Comment fonctionne une peseuse multi-têtes ? (principe)

Auteur : Smartweigh– Peseuse multi-têtes

Une balance multi-têtes est une machine qui transforme l'énergie cinétique. Plus précisément, il s'agit d'un capteur de force qui convertit l'énergie mécanique (force de support, retrait, pression de service ou couple) en signaux électroniques mesurables avec précision. L'amplitude du signal varie en fonction de la force de relâchement.

Il existe trois types principaux de peseuses multi-têtes, classés selon le signal de sortie : hydrauliques, pneumatiques et à jauge de contrainte. La peseuse multi-têtes à jauge de contrainte intégrée est la plus couramment utilisée en production industrielle. Elle se compose d'un corps en métal massif (ou « composant élastique jaune ») qui maintient la jauge de contrainte.

Le boîtier est généralement fabriqué en aluminium, en acier au carbone ou en acier inoxydable, ce qui le rend à la fois très résistant et très ductile. Le pèse-personne à plusieurs têtes se déforme légèrement lorsqu'il est utilisé, mais reprend sa forme initiale, sauf en cas de charge. Afin de mieux s'adapter aux variations de forme du boîtier, la jauge de contrainte à résistance modifie également son aspect.

Ceci provoque la variation de résistance de la jauge de contrainte, qui peut ensuite être mesurée avec précision comme la variation de tension de fonctionnement. Comme ces variations de tension sont directement proportionnelles au poids net relâché, ce dernier peut être déterminé à partir de la variation de tension de fonctionnement. Comment fonctionne une balance multi-têtes ? Pour répondre à cette question, il faut d'abord comprendre le fonctionnement d'une jauge de contrainte. Une jauge de contrainte est un dispositif qui mesure avec précision la variation de résistance d'une résistance lorsqu'une force est relâchée.

Une jauge de contrainte résistive typique est constituée d'un treillis métallique très fin, disposé en grille. Lorsqu'une force de contrainte est appliquée selon un axe, la résistance du fil se modifie. Il existe différents types de jauges de contrainte résistives : Jauge de contrainte résistive linéaire : Le fil d'alimentation connecté à l'arrière de la jauge est parallèle à son bord. Ce type de jauge permet de mesurer avec précision les déformations radiales et de flexion.

Jauges de contrainte à résistance de coupe : Les lignes d’alimentation, reliées à l’arrière des jauges, sont disposées de part et d’autre du bâti de pression de travail, selon un angle de 45°. Ce dispositif permet de mesurer avec précision la contrainte de coupe. Pour une précision accrue, les jauges de contrainte à résistance sont généralement utilisées en grand nombre.

Un quart de pont est constitué d'une jauge de contrainte à résistance d'amplificateur de puissance numérique, un demi-pont de deux jauges de contrainte à résistance d'amplificateur de puissance numérique et un pont complet de quatre jauges de contrainte à résistance d'amplificateur de puissance numérique. Le fonctionnement des résistances des jauges de contrainte est différent de la mise en tension d'une batterie rechargeable. La tension appliquée rend la jauge de contrainte souple et allongée, ce qui a pour effet de soulever la résistance.

La force de serrage réduit l'épaisseur de la jauge de contrainte et donc sa résistance. Cette jauge est fixée à un support fin (support fixe) lui-même fixé au module de pesage, ce qui lui permet de détecter la force de contrainte exercée par la peseuse multi-têtes. La variation de résistance mesurée avec précision par une seule jauge est très faible, de l'ordre de 0,12°.

La sensibilité du module de charge augmente avec le nombre de jauges de contrainte relâchées. Pour exploiter pleinement cette faible variation, il est possible de les interconnecter en ponts de pesage intelligents. Types de jauges de contrainte à résistance : les jauges de contrainte à résistance sont disposées selon différentes orientations, ce qui détermine le type de force mesurée avec précision.

La déformation en flexion, la déformation en cisaillement, la déformation radiale, le couple et la pression de service sont mesurés avec précision grâce à un agencement optimisé de jauges de contrainte résistives. Le circuit du pont de pesage intelligent est équipé de quatre résistances d'équilibrage et utilise une tension d'excitation de fonctionnement connue, comme illustré ci-dessous : V représente la tension de fonctionnement stable connue et VO est mesuré avec précision. Si toutes les résistances sont équilibrées, cela signifie que R1/R2R3/R4 et alors VO est nul.

Toute modification de la valeur d'une résistance entraîne une variation de la tension d'alimentation (VO), qui peut être mesurée et exprimée avec précision grâce à la loi d'Ohm. Cette loi stipule que l'intensité du courant (I, en ampères) traversant un conducteur électrique entre deux points est directement proportionnelle à la tension (V) appliquée entre ces deux points. La résistance (R, mesurée précisément en ohms) est introduite comme variable dans cette relation et n'intervient pas directement dans le flux de courant.

La loi d'Ohm s'exprime par la formule I = V/R. Appliquée aux quatre bandes de papier du circuit d'alimentation du pont de pesage intelligent, elle donne les équations suivantes : Dans la balance multi-têtes, cette résistance est remplacée par une jauge de contrainte résistive, permettant ainsi de compenser la force de support et de mesurer précisément le retrait. Lorsque la force appliquée à la batterie rechargeable pesée est relâchée, la résistance de chaque jauge de contrainte varie et la tension d'alimentation (VO) est mesurée avec précision.

À partir des données obtenues, VO peut être facilement déterminé à l'aide du système d'équations ci-dessus.

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