Amplificateurs à jauge de contrainte

Amplificateurs de mesure pour jauges de contrainte et signaux de capteurs précis

Les amplificateurs de mesure pour jauges de contrainte – également appelés amplificateurs pour jauges de contrainte ou conditionneurs de signaux pour jauges de contrainte – permettent d'exploiter avec précision les signaux de capteurs et de transducteurs basés sur des jauges de contrainte. Il peut s'agir, par exemple, de capteurs de force, de cellules de charge, de capteurs de pression ou d'autres capteurs à jauges de contrainte.

Les capteurs à jauges de contrainte fournissent généralement de très faibles signaux de sortie, de l'ordre du millivolt par volt (mV/V). Un amplificateur de mesure assure l'alimentation du pont de mesure, amplifie le signal du capteur et le convertit en un signal de sortie robuste pouvant être traité par des systèmes de commande, des instruments de mesure ou des systèmes d'acquisition de données.

Les amplificateurs de mesure Althen sont disponibles avec différents signaux de sortie analogiques standard tels que 0–10 V, ±10 V ou 4–20 mA. Certaines versions proposent également une transmission de données USB, un affichage numérique, des contacts de seuil ou d'autres fonctions destinées à la surveillance des processus industriels.

La gamme comprend des amplificateurs compacts en ligne, des appareils pour montage sur rail DIN, des versions robustes IP65 pour les environnements industriels, des modules enfichables 19 pouces ainsi que des appareils mobiles de mesure et d'affichage. Le conditionnement du signal peut ainsi être parfaitement adapté à la situation d'installation, à la tâche de mesure et aux conditions environnementales.

Conditionnement précis des signaux pour une grande variété d'applications à jauges de contrainte

Les amplificateurs de mesure Althen associent une alimentation fiable du pont à une amplification précise et à des signaux de sortie flexibles. Les différents formats et possibilités de configuration permettent une utilisation allant d'un simple point de mesure monocanal aux applications industrielles multicanaux.

Points à prendre en compte lors du choix d'un amplificateur de mesure pour jauges de contrainte

1. Déterminer le signal de sortie du capteur à jauges de contrainte
Les capteurs basés sur des jauges de contrainte fournissent généralement un signal en mV/V. Lors du choix de l'amplificateur, il convient de tenir compte de la sensibilité nominale ainsi que de la plage maximale du signal du capteur. Les capteurs à jauges de contrainte présentent par exemple couramment des sensibilités de 1, 2 ou 3 mV/V.

2. Tenir compte de la résistance du pont et du type de capteur
L'amplificateur de mesure doit être électriquement compatible avec le capteur raccordé. De nombreux amplificateurs de mesure Althen sont conçus pour des ponts complets à jauges de contrainte présentant une résistance de pont supérieure à 300 Ω. D'autres appareils permettent également d'utiliser des résistances de pont différentes.

Lorsque des jauges de contrainte appliquées individuellement sont utilisées au lieu d'un capteur déjà constitué en pont complet, il convient de vérifier si un complément de pont est nécessaire.

3. Sélectionner le signal de sortie approprié
Le signal de sortie de l'amplificateur de mesure doit être compatible avec l'électronique de commande ou d'évaluation située en aval.

Les signaux de sortie typiques sont :

• 0–10 V
• ±10 V
• 4–20 mA
• Transmission numérique des données via USB

Les sorties en tension conviennent particulièrement aux distances de transmission courtes à moyennes et aux mesures dynamiques. Un signal de courant 4–20 mA présente des avantages pour les longues distances de câblage et dans les installations industrielles.

4. Déterminer le nombre de canaux de mesure
Des amplificateurs monocanaux compacts sont disponibles pour les capteurs individuels. Lorsque plusieurs grandeurs doivent être mesurées simultanément, des solutions à deux canaux ou multicanaux peuvent être utilisées.

Certains modèles permettent également le fonctionnement en parallèle de plusieurs transducteurs à jauges de contrainte sur un même canal de mesure.

5. Tenir compte de la vitesse de mesure et de la fréquence de coupure
Pour les grandeurs statiques ou évoluant lentement, une bande passante relativement faible est suffisante. Les mesures dynamiques de force, de pression ou de charge nécessitent en revanche une fréquence de coupure plus élevée.

Différentes variantes de filtres et de bandes passantes sont disponibles selon l'amplificateur. Certains amplificateurs industriels pour jauges de contrainte permettent d'atteindre des fréquences de coupure allant jusqu'à 30 kHz.

6. Choisir une technologie 4 fils ou 6 fils
Pour des câbles de capteur courts et de longueur constante, la technologie classique à 4 fils est souvent suffisante. Pour des câbles longs ou de longueurs variables, la technologie 6 fils présente des avantages, car elle permet de compenser les chutes de tension dans le câble du capteur.

Différents amplificateurs de mesure Althen prennent donc en charge les raccordements à 4 et à 6 fils.

7. Tenir compte de l'isolation galvanique
Une isolation galvanique entre l'alimentation, le signal de mesure et la sortie peut contribuer à éviter les boucles de masse et les différences de potentiel perturbatrices.

Cela peut notamment améliorer l'immunité aux perturbations dans les installations industrielles, avec des câbles plus longs ou lorsque plusieurs systèmes de mesure sont interconnectés.

8. Déterminer le lieu d'installation et l'indice de protection
Le format optimal dépend du lieu d'utilisation prévu.

Des amplificateurs compacts pour montage sur rail DIN sont disponibles pour les armoires électriques. Les amplificateurs en ligne peuvent être installés directement à proximité du capteur. Pour les environnements industriels difficiles, des boîtiers robustes en aluminium moulé sous pression avec des indices de protection allant jusqu'à IP65 sont disponibles.

Pour les bancs d'essai et les applications de laboratoire, des modules enfichables 19 pouces ou des appareils de table sont également proposés.

9. Vérifier les fonctions de surveillance supplémentaires
Dans les processus automatisés, il peut être utile de surveiller directement les valeurs limites dans l'amplificateur de mesure. Les appareils correspondants proposent des contacts de seuil réglables ou des sorties relais.

D'autres fonctions peuvent inclure la sommation ou le calcul différentiel de plusieurs canaux de mesure, des fonctions de tare, une mémoire min./max. ou un affichage numérique des valeurs mesurées.

10. Tenir compte de l'étalonnage et du réglage fin
Afin d'adapter de manière optimale le capteur et l'amplificateur de mesure, le zéro et le gain doivent pouvoir être réglés ou étalonnés.

De nombreux amplificateurs Althen disposent à cet effet de possibilités de réglage du zéro et du gain. Selon l'appareil, un étalonnage shunt ou d'autres fonctions d'étalonnage numérique peuvent également être disponibles.

Notre équipe d'experts techniques se tient à votre disposition pour vous aider à sélectionner et à adapter le capteur à jauges de contrainte, l'alimentation du pont, la sensibilité d'entrée, la bande passante et le signal de sortie. Contacter notre équipe commerciale

Applications typiques des amplificateurs de mesure pour jauges de contrainte

Les amplificateurs de mesure pour jauges de contrainte sont utilisés partout où de faibles signaux de pont provenant de capteurs à jauges de contrainte doivent être conditionnés de manière fiable puis transmis à un système de commande, un afficheur ou un système d'acquisition de données.

Les applications typiques comprennent :

• Mesure de force avec des capteurs de force à jauges de contrainte
• Cellules de charge et systèmes de pesage industriels
• Mesure de pression avec des capteurs de pression à jauges de contrainte
• Mesures de couple et de charge
• Bancs d'essai et systèmes de test
• Surveillance des machines et installations
• Surveillance et commande des processus
• Surveillance des surcharges et des valeurs limites
• Automatisation industrielle
• Contrôle qualité
• Recherche et développement
• Applications de laboratoire et d'essai
• Essais de composants et de structures
• Mesures mobiles de force et de poids
• Mesures avec de longs câbles de capteurs

Grâce aux différents signaux de sortie, bandes passantes, nombres de canaux et formats disponibles, les amplificateurs de mesure peuvent être utilisés aussi bien pour des mesures statiques que pour des applications de mesure dynamiques.