Capteurs, indicateurs et amplificateurs de tension

Les capteurs, indicateurs et amplificateurs de tension sont des composants dédiés à l’intégration de systèmes de mesure de tension dans les machines industrielles et dans les solutions sur mesure. Ils comprennent des capteurs de force à jauges de contrainte dimensionnés pour la mesure de tension (géométries en S, button, pancake), des transducteurs à trois galets pour l’intégration sur machine, des indicateurs numériques à interfaces industrielles et des amplificateurs de signal pour les applications DAQ à forte dynamique. Ils constituent le cœur technique des tensiomètres fixes OEM, des bancs d’essai personnalisés, des systèmes de surveillance structurale et des applications spéciales pour lesquelles aucune solution standard n’existe sur le marché.

Capteurs de force pour la tension

Les capteurs à jauges les plus utilisés pour la mesure de tension sont : la géométrie en S (pour les mesures de traction sur fils et courroies, étendues du cN au kN) ; la géométrie à axe (pour l’intégration dans les galets mobiles des tensiomètres à trois galets, avec mesure de la force latérale sur l’axe) ; la géométrie button ou pancake (pour les applications de pesage et de tension sur cordes courtes et objets lourds) ; et les capteurs à bride (pour l’intégration dans les arbres de machines industrielles, avec mesure simultanée de la torsion et de la force axiale). Le choix de la géométrie dépend de la configuration mécanique de l’application.

Indicateurs industriels

Les indicateurs industriels pour systèmes de tension intègrent : l’alimentation du transducteur sous tension stabilisée et isolée ; l’amplification du signal à des niveaux industriels (4-20 mA, 0-10 V, sorties numériques) ; le filtrage anti-bruit ; des fonctions de linéarisation ; l’étalonnage automatique (zéro, échelle) ; des fonctions de seuil avec sortie relais pour des commandes ON/OFF ; l’enregistrement interne des données ; et un afficheur LCD/LED pour la surveillance depuis la salle de contrôle. Les interfaces numériques standard (RS-485 Modbus, Profibus, Profinet, CAN, EtherCAT) permettent l’intégration avec les automates et les SCADA industriels pour le contrôle automatique de procédé.

Amplificateurs DAQ

Pour les applications DAQ à forte dynamique (essais de matériaux, R&D, surveillance structurale), les amplificateurs de classe élevée offrent : un faible bruit pour des mesures de précision (résolution jusqu’à 24 bits) ; une large bande passante (jusqu’à plusieurs dizaines de kHz) ; la synchronisation multivoie pour des acquisitions simultanées ; l’étalonnage automatique par shunt-cal ; et des interfaces à haut débit (Ethernet 1 Gbit/s, USB 3.0, PCI Express). Ils sont utilisés dans les chaînes de mesure de bancs d’essai de laboratoire, où il faut acquérir simultanément force, tension, position et accélération avec une grande exactitude temporelle.

Applications sur mesure

L’intégration de ces composants permet de réaliser des solutions sur mesure : tensiomètres fixes OEM dimensionnés pour les machines propres à un constructeur ; bancs d’essai personnalisés pour des essais de matériaux à forte tension ; systèmes de surveillance structurale pour ouvrages de génie civil (ponts, grues, antennes) ; systèmes de contrôle de procédé pour lignes de production spéciales ; bancs d’étalonnage d’autres capteurs ; et équipements pour la recherche universitaire et les laboratoires industriels. La souplesse des composants permet d’adapter la solution aux besoins propres de l’application, avec des coûts et des performances optimisés.

Normes d’étalonnage

L’étalonnage des composants de mesure de tension suit les normes applicables aux instruments de force : ISO 376 (étalonnage des capteurs de force pour machines d’essai) ; ISO 7500-1 (vérification métrologique des machines universelles, applicable aux bancs d’essai personnalisés). L’étalonnage primaire se réalise avec des masses certifiées ou avec des capteurs maîtres étalonnés selon l’ISO 17025 par des laboratoires accrédités. Les étalonnages périodiques sont recommandés tous les 12 mois pour les applications de haute exactitude, tous les 24 mois pour les applications standard.

Critères de choix

Le choix des composants dépend des exigences de l’application : étendue de force et de tension, exactitude, largeur de bande, conditions ambiantes, interfaces requises et coûts. Il est recommandé de dimensionner conjointement le capteur, l’amplificateur et le système DAQ, afin d’obtenir des performances optimales. Pour les projets complexes, il est conseillé de travailler avec des fournisseurs offrant des services d’ingénierie en plus de la fourniture des composants.