Institut Supérieur des Systèmes Industriels de Gabès (ISSIG) 2009 / 2010

TP Capteurs N°1 -- Mesure de Force-- 1

TP Capteurs n°1 :

Étude des Capteurs de force

I-BUT :

Le but de ces TPs est de savoir manipuler des capteurs de mesure de force se basant l’un sur le principe de contrainte des Jauges, principe de

déflexion,(Capteur 1) et l’autre type sur la variation de résistance interne , avec un pont de Wheatstone(Capteur 2).

II-MATÉRIELS :

La liste de matériels à utiliser figure dans le tableau suivant :

III-MODE OPÉRATOIRE :

1- Mesure de force avec le capteur à base de contrainte de jauge :

Principe : [voir figure ci-dessous]

Les jauges de contrainte (SG) se composent d'une couche de

résistance. La valeur de résistance augmente, si la jauge de contrainte est délectée dans la direction des chemins de résistance.

Le changement de la résistance est spécifique en raison de la déflexion ou de la compression (si une charge est appliquée à un

bras de déflexion, un effort mécanique est créé, qui mène à la contrainte du matériel).

Matériels Quantité

Multi-métres 1

Bloc d’alimentation 1

Bloc de mesure pont/amplificateur 1

Compresseur 1

Distributeur pneumatique 1

Série de poids de 20 à 500g 1

Série de poids de 1 kg 10

Vérin pneumatique 1

Capteur à contrainte de jauge 1

Capteur à déflexion 1

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TRAVAIL A FAIRE :

PARTIE A :

a) Mesurer la résistance du capteur. Vérifier que la valeur est

égale à 350 Ω.

b) Appliquer une déflexion sur le capteur.

Y-a-t’il une variation de la valeur de résistance ? Calculer ∆R%=(∆Rs/Rs)*100.

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PARTIE B :

Montage à pont Complet :

a) Refaire le même travail de la partie A en se basant sur la figure suivante :

b) Câbler le montage suivant :

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- Faire le calibrage de montage (mise à zéro : voir figure ci-dessous).

- Avec les séries des poids, remplir le tableau suivant :

Poids (g) Force (N) Tension (V)

0 0 ………

20 0.2 ………

50 0.5 ………

100 1 ………

200 2 ………

500 5 ………

- Refaire le même travail dans le sens décroissant (500g20g)

- Tracer la caractéristique : Tension(V)=f (Force(N)) sur le même graphique pour les deux cas.

- Conclure.

Montage avec demi-pont :

- Refaire le même travail que la partie B (b) avec le montage suivant :

Conclure en montrant la différence entre les 2 montages ?

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2- Mesure de force avec le capteur à base de pont :

PARTIE A

Principe :

Les capteurs industriels de force contiennent un circuit de pont complet. Avec cette conception, le circuit auxiliaire sous forme de résistances fixes n'est pas exigé. Le circuit interne de pont complet est complété à l'aide des résistances

dépendantes de température et des résistances fixes équilibrées. Avec ce type de circuit, qui est en grande partie indépendant de la température, une bonne caractéristique linéaire est réalisée.

a) Câbler le montage suivant :

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b) Remplir le tableau suivant :

Charge (kg) Force (N) Tension (V)

0 0 …………….

1 10 …………….

2 20 …………….

3 30 …………….

4 40 …………….

5 50 …………….

6 60 …………….

7 70 …………….

8 80 …………….

9 90 …………….

10 100 …………….

c) Tracer la caractéristique : V=f(N). d) Refaire le même travail que en b) et c) mais dans le sens décroissant.

Conclure.

PARTIE B

- On désire mesurer la force en utilisant un vérin (force pneumatique) au lieu des poids de 1 Kg.

Le schéma de principe (ainsi que le montage) est le suivant :

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a) Sachant que le câblage du capteur est le même, réaliser le montage de la figure ci-dessus en insérant le vérin au place des poids et compléter le tableau suivant :

Pression (bar) Tension (V)

1 …………….

2 …………….

3 …………….

4 …………….

5 …………….

b) Tracer la caractéristique: V=f(Pression) puis refaire la même caractéristique et sur le même graphique dans le cas décroissant (51bar).

c) Conclure.