition de capteur de force : Un capteur de force est un transducteur convertissant une force en un signal électrique mesurable. Bien qu'il existe une variété de capteurs, les capteurs force à jauges de contrainte sont les plus utilisés. 2- Principe de capteur de force : a- Principe de capteur à jauges de contrainte : Les capteurs construits sur le principe des jauges de contrainte sont toujours constitués d’un corps d’épreuve agissant comme un ressort sur lequel la force est appliquée. Cette force génère une faible déformation du corps d’épreuve. Les jauges de contrainte sont installées dans les zones propices à la déformation. Sous l’action de la charge, elles subissent un allongement et enregistrent alors une variation de résistance. Au minimum, quatre jauges de contrainte suffisent pour constituer le montage appelé pont de Wheatstone. Le pont de mesure est alimenté sous une tension et la tension de sortie résultante est proportionnelle à la force appliquée. b- Principe de capteur piézoélectrique : Le principe est très simple : la charge électrique obtenue est proportionnelle à la contrainte mécanique appliquée. Un amplificateur de charge peut convertir cette charge en un signal de 0…10 V facile à mesurer. En fin de compte, la tension de sortie est proportionnelle à la contrainte mécanique. Schéma de principe de fonctionnement d'un capteur piézoélectrique. II- Quelques avantages de capteur de force : 1- Principaux avantages des capteurs de force avec jauges de contrainte:  Les jauges de contrainte constituent une technologie éprouvée et économique pour les capteurs de force.  Haute précision et comportement exceptionnel à la linéarité et à l’hystérésis.  Très bonne compensation de la température grâce à l’interconnexion intelligente des jauges de contrainte en un pont de Wheatstone.  Mesure possible des charges statiques et dynamiques.  Haute résistance à la fatigue grâce à un choix judicieux des matériaux du corps du capteur et résistance élevée aux vibrations des jauges de contrainte.  Très bonne stabilité à long terme. 2- Principaux avantages des capteurs d'énergie piézoélectrique:  Il s'agit d'une énergie renouvelable, ne nécessitant pas l'usage intensif de ressources de la terre, en effet c'est une énergie provenant des mouvements et possède en ce sens une source d'alimentation infinie.  C'est une énergie propre, qui ne pollue pas. Cette énergie ne produit aucun déchet excepté ceux généré pour la fabrication des générateurs comme les transducteurs en céramique.  Les générateurs piézoélectriques ne chauffent pas ce qui écartes les risques liée à cette énergie ce qui n'est pas le cas dans certaines énergies comme l'énergie nucléaire. III- Quelques application de capteur de force : Dans la plupart des applications, les capteurs de forces basés sur DMS, aussi appelés cellules de charge, sont la solution idéale pour la mesure des forces. En principe, ils sont utiles lorsqu’il s’agit de mesurer de faibles forces. Grâce à son portefeuille de produits harmonisés, Baumer couvre une multitude d’applications avec une plage de mesure comprise entre 0 et 20 000 N. Avec un corps de capteur robuste, les produits peuvent être utilisés dans des domaines qui posent des exigences accrues. Outre les capteurs de forces, Baumer propose des capteurs de contraintes dédiés aux mesures de forces élevées et pouvant aisément être montés sur la structure existante. 1- Surveillance de charge des composants Roulements à billes : Les capteurs de forces permettent de surveiller aisément et de manière fiable les charges sur les roulements à billes. Les capteurs de forces détectent les surcharges et garantissent le respect des limites de charge prédéfinies pour les roulements à billes. On évite ainsi de façon efficace les dysfonctionnements des roulements à billes et les arrêts des machines. 2- Surveillance de la force d’insertion : La mesure des forces sert à la surveillance facile des procès de montage dans la production. La force de compression est contrôlée avec fiabilité et permet d’éviter des rappels complexes et des retouches fastidieuses. 3- Surveillance de la force d’assemblage : Lors des divers processus d’assemblage tels que le soudage par ultrasons, le clichage ou encore le rivetage, la force de processus est surveillée par les capteurs de force. La surveillance continue de la force garantit le respect des exigences de qualité. 4- Protection contre la surcharge : Les capteurs de forces sont capables de détecter les surcharges sur les flèches et aident à empêcher le basculement des grues ou des robots. 5- Détermination des volumes de remplissage : Les capteurs de forces mesurent la force du poids des réservoirs qui sont alors fermés en fonction du niveau de remplissage ou de la charge. Les niveaux de réserves faibles sont uploads/Voyage/ expose-metrologie.pdf