Un dynamomètre électronique est de façon simplifiée un instrument portable qui contient une capteur de force, une carte électronique, un logiciel et un afficheur. Le capteur de force est système électronique qui est utilisé pour convertir une force en un signal électrique. De par sa conception mécanique, la force appliquée déforme des jauges de contraintes. Ces jauges de contraintes convertissent la déformation (stress mécanique) en un signal électrique. Le logiciel et l'électronique du dynamomètre se chargent alors de convertir la tension de sortie du capteur en une valeur de force qui est affichée sur l'écran.
Les unités principales de mesure sont le newton ou la livre. Le maximum est le résultat le plus courant que l'on cherche à obtenir lors des essais de mesure de force. C'est le plus souvent utilisé pour savoir si un produit est conforme ou non. Quelques exemples de mesure de force : vérification de ressort, test de cosse de câbles, test de boutons, colles... mais des essais beaucoup plus compliqué peuvent aussi être réalisés comme des essais de pelage, de friction, de texture...
Les dynamomètres électroniques utilisent des technologies à jauges de contrainte pour mesurer les efforts. Le principe est le suivant :
La jauge de contrainte Une jauge de contrainte est composée d'une piste résistive et d'un support déformable | |||
Piste résistive | Corps déformable | ||
Déformation du corps | |||
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Le pont de Wheatstone Pour mesurer la variation de la force, on mesure la variation de résistance des jauges de contrainte. Pour effectuer cette mesure, nous utilisons un montage électrique appelé pont de Wheatstone comme indiqué ci-contre. Ce montage est en fait composé de 4 jauges de contrainte mises en parallèle afin d'avoir une meilleure linéarité de la mesure. V = (E x (R1 / (R1 + R4)) – E x (R2 / (R2 + R3))) | |||
De la jauge au dynamomètre | |||
Analogique | Numérique | ||
Logiciel Traitements Filtres calculs | |||
Pour être intégré dans un dynamomètre, les jauges de contraintes sont soigneusement collées sur un corps déformable en aluminium ou en acier selon la capacité à mesurer. Ce corps a une géométrie particulière qui assure une déformation importante et répétable. Les jauges doivent épouser parfaitement la forme du support pour assurer une bonne mesure | La mesure de variation de tension est effectuée par une carte électronique d'acquisition qui convertit le signal analogique mesuré en signal numérique | Cette carte électronique embarque aussi un logiciel qui permet de conditionner les informations : filtrage des valeurs, calculs (maximum par exemple), sortie RS232… | |
Finalement le logiciel transmet les informations vers l'afficheur qui permet d'afficher les mesures, les résultats, tracer une courbe, … L'ensemble de ses éléments constituent un dynamomètre qui est en plus équipé d'une batterie et d'une coque de protection pour le rendre autonome et portable |