Capteurs de pesage et cellules de charge

Différentes possibilités de raccordement et de conditionnement du signal sont disponibles pour les cellules de charge. Les cellules de charge classiques fournissent généralement un signal issu d’un pont de jauges de contrainte, qui est ensuite traité à l’aide d’un amplificateur de mesure ou d’une électronique de conditionnement appropriée. Selon l’application, le signal peut être amplifié, filtré, numérisé, affiché, enregistré ou transmis à un système de commande.

Pour les systèmes de pesage simples, des afficheurs numériques ou des terminaux de pesage peuvent être utilisés. Ils affichent directement la valeur mesurée et offrent, selon la version, des fonctions telles que l’étalonnage, les valeurs limites, les sorties relais ou les interfaces série.

Pour l’intégration dans les systèmes de commande de machines et de processus, des signaux de sortie analogiques en tension ou en courant, ainsi que des interfaces numériques et des systèmes de bus, sont disponibles. Il peut s’agir par exemple de RS232, RS485, Modbus RTU, Modbus TCP, Profibus ou Ethernet, via des modules d’interface ou de conditionnement adaptés.

Pour les bancs d’essai, les mesures dynamiques ou les applications multicanaux, les cellules de charge peuvent être raccordées à des amplificateurs de mesure, des enregistreurs de données ou des systèmes DAQ. Des solutions sans fil sont également possibles pour les applications mobiles, difficiles d’accès ou en mouvement. Dans des environnements particuliers, des systèmes à sécurité intrinsèque ou à fibre optique peuvent également être utilisés.

Le choix de la solution de raccordement et de conditionnement du signal la plus appropriée dépend de la plage de mesure, de la précision, de la dynamique, de la longueur de câble, des conditions environnementales, du nombre de points de mesure, du type d’affichage souhaité, de l’intégration au système de commande et des exigences d’étalonnage.

Les cellules de charge et les capteurs de pesage couvrent une très large gamme d’applications, des petites forces et masses de l’ordre du gramme jusqu’aux applications industrielles impliquant des charges de plusieurs centaines de tonnes. Les cellules de charge miniatures conviennent aux très petites plages de mesure et aux applications où l’espace d’installation est limité, par exemple dans les équipements de laboratoire, la technologie médicale, la robotique ou les montages d’essai compacts. Les cellules de charge Single-Point sont couramment utilisées dans les balances à plateforme et les balances de table.

Les cellules de charge à poutre de flexion, à barre de cisaillement et en forme de S couvrent des plages de charge moyennes à élevées et sont utilisées dans des applications telles que les systèmes de dosage, les convoyeurs, le pesage de cuves, les bancs d’essai et les systèmes de pesage industriels. Pour les charges élevées et très élevées, des cellules de charge cylindriques, des cellules de charge à profil bas, des axes dynamométriques et des manilles de mesure sont disponibles pour des applications telles que le pesage de fortes charges, le pesage de silos, les opérations de levage, les applications offshore, les bancs d’essai et la surveillance structurelle.

La plage de pesage requise doit toujours être choisie avec une capacité suffisante au-dessus de la charge maximale attendue. Outre la charge nominale, il convient également de prendre en compte les pics de charge, les charges dynamiques, l’introduction de la force, les conditions de montage, les conditions environnementales, l’indice de protection, les exigences de précision et l’étalonnage.

Althen peut vous aider à sélectionner la cellule de charge ou le système de pesage complet adapté à la plage de charge requise.

La précision des cellules de charge et des systèmes de pesage dépend de l’application, de la conception du capteur, de la plage de mesure et de la classe de précision. Les solutions disponibles vont des cellules de charge industrielles robustes aux capteurs de haute précision destinés aux bancs d’essai, à la surveillance des processus, aux applications de laboratoire et aux mesures critiques pour la qualité.

La précision réelle de mesure ne dépend pas uniquement de la cellule de charge, mais de l’ensemble de la chaîne de mesure. L’introduction de la force, le montage, la répartition de la charge, la température, les conditions environnementales, le conditionnement du signal, l’affichage ou l’acquisition de données ainsi que l’étalonnage jouent tous un rôle. Les forces transversales, les charges excentrées, les contraintes mécaniques, les vibrations ou des conditions de montage inadaptées peuvent réduire considérablement la précision.

Pour les applications exigeant une grande précision, l’ensemble de la chaîne de mesure doit être configuré et étalonné en fonction de l’application et des conditions réelles d’utilisation. Althen propose également des systèmes de pesage complets avec conditionnement du signal, affichage, électronique de mesure et étalonnage adaptés.

Oui. En plus des cellules de charge standard, Althen propose des cellules de charge personnalisées, des versions standard modifiées et des solutions entièrement sur mesure. Selon l’application, la plage de mesure, la conception, les dimensions, le montage, l’introduction de la force, le matériau, l’indice de protection, la configuration du câble, les connecteurs, le signal de sortie et l’étalonnage peuvent être adaptés.

La personnalisation est particulièrement utile lorsque l’espace d’installation est limité, que les conditions environnementales sont exigeantes, que des pics de charge élevés peuvent se produire, qu’un montage spécifique est nécessaire ou que des composants existants de machines ou d’installations doivent être intégrés au système de mesure.

Selon les exigences, des solutions sans fil, à sécurité intrinsèque ou à fibre optique peuvent également être envisagées.

Althen peut accompagner le choix, la conception et l’intégration de la cellule de charge adaptée, depuis une version standard modifiée jusqu’à une solution de mesure entièrement personnalisée, comprenant le conditionnement du signal, l’étalonnage et les accessoires.

Les cellules de charge doivent être étalonnées à intervalles réguliers. La fréquence du réétalonnage dépend de l’application, de la précision de mesure requise, du profil de charge et des conditions environnementales.

Un réétalonnage est particulièrement recommandé après une surcharge, un choc, des modifications mécaniques, des réparations, des modifications du système, un remplacement de composants, des écarts de mesure inattendus ou lorsque la cellule de charge est utilisée dans des conditions exigeantes. Les variations de température, l’humidité, les salissures, les vibrations ou les milieux agressifs peuvent également affecter la stabilité à long terme du système de mesure.

Pour les applications critiques pour la qualité, les bancs d’essai, la surveillance des processus ou les mesures liées à la sécurité, il est recommandé de définir un intervalle d’étalonnage précis. Un contrôle ou un étalonnage annuel est courant, mais des intervalles plus courts peuvent être appropriés pour les systèmes fortement sollicités ou les applications exigeant une grande précision.

Althen peut vous aider à définir des intervalles d’étalonnage adaptés et propose des prestations d’étalonnage et de contrôle pour les cellules de charge individuelles ainsi que pour les chaînes de mesure complètes.

Différentes options d’étalonnage sont disponibles pour les cellules de pesée Althen. Les nouvelles cellules de pesée peuvent être étalonnées en fonction de l’application et livrées avec un certificat d’étalonnage. Les capteurs et systèmes de mesure existants peuvent également être envoyés à Althen pour contrôle, réglage et réétalonnage. Althen propose des étalonnages en usine ainsi que des étalonnages traçables pour les capteurs et les systèmes de mesure. Les écarts sont contrôlés, des réglages sont effectués si nécessaire et les résultats sont documentés dans un certificat d’étalonnage. Outre les cellules de pesée individuelles, des chaînes de mesure complètes peuvent également être prises en compte, par exemple une cellule de pesée, un amplificateur de mesure, un afficheur, une électronique d’évaluation ou un système d’acquisition de données. L’étalonnage est particulièrement important pour les mesures liées à la qualité, les bancs d’essai, la surveillance des processus, les applications liées à la sécurité ou lorsque les résultats doivent être documentés et rester comparables à long terme. Un nouvel étalonnage doit également être effectué après une surcharge, un choc, une modification, une réparation, un remplacement de composants ou en cas d’écarts de mesure anormaux. La vérification légale doit être distinguée de l’étalonnage technique. La nécessité d’une solution vérifiable ou officiellement vérifiée dépend de l’application et des exigences réglementaires, par exemple pour les opérations de pesage commerciales. Pour les mesures industrielles de force et de poids, un étalonnage adapté avec traçabilité documentée est souvent suffisant. Nous vous accompagnons volontiers dans le choix de l’option d’étalonnage appropriée et dans la définition d’intervalles d’étalonnage adaptés.Plusieurs options d’étalonnage sont disponibles pour les cellules de charge. Les nouvelles cellules de charge peuvent être étalonnées en fonction de l’application et livrées avec un certificat d’étalonnage. Les capteurs et systèmes de mesure existants peuvent également être retournés à Althen pour contrôle, réglage et réétalonnage.

Des étalonnages en usine ainsi que des étalonnages traçables sont disponibles. Les éventuels écarts sont contrôlés, les réglages nécessaires sont effectués et les résultats sont documentés dans un certificat d’étalonnage. Outre les cellules de charge individuelles, des chaînes de mesure complètes peuvent également être étalonnées, comprenant par exemple la cellule de charge, l’amplificateur de mesure, l’afficheur, l’électronique de mesure et le système d’acquisition de données.

L’étalonnage est particulièrement important pour les mesures critiques pour la qualité, les bancs d’essai, la surveillance des processus, les applications liées à la sécurité et les situations dans lesquelles les résultats de mesure doivent rester documentés et comparables dans le temps. Un réétalonnage est également recommandé après une surcharge, un choc, une modification, une réparation, le remplacement de composants ou en cas d’écarts de mesure inattendus.

La vérification légale utilisée dans le cadre d’opérations commerciales doit être distinguée de l’étalonnage technique. La nécessité d’une solution officiellement vérifiée ou conforme aux exigences légales dépend de l’application et de la réglementation applicable, par exemple lorsque les résultats de pesage sont utilisés pour des transactions commerciales. Pour les mesures industrielles de force et de poids, un étalonnage approprié avec une traçabilité documentée est souvent suffisant.

Althen peut vous aider à déterminer la méthode d’étalonnage la plus appropriée ainsi que les intervalles d’étalonnage adaptés à l’application.

La durée de vie d’une cellule de charge dépend de l’application, du profil de charge, des conditions de montage et de l’environnement. Les principaux facteurs à prendre en compte sont notamment la marge de sécurité par rapport à la charge nominale, les pics de charge, les charges dynamiques, l’introduction de la force, les forces transversales, la température, l’humidité, la poussière, l’exposition à des produits chimiques et le montage mécanique.

Lorsqu’une cellule de charge est utilisée dans les limites spécifiées, correctement montée et régulièrement contrôlée ou étalonnée, elle peut fonctionner de manière fiable pendant de nombreuses années. Les facteurs susceptibles de réduire sa durée de vie comprennent les surcharges, les chocs, l’introduction excentrée de la force, les contraintes mécaniques, un indice de protection inadapté et des conditions environnementales difficiles.

Pour maximiser la durée de vie, une cellule de charge ne doit pas fonctionner en permanence à proximité de la limite supérieure de sa plage de mesure. Une capacité suffisante au-dessus de la charge attendue, un indice de protection adapté, un montage stable avec de faibles contraintes mécaniques ainsi qu’un choix approprié des accessoires, du conditionnement du signal et de l’étalonnage contribuent à une fiabilité à long terme.

La conception de cellule de pesée appropriée dépend de l’application. Pour les balances à plateforme de petite et moyenne taille, les systèmes de convoyage, les installations d’emballage et de remplissage, les cellules de pesée Single-Point sont particulièrement adaptées. Elles sont compactes, faciles à intégrer et compensent particulièrement bien les charges excentrées dans les limites de la taille de plateforme autorisée. Les cellules de pesée miniatures constituent le bon choix lorsque l’espace est très limité ou lorsque de très petites forces et masses doivent être mesurées avec précision. Les applications typiques comprennent la technologie médicale, les équipements de laboratoire, la robotique, l’automatisation, la fabrication électronique, les montages d’essai et les systèmes de mesure portables. Les cellules de pesée en S conviennent aux applications dans lesquelles des forces de traction et de compression sont mesurées, souvent également sous des charges variables ou dynamiques. Elles sont notamment utilisées dans les essais de matériaux, les bancs d’essai, les systèmes de pesage industriels, la surveillance des processus, la manutention, les installations de remplissage, le pesage de cuves, les équipements de levage et la surveillance structurelle. Les cellules de pesée et capteurs de force cylindriques sont utilisés lorsque des forces élevées, des environnements robustes et une mesure compacte de la force sont nécessaires. Ils conviennent par exemple à la construction de machines et d’installations, aux mesures de forces de pressage et d’assemblage, à la surveillance des processus, aux bancs d’essai de traction/compression, aux tâches d’étalonnage, aux essais structurels et aux applications de forte charge. Les cellules à poutre de flexion et à barre de cisaillement constituent une solution éprouvée pour les applications de pesage industrielles nécessitant une grande précision et une bonne stabilité face aux forces latérales. Elles conviennent particulièrement aux balances à plateforme et au sol, aux balances de dosage et de contrôle, au pesage de cuves, silos et trémies ainsi qu’aux installations de procédés. Les cellules de pesée à profil bas sont choisies lorsque l’on exige une faible hauteur, une grande précision et souvent aussi des forces élevées. Les applications typiques comprennent la mesure des forces de pressage et d’assemblage, les bancs d’essai, les essais de matériaux, les machines-outils, les dispositifs de serrage, les balances industrielles intégrées, la robotique, les technologies d’emballage ainsi que la surveillance des structures ou des charges. Les axes dynamométriques et les manilles de mesure conviennent aux applications de grutage, de levage, de rigging, offshore, maritimes, de fortes charges et de sécurité. Les axes dynamométriques peuvent remplacer des axes existants dans des composants de levage ou de machines ; les manilles de mesure sont utiles lorsqu’une liaison par manille doit servir simultanément de point de mesure. Les cellules de pesée sans fil sont adaptées lorsqu’un câblage fixe est peu pratique, gênant ou impossible. Elles sont fréquemment utilisées sur des points de mesure mobiles, temporaires, en mouvement ou difficiles d’accès, par exemple lors d’opérations de levage, de manutention de fortes charges, sur des chantiers, dans des applications offshore, des montages d’essai ou de grandes installations. Les cellules de pesée à sécurité intrinsèque sont nécessaires pour les mesures dans les zones à risque d’explosion. Les cellules à fibre optique constituent une option lorsque les capteurs électriques atteignent leurs limites, par exemple lorsque des exigences particulières s’appliquent en matière de compatibilité électromagnétique, d’isolation ou de conditions environnementales difficiles. Les cellules spéciales sont utilisées lorsque les conceptions standard ne suffisent pas sur le plan mécanique, électrique ou métrologique. Outre la conception, il convient toujours de prendre en compte la charge nominale, la plage de mesure, la précision, la direction de la force, le montage, l’introduction de la force, les conditions environnementales, l’indice de protection, le signal de sortie, l’étalonnage et les éventuels pics de charge. Althen vous accompagne dans le choix d’une cellule de pesée standard adaptée, d’une solution sans fil ou à sécurité intrinsèque ainsi que dans les conceptions personnalisées et les solutions de mesure complètes.