Que mesurent les jauges de contrainte ?
La première chose à comprendre lorsqu'on discute des jauges de contrainte est ce qu'elles mesurent. Une jauge de contrainte est un capteur dont la résistance électrique mesurée varie avec les changements de contrainte. La déformation est la déformation ou le déplacement du matériau résultant d'une contrainte appliquée. La contrainte est la force appliquée à un matériau, divisée par la section transversale du matériau. Les cellules de charge sont conçus pour focaliser les contraintes à travers les éléments de poutre où se trouvent les jauges de contrainte. Les jauges de contrainte convertissent la force appliquée, la pression, le couple, etc., en un signal électrique qui peut être mesuré. La force provoque une contrainte, qui est ensuite mesurée avec la jauge de contrainte au moyen d'un changement de résistance électrique. Ensuite, la mesure de tension est recueillie en utilisant acquisition de données.
Comment la contrainte est-elle mesurée ?
Maintenant que le processus de mesure de contrainte a été établi, la prochaine étape lors de l'utilisation de jauges de contrainte consiste à obtenir des données utiles. La jauge de contrainte doit être connectée à un circuit électrique capable de répondre avec précision aux infimes changements de résistance associés à la contrainte. Plusieurs jauges de contrainte peuvent être utilisées dans un circuit en pont divisé pour mesurer de petits changements de résistance électrique. C'est ce qu'on appelle un pont de Wheatstone. Dans une configuration en pont de Wheatstone, une tension d'excitation est appliquée sur le circuit et la tension de sortie est mesurée sur deux points au milieu du pont. Lorsqu'aucune charge n'agit sur la cellule de charge, le pont de Wheatstone est équilibré et la tension de sortie est nulle. Tout petit changement dans le matériau sous la jauge de contrainte entraîne une modification de la résistance de la jauge de contrainte lorsqu'elle se déforme avec le matériau. Cela provoque un déséquilibre du pont, ce qui entraîne une modification de la tension de sortie. Comme indiqué précédemment, le changement de résistance est infime, ce qui signifie que l'amplification du signal est souvent nécessaire pour déterminer correctement les changements. Le processus d'amplification renforce les changements de signal de contrainte ; Cependant, cela entraîne également la détection d'un plus grand nombre de bruits indésirables dans le signal. Le conditionnement du signal filtre l'excès de bruit, garantissant des données précises et compréhensibles.
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Image présentée avec l'aimable autorisation de Christian V. / CC BY.