Les cellules de charge de tension sont essentielles pour mesurer les forces de traction dans diverses applications.

Ici à Morehouse, nous calibrons de nombreuses cellules de charge de tension de différentes capacités.

L'un des aspects les plus essentiels de ces étalonnages est de s'assurer que les adaptateurs appropriés sont utilisés.

Notrelivre électroniqueet autresles documentsIl faut parler de l'importance des adaptateurs.

Une fois que nous sommes tous d'accord sur la méthode appropriée pour l'étalonnage et les adaptateurs utilisés pour l'étalonnage, il est essentiel de comprendre les équations utilisées pour caractériser leur comportement.

Il s'agit d'une compréhension de base des équations de la cellule de charge de tension et de la façon dont elles sont utilisées pour traduire la sortie de la cellule de charge en mesures précises de la force.

Les bases de la sortie de la cellule de charge

Au cœur, une cellule de charge de tension convertit la force mécanique en signal électrique.

Au fur et à mesure que la cellule de charge est étirée, les jauges de contrainte à l'intérieur de l'appareil subissent un changement de résistance.

Ce changement est généralement mesuré sous forme de tension de sortie, souvent exprimée en millivolts par volt (mV/V).

Équation de la cellule de charge de tension- Approximation linéaire

La façon la plus simple de relier la puissance d'une cellule de charge à la force appliquée est par une équation linéaire:

Force = m * Réaction + b

Où:

• La force est la tension appliquée en unités comme lbf ou N
• La réponse est la sortie de la cellule de charge en mV/V
• m est la pente (sensibilité)
• b est l'intersection de y (souvent proche de zéro pour les systèmes bien zéro)

Cette approximation linéaire fonctionne bien pour de nombreuses applications, principalement lorsque la cellule de charge est utilisée dans une plage étroite ou lorsque le dispositif n'a peut-être pas besoin d'être meilleur que 0.2 % de la puissance totale de la cellule de charge.

Lorsque l'on veut maximiser les performances de sa cellule de charge, ces légères non-linéalités ne caractériseront pas le mieux les performances,et des équations plus complexes seront souvent nécessaires pour mieux que 00,2% de la taille réelle.

Note: Nous présentons ceci en termes généraux car certaines cellules de charge peuvent être très linéaires lorsque l'équation linéaire peut être utilisée.

Équation de cellule de charge de tension - équations polynomiales pour une précision accrue

Pour tenir compte des non-linéalités, les laboratoires d'étalonnage peuvent rapporter des équations polynomiales pour caractériser les cellules de charge.

Les normes ASTM E74 et ISO 376 ont des critères spécifiques pour générer ces équations polynomiales.

Une forme courante est:

Réponse = A0 + A1 * Force + A2 * Force2 + A3 * Force3

où A0, A1, A2 et A3 sont des coefficients déterminés lors de l'étalonnage.

Cette équation nous permet de prédire la réponse de la cellule de charge à une force donnée dans sa plage calibrée.

Force = B0 + B1 * Réaction + B2 * Réaction2 + B3 * Réaction3

Les coefficients (B0, B1, B2, B3) sont différents des coefficients A et sont calculés pour minimiser les erreurs lors de la conversion de la réponse en force.

L'importance des coefficients

Chaque coefficient dans ces équations polynomiales sert un but spécifique:

• A0 ou B0: représente le décalage ou le point zéro
• A1 ou B1: se rapporte à la sensibilité linéaire de la cellule de charge
• A2 ou B2: Comptabilisation de la non-linéarité quadratique
• A3 ou B3: aborde la non-linéarité cubique

Figure 1 Polynôme de 2e degré équation de cellule de charge de tension

Des termes d'ordre supérieur (4e ou 5e degré) peuvent être utilisés pour caractériser précisément les cellules de charge haute résolution.

Ces termes ont été discutés dans notre livre électronique, et la norme ISO 376 limite l'utilisation d'une équation polynomiale à 3RdJe vous en prie.

L'équation de la cellule de charge de tension - application pratique

Lorsque l'étalonnage est effectué selon ASTM E74 ou ISO 376, vous recevrez un certificat d'étalonnage avec ces coefficients lorsque vous utilisez une cellule de charge de tension étalonnée.

Pour déterminer la force pour une sortie donnée:

1. Mesurer la puissance de la cellule de charge en mV/V
2. Branchez cette valeur dans l'équation de force en utilisant les coefficients B fournis
3. Calculer le résultat pour obtenir la force appliquée

À l'inverse, si vous avez besoin de savoir à quelle sortie vous attendre pour une force cible, utilisez l'équation de réponse avec les coefficients A.

Équation de la cellule de charge de tension - Conclusion

En conclusion, comprendre les équations des cellules de charge de tension peut vous aider à mieux caractériser vos cellules de charge, ce qui peut réduire l'incertitude globale des mesures que vous effectuez.

Cette incertitude de mesure plus faible améliorera la précision de vos mesures.

Ces équations de cellule de charge de tension, qu'elles soient linéaires ou polynomiales, jouent un rôle central dans la traduction de la puissance électrique d'une cellule de charge en forces précises.

L'approximation linéaire fournit une méthode simple pour de nombreuses applications, tandis que les équations polynomiales offrent une précision accrue en tenant compte des non-linéarités inhérentes au comportement des cellules de charge.

Les laboratoires d'étalonnage adhérant aux normes d'étalonnage telles que ASTM E74 ou ISO 376, qui définissent l'utilisation de ces équations, caractériseront souvent mieux les performances attendues de la cellule de charge,vous permettant d'avoir plus confiance dans les performances de vos cellules de charge.