Capteur d'effort ( de forces)
Introduction
Les capteurs de force utilisent généralement un "corps d'épreuve" déformable afin de déterminer la force appliquée. La déformation du corps d'épreuve détermine la force appliquée.
Pour la pelleteuse les capteurs d'effort, monté entre les tiges de vérins et respectivement la flèche, le balancier et la bielle du godet, sont de type piézoélectrique.
Les capteurs d'efforts piézoélectriques
L'effet piézoélectrique
La piézoélectricité (du grec piézein presser/appuyer) est la propriété que possèdent certains corps de se polariser électriquement sous l'action d'une contrainte mécanique et réciproquement de se déformer lorsqu'on leur applique un champ électrique. Les deux effets sont indissociables. Le premier est appelé effet piézoélectrique direct ; le second effet piézoélectrique inverse.
Lorsqu'une charge est exercée sur un cristal, la structure réticulaire typique de ce dernier est déformée. Cela ne peut se produire que si ladite structure ne présente pas de centre de symétrie. C'est le cas du quartz (SiO2), qui est ainsi parfaitement idoine. En outre, il peut être produit par synthèse. Lors de la déformation, les ions positifs de silicium et les ions négatifs d'oxygène sont poussés les uns contre les autres. Les centres de gravité des charges positives et négatives s'en trouvent déplacés, ce qui entraîne la formation d'une charge électrique.
Les différents types de capteurs
Capteurs de force à une composante Ces capteurs sont généralement en forme d'anneau et sont constitués de rondelles de quartz sensibles à la pression, prises en sandwich entre deux anneaux d'acier. |
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| Capteurs de force à trois composantes Des rondelles de quartz sensibles au cisaillement (Fx, Fy) sont combinées aux rondelles de quartz sensibles à la pression (Fz) pour créer un capteur de force à trois composantes compact. |
Capteurs de couple Des rondelles de quartz sensibles au cisaillement sont empilées avec leur axe sensible aligné tangentiellement. Une fois précontraintes, elles peuvent mesurer les couples. |
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Capteurs de forces sur la pelleteuse
Les capteurs d'effort, monté entre les tiges de vérins et respectivement la flèche, le balancier et la bielle du godet, sont de type piézoélectrique.