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Les capteurs de couple dynamiques utilisent le principe de mesure électrique par jauges de contrainte pour convertir la déformation provoquée par le couple en signaux électriques, permettant ainsi une mesure précise du couple dans les équipements tournants.
A capteur de couple dynamique , également connu sous le nom de capteur de couple ou de capteur de couple sans contact, est un instrument de précision utilisé pour mesurer le couple, la vitesse de rotation et la puissance mécanique d'équipements tournants. Ses applications couvrent les essais d'équipements tournants tels que moteurs, moteurs électriques et moteurs à combustion interne ; les tests de couple et de puissance de ventilateurs, pompes, boîtes de vitesses et clés dynamométriques ; ainsi que des domaines comme les locomotives ferroviaires, automobiles, navires, machines minières, systèmes de traitement des eaux usées, la fabrication de viscosimètres et les industries de process.
Ce capteur utilise une technologie de mesure électrique à jauges de contrainte, convertissant la déformation torsionnelle en signaux électriques au moyen d'un pont de jauge composé d'un arbre élastique, et délivre des signaux de fréquence après conversion pression-fréquence. La plage de mesure couvre une gamme standard de 0 à 10 000 Nm et peut être personnalisée jusqu'à 200 000 Nm, avec une erreur inférieure à 0,2 % de la pleine échelle. Il permet des mesures de couple statiques et dynamiques, et les signaux de sortie incluent des grandeurs de fréquence, de courant, de tension et numériques. Il se caractérise par l'absence de besoin de réglage du zéro, des capacités élevées de résistance aux interférences et une taille compacte. Les types principaux de technologies utilisées comprennent le type à jauges de contrainte, le type à différence de phase et le type magnéto-élastique.
Lors de l'installation, il est nécessaire d'éviter les fortes interférences électromagnétiques, et la température ambiante doit être maintenue entre 0 et 60 °C. L'entretien nécessite une lubrification annuelle, et l'utilisation d'accouplements rigides/à broches flexibles est recommandée afin d'améliorer la précision de mesure.
Principe de fonctionnement
Le principe fondamental de la capteur de couple dynamique s'appuie sur la technologie de mesure électrique par jauges de déformation. Lorsque des composants mécaniques (tels que des arbres) sont soumis à un couple, ils subissent une légère déformation, ce qui provoque des variations de résistance dans les jauges de contrainte. Ces jauges sont généralement fixées sur l'arbre de torsion du capteur et permettent de mesurer directement le couple de l'arbre. Le processus est le suivant :
- Détection par jauge de déformation : Le capteur intègre une ou plusieurs jauges de déformation, connectées en circuit en pont (par exemple un pont de Wheatstone), capable de détecter avec précision les variations de résistance causées par le couple.
- Conversion du signal : Les variations de résistance sont converties en signaux de tension correspondants. Ces signaux sont ensuite amplifiés, filtrés et traités afin de produire un signal électrique proportionnel au couple.
- Sortie du signal : Le signal de sortie peut revêtir différentes formes, telles que fréquence, courant ou tension, et se caractérise par une grande précision, une bonne stabilité et une forte résistance aux interférences.
Composants de structure
Les capteurs de couple dynamiques se composent principalement des éléments suivants :
- Élément de détection : Il s'agit de la partie centrale du capteur, généralement fabriquée à partir de matériaux à haute élasticité et à grande résistance, capables de supporter des contraintes importantes sans déformation permanente.
- Unité de traitement du signal : Elle comprend un amplificateur de signal, un filtre et un convertisseur analogique-numérique, qui traitent les signaux faibles émis par les jauges de contrainte.
- Module de transmission de données : Transmet les signaux traités vers des équipements d'affichage ou d'enregistrement.
Applications
Capteur de couple dynamique sont largement utilisés pour la détection du couple et de la puissance dans les équipements rotatifs tels que les moteurs électriques, les moteurs thermiques et les moteurs à combustion interne. Ils conviennent à de nombreux domaines, notamment l'automobile, la marine, les machines minières et les systèmes de traitement des eaux usées. Ils jouent également un rôle important dans les industries industrielles et de process, contribuant à améliorer l'efficacité et les performances des équipements.
À partir de l'introduction ci-dessus sur les principes et les structures, il est clair que les capteurs de couple dynamique sont importants dans l'industrie moderne et ont des applications étendues.