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Jauges de contraintes

Introduction aux jauges de déformation

Jauges de contrainte (jauges) : qu’est-ce qu’une jauge de contrainte? Une jauge de contrainte est un capteur dont la résistance varie selon la force appliquée. Elle convertit la force, la pression, la tension, le poids, etc. en une variation de la résistance électrique qui peut ensuite être mesurée.

Lorsque des forces extérieures sont appliquées à un objet fixe, il en résulte une contrainte et une déformation. La contrainte est définie par les forces de résistance internes de l’objet, et la tension est définie par le déplacement et la déformation qui en découlent.

La jauge de contrainte constitue l’un des outils les plus importants des techniques de mesure électriques appliquées à la mesure des grandeurs mécaniques. Comme leur nom l’indique, elles sont utilisées pour mesurer la contrainte. Le terme technique « contrainte » indique une contrainte de traction et de compression, qui se distingue par un signe positif ou négatif. Ainsi, les jauges de contrainte peuvent être utilisées pour mesurer l’expansion aussi bien que la contraction.

La contrainte d’un corps est toujours causée par une influence externe ou un effet interne. La contrainte peut être causée par des forces, des pressions, des moments, de la chaleur, des changements structurels de la matière, etc. Si certaines conditions sont remplies, le montant (ou la valeur) de la grandeur d’influence peut être déduit de la valeur de contrainte mesurée. Cette fonction est largement utilisée dans l’analyse expérimentale des contraintes. L’analyse expérimentale des contraintes utilise les valeurs de contrainte mesurées sur la surface d’un échantillon, ou d’une partie de la structure, pour indiquer la contrainte du matériau et également prévoir sa sécurité et son endurance. Des transducteurs spéciaux peuvent être conçus pour la mesure des forces ou d’autres grandeurs dérivées, tels que des moments, des pressions, des accélérations, des déplacements, des vibrations et autres. Le transducteur comporte en général une membrane sensible à la pression, à laquelle sont liées des jauges de contrainte.

Typical metal-foil strain gages

Apprendre plus sur les jauges de contraintes

General Purpose Precision strain gages

Jauge de contrainte universelle

Les jauges de contrainte de précision à usage général sont des jauges de contrainte de feuilles constantes, encapsulées, offertes dans une grande variété de modèles d'analyse de contraintes scientifiques, industrielles et expérimentales. Ces jauges de contrainte de précision peuvent être utilisées pour des équipements industriels de surveillance de l'analyse du stress expérimental ou diverses applications scientifiques. Dans la section Généralités, vous trouverez les modèles de jauges de contraintes à côté des références pour que vous puissiez voir la géométrie de la jauge de contrainte. Les dimensions de la jauge sont également fournies dans les unités SI (métrique, mm) et US Customary (anglais, pouces). Les jauges de contrainte de précision à usage général sont offertes en motifs linéaires, en double parallèle, en rosettes (0/90 °), en rectangle ou en delta (45 ° ou 60 °), en rosettes empilées ou planes et en motifs de cisaillement.

Critères de sélection d'une jauge de contrainte

1. Longueur de la jauge
2. Nombre de jauges dans le modèle de mesure
3. Arrangement des jauges dans le modèle de mesure
4. Résistance à la grille
5. Alliage anti-déformation
6. Matériel de support
7. Largeur de la jauge
8. Type d'onglet de soudure
9. Configuration de l'onglet de soudure
10. Disponibilité


Jauges en feuilles contrecollées

La première jauge de déformation de fil métallique collé a été développée en 1938, elle était constituée d'une grille de filament métallique (une résistance) d'environ 0,025 mm d'épaisseur, directement liée à la surface déformée par une couche mince de résine époxy. Lorsqu'une charge est appliquée à la surface, la variation résultante de la longueur de surface est communiquée à la résistance, et la contrainte correspondante est mesurée en tant que résistance électrique de la feuille, qui varie linéairement avec la pression. Le diaphragme de la feuille et l'agent liant doivent travailler ensemble dans la transmission de la contrainte, tandis que l'adhésif doit aussi servir d'isolant électrique entre la grille de la feuille et la surface. Lors de la sélection d'un capteur de force, il faut considérer non seulement les caractéristiques de déformation du capteur, mais aussi sa stabilité et sensibilité à la température. Malheureusement, les matériaux les plus désirables de capteur de force sont également sensibles aux variations de température et ont tendance à changer la résistance à mesure qu'ils vieillissent. Pour les essais de courte durée, ceci n'est peut être pas une préoccupation sérieuse, mais pour la mesure industrielle en continu, il faut inclure la compensation de température et de la dérive.

Choisir la bonne jauge de contrainte

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Pre-Wired strain gages Jauges de contrainte pré-câblés
Jauges de contrainte pré-câblés Jauges de précision avec soit 1 m ou 3 m de fil isolé fixé pour une installation facile. Les jauges de la série KFH sont disponibles dans les modèles linéaires, T-rosettes, ou 0/45/90 de plan.
Shear or Torque Applications strain gage Jauges de contrainte de cisaillement ou de couple.
Leur construction robuste, la fiabilité et la flexibilité les rendent aptes à une utilisation comme transducteurs statiques et dynamiques de haute précision.
Extra-Long Grid Pattern Motif de grille extra-longue pour matériaux inhomogènes.
Jauges de contrainte avec un motif de grille extra-longue pour mesurer la contrainte dans les matériaux hétérogènes (i.n. Béton, plastiques remplis, etc.)

Questions fréquemment posées

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Wheatstone Bridge Circuit Schematic

Circuits de mesure

Afin de mesurer la contrainte avec une jauge de contrainte à résistance liée, elle doit être connectée à un circuit électrique capable de mesurer les changements par minute de la résistance correspondant à la contrainte. Les capteurs de jauge de contrainte utilisent généralement quatre éléments de jauge de contrainte qui sont connectés électriquement pour former un pont de Wheatstone (Figure 1). Un pont de Wheatstone est un circuit en pont divisé utilisé pour mesurer la résistance électrique statique ou dynamique. La tension de sortie du pont de Wheatstone est exprimée en sortie millivolts par entrée volts (mV/V). Le circuit de Wheatstone est également adapté à la compensation de température. Le nombre de jauges de contrainte actives qui devraient être reliées au pont dépend de l’application. Par exemple, il peut être utile de connecter des jauges disposées sur les côtés opposés d’une cellule, l’une en compression et l’autre en tension. Dans cette configuration, il est effectivement possible de doubler la sortie du pont pour la même contrainte. Dans les installations où tous les bras sont reliés à des jauges de contrainte, la compensation de température est automatique, car la variation de résistance (due à des variations de température) est la même pour tous les bras du pont.

Jauges de contraintes personnalisées

OMEGA peut fournir des jauges de contrainte personnalisées. Nous comprenons que nos clients puissent exiger des jauges de contrainte personnalisées fabriquées selon leurs spécifications. Les jauges de contrainte personnalisées peuvent être conçues pour simplifier l’installation de jauges de contrainte, pour une application spécifique ou pour un environnement où l’espace est limité. Si vous ne trouvez pas ce que vous souhaitez dans notre sélection standard de jauges de contrainte, veuillez communiquer avec nous. Nous pouvons personnaliser votre jauge de contrainte pour l’adapter à vos besoins, y compris :
  • Modifier un modèle de jauge standard
  • Créer un modèle de jauge personnalisé
  • Inclure plusieurs jauges sur un support commun
  • Fournir une longueur de terminaison sur mesure
  • Utiliser un matériau spécifique
  • Déplacer les plots de soudure ou fournir des points de câblage supplémentaires
  • Suivre des dimensions ou des formes spécifiques pour éviter les obstacles
Nous pouvons fournir des spécifications de fluage personnalisées pour correspondre à votre ressort afin d’optimiser les performances de votre capteur. Notre équipe travaillera avec vous pour augmenter ou réduire la compensation de fluage selon les résultats de vos tests. OMEGA peut fournir des demi-conceptions ou conceptions totales de ponts de Wheatstone ou rosettes personnalisés
Nous nous efforçons de vous faciliter l’achat d’une jauge de contrainte sur mesure. Il vous suffit d’envoyer à OMEGA votre dessin personnalisé et votre cahier des charges, ainsi que la quantité de jauges de contrainte nécessaires. L’équipe OMEGA travaillera avec vous sur votre demande et vous fournira un devis pour des jauges de contrainte personnalisées. Nous pouvons fournir des prototypes de jauges personnalisées en seulement 2 semaines. Les produits peuvent être fabriqués peu de temps après. Un numéro de pièce personnalisé sera créé pour votre jauge de contrainte afin de faciliter vos futures commandes.