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Jauge
Mesure

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Vous êtes intéressé par la mesure de la contrainte, mais vous ne savez pas quels produits Gantner vous conviennent le mieux ?
Nos ingénieurs peuvent rapidement vous aider à personnaliser un système Q.series X DAQ en fonction de vos besoins.

Lorsqu’un matériau est soumis à une force, il produit une contrainte qui entraîne la déformation du matériau. La déformation est la déformation d’un matériau sous l’effet d’une contrainte. Il s’agit simplement du rapport entre le changement de longueur et la longueur initiale. L’ampleur de la déformation dépend du matériau. La déformation peut être mesurée à l’aide d’une jauge de contrainte. Une jauge de contrainte est un capteur piézorésistif inventé par Arthur Claude Ruge et Edward E. Simmons en 1938. Une jauge de contrainte est constituée d’un matériau semi-conducteur dont la résistance change lorsque le matériau est étiré ou comprimé.

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Nos modules DAQ pour la mesure de la déformation avec l’excitation par fréquence porteuse superposent un signal porteur à haute fréquence sur le signal de la déformation avant de le mesurer pour filtrer le bruit et les interférences à basse fréquence indésirables, ce qui permet des mesures plus précises de la déformation.

Nous proposons des modules DAQ capables de mesurer les trois types de jauges de contrainte, ce qui vous offre flexibilité et compatibilité avec une large gamme d’applications. Sélectionnez le meilleur type de jauge pour une application particulière et effectuez toujours les mesures les plus précises et les plus appropriées.

Pour les cas d’utilisation spécialisés, vous pouvez également envisager nos modules DAQ à entrée analogique universelle qui peuvent également effectuer des mesures de déformation en pont complet, demi-pont et quart de pont avec la possibilité de programmer librement l’excitation du capteur jusqu’à 12 V ou d’utiliser la sortie analogique ± 10 V ou 0-20 mA incluse.

Assembly_strainMeasurement
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Où est-ce que la mesure de contraintes est utilisée?

La technologie des jauges de contrainte a des utilisations pratiquement illimitées dans le domaine des essais structurels et des applications de surveillance, comme les essais de durabilité des composants structurels dans l’industrie automobile et du matériel roulant. L’utilisation de la technologie des jauges de contrainte dans les applications aéronautiques, militaires et spatiales ne date pas d’hier. Les jauges de contrainte sont collées directement sur les composants structurels porteurs pour les essais statiques et de fatigue des composants et des sous-ensembles. Dans le secteur de l’énergie éolienne renouvelable, la technologie des jauges de contrainte est appliquée pour tester les performances structurelles des pales et des roulements des éoliennes, ainsi que pour contrôler l’état structurel des éoliennes sur le terrain. Les jauges de contrainte sont également utilisées pour surveiller les infrastructures civiles (ponts, tunnels, chemins de fer, barrages), les oléoducs et les gazoducs, ou les centrales nucléaires.

Strain Measurement

Pourquoi Gantner pour la mesure de contraintes?

High-resolution Strain Amplification

Single-ended inputs, such as quarter-bridge circuits, can be subject to ground loops and suffer from electric noise. A strain amplifier with a 24-bit sigma-delta A/D converter (ADC) results in lower quantization noise and a higher signal-to-noise ratio (SNR). Sigma-delta ADCs use oversampling, filtering, and noise shaping to achieve the highest resolution.

Measurement Range Matters

Accuracy is influenced by the measurement range and measuring amplifier’s gain accuracy. Gantner’s modern measuring amplifiers provide adjustable measurement ranges with a gain accuracy of ± 0.05 %. A measurement range of ± 2000 µm/m would result in a full-scale error of only 1 µm/m, and a wide measurement range of ± 20,000 µm/m for crack detection would have a full-scale error of just 10 µm/m.

Optimal Bridge Excitation Voltage

Thermal drift due to strain gage self-heating causes an apparent change in the strain that is not actually due to the deformation of the specimen. The higher the excitation voltage supplied to the gage, the more power and heat are generated by the current running through the wires. Gantner Instruments’ strain amplifiers provide a pulse bridge excitation to minimize the error due to sensor self-heating.

Compensation automatique de la résistance du fil

Gantner utilise une méthode éprouvée de correction continue de la résistance du fil de plomb par détection ratiométrique de la résistance interne d’achèvement du pont qui corrige automatiquement les erreurs de mesure, même pendant la mesure. Il n’est pas nécessaire de procéder à un étalonnage manuel du shunt, ce qui élimine également les erreurs de l’opérateur.

Technologie de fréquence porteuse

Les amplificateurs de fréquence porteuse éliminent toutes les fréquences et harmoniques en dehors de la largeur de bande de la fréquence porteuse lorsque les données sont collectées en temps réel, y compris le bruit de la tension thermoélectrique, les fréquences des lignes électriques et les fréquences de résonance des moteurs situés à proximité. Cela améliore la qualité des signaux pendant la mesure et l’intégrité du signal s’il est utilisé pour un signal de contrôle.

Ces qualités sont en fin de compte nécessaires pour obtenir les meilleurs résultats en matière de mesure de la déformation.

Mesurer les signaux DMS de manière professionnelle

DMS

Plusieurs modules de la série Q.series détectent les signaux des ponts :

  • A101, le module multifonction avec une fréquence d’échantillonnage de 100 kHz
  • A102, le module rapide avec sortie analogique
  • A106, le module de pont universel avec entrée DC et TF sélectionnable
  • A107, le module économique à 4 canaux avec une fréquence d’échantillonnage de 10 kHz
  • A116, le module à 8 canaux pour les quarts de pont, les demi-ponts et les ponts complets à 10 kHz / canal
  • A136, le module à 4 voies avec excitation sélectionnable (jusqu’à 10 V) et échantillonnage à 20 kHz
  • A146, le module à 16 canaux pour les quarts de pont à 10 kHz / canal

Exemple de produit : Module de mesure A106

Ce module propose trois options pour l’alimentation du pont de mesure :

Alimentation en tension continue

Convient aux ponts de mesure à haute impédance et aux longs câbles entre le transducteur et l’appareil de mesure. Avec une alimentation en courant continu, la capacité du câble n’a pas d’effet.

Product Example: Measuring Module A106
Alimentation en fréquence porteuse

Seuls les signaux modulés sont transmis. Par conséquent, les dispositifs à fréquence porteuse présentent un meilleur comportement en termes de dérive, de bruit et de susceptibilité.

TF 4.8 kHz

Convient aux DMS et aux transducteurs inductifs. Néanmoins, des câbles plus longs peuvent induire des déphasages entre l’alimentation et le signal de mesure, ce qui réduit la sensibilité.

TF 600 Hz

Cette fréquence porteuse est adaptée aux besoins de haute précision. La capacité du câble n’a pas d’effet considérable.

Exemple de produit : Module de mesure A116

Le module préféré pour des solutions rapides et compactes pour les mesures avec des quarts de pont, des demi-ponts et des ponts complets DMS.

  • Mesure et conditionnement de jusqu’à 8 canaux parallèles à 10 kHz – pas de multiplexage
  • Compense les interférences du câble par une mesure de référence simultanée de la chute de tension
  • Résistances de 120-Ω et 350-Ω – 0,05 ppm / K – pour une stabilité à haute température
  • Résistance de shunt pour détecter les changements pendant la mesure
  • Plage de mesure 2 000 μm / m et 20 000 μm / m pour un ajustement facile aux signaux.
  • Q.station permet la détection synchrone (jitter1 μs) de plusieurs centaines de canaux.

La stabilité de la mesure avec un seul DMS dépend principalement de la sensibilité à la température des résistances de rembourrage :

Une bande de 350-Ω change sa résistance de 1000 μm / m (k=2) à 700 mΩ. La stabilité en température de la résistance de rembourrage A116 est de 0,05 ppm / K, ce qui correspond à 0,025 μm / m par degré de changement de température ou 0,025 % / 10 K. Si la stabilité de la résistance n’est que de 5 ppm / K, par exemple, l’écart sera de 2,5 μm / m par degré ou 2,5 % / 10 K.

Exemple de produit : Module de mesure A136

Le A136 est un module de mesure très polyvalent et précis de la Q.series, idéal pour toute une série d’applications de jauges de contrainte.

Product A136 Strain
  • Equipé pour gérer jusqu’à 4 canaux parallèles, l’A136 offre un taux d’échantillonnage élevé de 20 kHz par canal et une amplification de la souche ADC de 24 bits, capturant des données détaillées sans multiplexage.
  • Il prend en charge une grande variété de capteurs à pont, avec des résistances d’achèvement intégrées pour les versions 120, 350 et 1000 ohms, garantissant une large compatibilité des capteurs.
  • Il est livré avec des résistances d’achèvement intégrées et est compatible avec les configurations à 4 et 6 fils.
  • Le module permet de sélectionner des niveaux d’excitation allant jusqu’à 10 V, ce qui permet de répondre à un large éventail d’exigences en matière de mesures.
  • L’A136 est conçu pour une intégration transparente avec les systèmes Q.station et EtherCAT, ce qui garantit la polyvalence des installations.

La capacité de l’A136 à fournir des mesures à haute résolution est particulièrement précieuse dans les environnements dynamiques où la précision et la rapidité de la collecte des données sont cruciales. Sa configuration flexible et sa compatibilité avec différents types de capteurs en font un outil indispensable pour les ingénieurs dans les scénarios de mesure avancés.

Vous voulez éviter de mesurer la température au lieu de la contrainte ?

Lors de l’utilisation de jauges de contrainte, les variations de la température ambiante sont les causes les plus courantes d’erreur de mesure. Une variation de la résistance du pont liée à la température aussi faible que 0,1 % peut entraîner un allongement de 500 µm/m. Il faut éviter que la mesure de la déformation ne se transforme en mesure de la température.

Téléchargez notre livre blanc gratuit pour comprendre l’importance du choix de la bonne résistance d’achèvement de pont. En outre, vous apprendrez comment réduire le bruit grâce à notre technologie de fréquence porteuse et comment compenser automatiquement les erreurs de mesure causées par les longs câbles des capteurs.

Qui fait confiance à Gantner pour la mesure des contraintes ?

Foss PartnerTuhh PartnerTÜV Suüd PartnerJohn Deere PartnerBosch PartnerDeutsche Bahn Partner

Exemples d'Applications

La technologie DAQ de pointe de Gantner est reconnue mondialement pour ses applications dans les secteurs de la mobilité, de l’aérospatiale, du génie civil et de l’énergie. Choisissez parmi les exemples industriels suivants pour découvrir le DAQ le plus polyvalent du marché.

Essais structurels des composants d'aéronefs
Surveillance des réacteurs de fusion nucléaire

AE
Mesure de la température dans les composants des moteurs électriques hybrides

Pour notre client, un leader allemand bien connu du marché de l'ingénierie et de la technologie, nous avons fourni la solution d'application d'essai pour les mesures de température des composants et des nouveaux matériaux des entraînements électriques hybrides.

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Quels sont les produits Gantner les mieux adaptés à la mesure de contraintes?

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