Guide d'utilisation de la cellule de charge Interface 301

Cellules de charge 301 Guide

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1 Cellule de charge 301

2 Rigidité de la cellule de charge

3 Fréquence naturelle de la cellule de charge : cas de charge légère

4 Fréquence naturelle de la cellule de pesée : boîtier fortement chargé

5 Contacter Résonance

6 Application des charges d'étalonnage : conditionnement de la cellule

7 Application des charges d'étalonnage : impacts et hystérésis

8 Protocoles de test et étalonnages

9 Application des charges en cours d'utilisation : chargement sur l'axe

10 Capacité de surcharge avec chargement étranger

11 Charges d'impact

12 Documents / Ressources

12.1 Références

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Cellule de charge 301

Caractéristiques et applications des cellules de charge

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Bienvenue dans le guide Interface Load Cell 301, une ressource technique indispensable rédigée par des experts en mesure de force de l'industrie. Ce guide avancé est conçu pour les ingénieurs de test et les utilisateurs d'appareils de mesure qui recherchent des informations complètes sur les performances et l'optimisation des cellules de pesée.
Dans ce guide pratique, nous explorons des sujets critiques avec des explications techniques, des visualisations et des détails scientifiques essentiels pour comprendre et maximiser la fonctionnalité des cellules de pesée dans diverses applications.
Découvrez comment la rigidité inhérente des cellules de pesée affecte leurs performances dans différentes conditions de charge. Ensuite, nous étudions la fréquence naturelle des cellules de pesée, en analysant des scénarios à la fois légèrement chargés et fortement chargés pour comprendre comment les variations de charge influencent la réponse en fréquence.
La résonance de contact est un autre aspect crucial abordé en détail dans ce guide, mettant en lumière le phénomène et ses implications pour des mesures précises. De plus, nous discutons de l'application de charges d'étalonnage, en soulignant l'importance du conditionnement de la cellule et en traitant des impacts et de l'hystérésis pendant les procédures d'étalonnage.
Les protocoles de test et les étalonnages sont minutieusement examinés, fournissant des lignes directrices sensées pour garantir la précision et la fiabilité des processus de mesure. Nous approfondissons également l'application des charges en cours d'utilisation, en nous concentrant sur les techniques de chargement sur l'axe et les stratégies de contrôle des charges hors axe afin d'améliorer la précision des mesures.
En outre, nous explorons des méthodes permettant de réduire les effets de charges parasites en optimisant la conception, offrant ainsi des informations précieuses sur l'atténuation des influences externes sur les performances des cellules de pesée. La capacité de surcharge avec des charges parasites et la gestion des charges d'impact sont également abordées en détail pour doter les ingénieurs des connaissances nécessaires pour protéger les cellules de pesée contre des conditions défavorables.
Le guide Interface Load Cell 301 fournit des informations précieuses pour optimiser les performances, améliorer la précision et garantir la fiabilité des systèmes de mesure dans diverses applications.
Votre équipe d'interface

Caractéristiques et applications des cellules de charge

Rigidité de la cellule de charge

Les clients souhaitent souvent utiliser une cellule de pesée comme élément de la structure physique d'une machine ou d'un assemblage. Ils aimeraient donc savoir comment la cellule réagirait aux forces développées lors de l’assemblage et du fonctionnement de la machine.
Pour les autres pièces d'une telle machine fabriquées à partir de matériaux de série, le concepteur peut rechercher leurs caractéristiques physiques (telles que la dilatation thermique, la dureté et la rigidité) dans des manuels et déterminer les interactions de ses pièces en fonction de sa conception. Cependant, comme une cellule de charge est construite sur une flexion, qui est une pièce usinée complexe dont les détails sont inconnus du client, sa réaction aux forces sera difficile à déterminer pour le client.C'est un exercice utile pour considérer comment une simple flexion réagit aux charges appliquées dans différentes directions. La figure 1 montre examples d'une simple flexion réalisée en meulant une rainure cylindrique dans les deux côtés d'une pièce d'acier. Des variantes de cette idée sont largement utilisées dans les machines et les bancs d'essai pour isoler les cellules de pesée des charges latérales. Dans cet exampLe flexion simple représente un élément de la conception d'une machine et non une cellule de charge réelle. La section mince du flexion simple agit comme un roulement virtuel sans frottement ayant une faible constante de ressort de rotation. Par conséquent, la constante de ressort du matériau peut devoir être mesurée et prise en compte dans les caractéristiques de réponse de la machine. Si nous appliquons une force de traction (FT ) ou une force de compression (FC ) à la flexion à un angle par rapport à sa ligne centrale, la flexion sera déformée latéralement par la composante vectorielle (F TX) ou (FCX ) comme indiqué par le contour en pointillé. Bien que les résultats semblent assez similaires dans les deux cas, ils sont radicalement différents.
Dans le cas de traction de la figure 1, la flexion a tendance à se plier pour s'aligner avec la force hors axe et la flexion prend une position d'équilibre en toute sécurité, même sous une tension considérable.
Dans le cas de compression, la réaction de flexion, comme le montre la figure 2, peut être très destructrice, même si la force appliquée est exactement de la même amplitude et est appliquée le long de la même ligne d'action que la force de traction, car la flexion se plie en s'éloignant de la ligne d'action de la force appliquée. Cela tend à augmenter la force latérale (F CX) avec pour résultat que la flexion
La flexion est encore plus importante. Si la force latérale dépasse la capacité de la flexion à résister au mouvement de rotation, la flexion continuera à se plier et finira par s'effondrer. Ainsi, le mode de défaillance en compression est l'effondrement par flexion, et se produira à une force bien inférieure à celle qui peut être appliquée en toute sécurité en traction.
La leçon à tirer de cet exampLe fait est qu'une extrême prudence doit être appliquée lors de la conception d'applications de cellules de charge en compression utilisant des structures en colonnes. De légers désalignements peuvent être amplifiés par le mouvement de la colonne sous charge de compression, et le résultat peut aller d'erreurs de mesure à une défaillance complète de la structure.
L'ex précédentample démontre l’une des avancées majeurestages de l'Interface® LowProfile® conception de cellules. Puisque la cellule est si courte par rapport à son diamètre, elle ne se comporte pas comme une cellule de colonne sous charge de compression. Il est beaucoup plus tolérant aux charges mal alignées qu’une cellule de colonne.
La rigidité de toute cellule de pesée le long de son axe principal, l'axe de mesure normal, peut être facilement calculée compte tenu de la capacité nominale de la cellule et de sa déflexion à la charge nominale. Les données de déflexion des cellules de pesée peuvent être trouvées dans le catalogue Interface® et website.
NOTE:
Gardez à l'esprit que ces valeurs sont typiques, mais ne constituent pas des spécifications contrôlées pour les cellules de charge. En général, les déflexions sont des caractéristiques de la conception de la flexion, du matériau de flexion, des facteurs de jauge et de l'étalonnage final de la cellule. Ces paramètres sont chacun contrôlés individuellement, mais l'effet cumulatif peut présenter une certaine variabilité.
En utilisant la flexion SSM-100 dans la figure 3, comme exempleample, la rigidité dans l'axe primaire (Z) peut être calculée comme suit :Ce type de calcul est valable pour toute cellule de charge linéaire sur son axe principal. En revanche, les rigidités des axes (X ) et (Y ) sont beaucoup plus compliquées à déterminer théoriquement, et elles ne présentent généralement pas d'intérêt pour les utilisateurs de Mini Cells, pour la simple raison que la réponse des cellules sur ces deux axes n'est pas contrôlée comme pour le LowProfile®. Pour les Mini Cells, il est toujours conseillé d'éviter autant que possible l'application de charges latérales, car le couplage de charges hors axe dans la sortie de l'axe primaire peut introduire des erreurs dans les mesures.
Par exempleampEn effet, l'application de la charge latérale (FX) provoque la tension sur les jauges A et la compression sur les jauges (B). Si les flexions sur (A) et (B) étaient identiques et que les facteurs de jauge des jauges sur (A) et (B) correspondaient, on s'attendrait à ce que la sortie de la cellule annule l'effet de la charge latérale. Cependant, étant donné que la série SSM est une cellule utilitaire à faible coût qui est généralement utilisée dans les applications ayant de faibles charges latérales, le coût supplémentaire pour le client de l'équilibrage de la sensibilité de la charge latérale n'est généralement pas justifiable.
La solution correcte lorsque des charges latérales ou des moments de charge peuvent survenir consiste à découpler la cellule de pesée de ces forces extérieures en utilisant un roulement d'extrémité de tige à l'une ou aux deux extrémités de la cellule de pesée.
Par exempleample, Figure 4, montre une installation typique de cellule de pesée pour le poids d'un baril de carburant posé sur un plateau de pesée, afin de peser le carburant utilisé dans les essais de moteur.Une chape est montée solidement sur la poutre de support par son goujon. Le roulement d'extrémité de tige est libre de tourner autour de l'axe de sa broche de support et peut également se déplacer d'environ ±10 degrés en rotation à la fois dans et hors de la page et autour de l'axe principal de la cellule de pesée. Ces libertés de mouvement garantissent que la charge de tension reste sur la même ligne centrale que l'axe principal de la cellule de pesée, même si la charge n'est pas correctement centrée sur le plateau de pesée.
Notez que la plaque signalétique sur la cellule de pesée se lit à l'envers car l'extrémité morte de la cellule doit être montée sur l'extrémité de support du système.

Fréquence naturelle de la cellule de charge : cas de charge légère

Souvent, une cellule de charge est utilisée dans une situation où une charge légère, telle qu'un plateau de pesée ou un petit dispositif de test, est fixée à l'extrémité active de la cellule. L'utilisateur souhaite savoir à quelle vitesse la cellule répond à un changement de charge. En connectant la sortie d'une cellule de charge à un oscilloscope et en exécutant un test simple, nous pouvons apprendre quelques faits sur la réponse dynamique de la cellule. Si nous montons fermement la cellule sur un bloc massif, puis tapons très légèrement l'extrémité active de la cellule avec un petit marteau, nous verrons une
damptrain d'ondes sinusoïdales (une série d'ondes sinusoïdales qui diminuent progressivement jusqu'à zéro).
NOTE:
Soyez extrêmement prudent lorsque vous appliquez un impact sur une cellule de pesée. Les niveaux de force peuvent endommager la cellule, même pendant de très courts intervalles.La fréquence (nombre de cycles se produisant en une seconde) de la vibration peut être déterminée en mesurant le temps (T ) d'un cycle complet, d'un passage à zéro positif au suivant. Un cycle est indiqué sur l'image de l'oscilloscope de la figure 5, par la ligne de trace en gras. Connaissant la période (temps d'un cycle), nous pouvons calculer la fréquence naturelle d'oscillation libre de la cellule de charge ( fO) à partir de la formule :La fréquence propre d'une cellule de pesée est intéressante car nous pouvons utiliser sa valeur pour estimer la réponse dynamique de la cellule de pesée dans un système légèrement chargé.
NOTE:
Les fréquences naturelles sont des valeurs typiques, mais ne constituent pas une spécification contrôlée. Ils ne sont donnés dans le catalogue Interface® qu'à titre d'aide à l'utilisateur.
Le système ressort-masse équivalent d’une cellule de charge est illustré à la Figure 6. La masse (M1) correspond à la masse de l'extrémité active de la cellule, du point de fixation aux sections minces de la flexion. Le ressort, ayant une constante de rappel (K), représente la raideur de la section de mesure mince de la flexion. La masse (M2) représente la masse ajoutée de tous les accessoires fixés à l'extrémité active de la cellule de charge.
La figure 7 met en relation ces masses théoriques et les masses réelles dans un système de cellule de charge réel. Notez que la constante de ressort (K ) apparaît sur la ligne de séparation au niveau de la section mince de la flexion.La fréquence propre est un paramètre de base, résultat de la conception de la cellule de pesée, l'utilisateur doit donc comprendre que l'ajout de toute masse sur l'extrémité active de la cellule de pesée aura pour effet d'abaisser la fréquence naturelle totale du système. Par exempleampon peut imaginer tirer légèrement vers le bas la masse M1 de la figure 6 puis la relâcher. La masse oscillera de haut en bas à une fréquence déterminée par la constante du ressort (K ) et la masse de M1.
En fait, les oscillations vont damp au fil du temps, de la même manière que dans la figure 5.
Si nous boulonnons maintenant la masse (M2) sur (M1),
L'augmentation de la charge massique abaissera la fréquence naturelle du système ressort-masse. Heureusement, si nous connaissons les masses de (M1 ) et (M2) et la fréquence naturelle de la combinaison ressort-masse d'origine, nous pouvons calculer la quantité dont la fréquence naturelle sera abaissée par l'ajout de (M2 ), conformément à la formule :Pour un ingénieur électricien ou électronicien, l'étalonnage statique est un paramètre (DC ), tandis que la réponse dynamique est un paramètre (AC ). Ceci est représenté sur la Figure 7, où l'étalonnage DC est indiqué sur le certificat d'étalonnage d'usine, et les utilisateurs aimeraient savoir quelle sera la réponse de la cellule à une certaine fréquence de commande qu'ils utiliseront dans leurs tests.
Notez l'espacement égal des lignes de grille « Fréquence » et « Sortie » sur le graphique de la figure 7. Ces deux fonctions sont des fonctions logarithmiques ; c'est-à-dire qu'ils représentent un facteur 10 d'une ligne de grille à l'autre. Par exempleample, « 0 db » signifie « aucun changement » ; « +20 db » signifie « 10 fois plus que 0 db » ; « –20 db » signifie « 1/10 de plus que 0 db » ; et « –40 db » signifie « 1/100 de plus que 0 db ».
En utilisant une échelle logarithmique, nous pouvons afficher une plage de valeurs plus large et les caractéristiques les plus courantes se révèlent être des lignes droites sur le graphique. Par exempleample, la ligne pointillée montre la pente générale de la courbe de réponse au-dessus de la fréquence propre. Si nous continuions le graphique vers le bas et vers la droite, la réponse deviendrait asymptotique (de plus en plus proche) de la ligne droite pointillée.
NOTE:
La courbe de la figure 63 est fournie uniquement pour décrire la réponse typique d'une cellule de pesée légèrement chargée dans des conditions optimales. Dans la plupart des installations, les résonances dans les dispositifs de fixation, le cadre d'essai, le mécanisme d'entraînement et l'UUT (unité testée) prédomineront sur la réponse de la cellule de pesée.

Fréquence naturelle de la cellule de pesée : boîtier fortement chargé

Dans les cas où la cellule de pesée est mécaniquement étroitement couplée à un système dans lequel les masses des composants sont nettement plus lourdes que la propre masse de la cellule de pesée, la cellule de pesée a davantage tendance à agir comme un simple ressort qui relie l'élément d'entraînement à l'élément entraîné dans le système.
Le problème pour le concepteur du système consiste désormais à analyser les masses du système et leur interaction avec la constante de ressort très rigide de la cellule de pesée. Il n'y a pas de corrélation directe entre la fréquence naturelle non chargée de la cellule de pesée et les résonances fortement chargées qui seront observées dans le système de l'utilisateur.

Contacter Résonance

Presque tout le monde a déjà fait rebondir un ballon de basket et remarqué que la période (temps entre les cycles) est plus courte lorsque le ballon rebondit plus près du sol.
Quiconque a déjà joué à un flipper a déjà vu la bille osciller entre deux poteaux métalliques. Plus les poteaux se rapprochent du diamètre de la bille, plus la bille oscille vite. Ces deux effets de résonance sont provoqués par les mêmes éléments : une masse, un espace libre et un contact élastique qui inverse le sens de déplacement.
La fréquence d'oscillation est proportionnelle à la raideur de la force de rappel, et inversement proportionnelle à la taille de l'espace et à la masse. Ce même effet de résonance peut être retrouvé dans de nombreuses machines, et l'accumulation d'oscillations peut endommager la machine lors d'un fonctionnement normal.Par exempleampDans la figure 9, un dynamomètre est utilisé pour mesurer la puissance d'un moteur à essence. Le moteur testé entraîne un frein hydraulique dont l'arbre de sortie est relié à un bras à rayon. Le bras est libre de tourner, mais est contraint par la cellule de charge. Connaissant le régime du moteur, la force exercée sur la cellule de charge et la longueur du bras à rayon, nous pouvons calculer la puissance du moteur.
Si l'on regarde le détail du jeu entre la bille du roulement d'extrémité de tige et le manchon du roulement d'extrémité de tige sur la figure 9, nous trouverons une dimension de jeu, (D), en raison de la différence de taille de la bille et sa manche de contrainte. La somme des jeux des deux billes, plus tout autre jeu dans le système, sera l'« écart » total qui peut provoquer une résonance de contact avec la masse du bras rayon et la raideur du ressort de la cellule de pesée.À mesure que le régime du moteur augmente, nous pouvons trouver un certain régime auquel la vitesse de combustion des cylindres du moteur correspond à la fréquence de résonance de contact du dynamomètre. Si nous maintenons ce régime, une amplification (multiplication des forces) se produira, une oscillation de contact se développera et des forces d'impact dix fois supérieures ou plus à la force moyenne pourraient facilement être imposées à la cellule de charge.
Cet effet sera plus prononcé lors du test d'un moteur de tondeuse à gazon monocylindre que lors du test d'un moteur automatique à huit cylindres, car les impulsions d'allumage sont lissées lorsqu'elles se chevauchent dans le moteur automatique. En général, augmenter la fréquence de résonance améliorera la réponse dynamique du dynamomètre.
L'effet de la résonance de contact peut être minimisé par :

Utilisation de roulements d'extrémité de tige de haute qualité, qui ont un jeu très faible entre la rotule et la douille.
Serrer le boulon du roulement d'extrémité de tige pour garantir que la bille est bien serrée.ampen place.
Rendre le cadre du dynamomètre aussi rigide que possible.
Utilisation d'une cellule de pesée de plus grande capacité pour augmenter la rigidité de la cellule de pesée.

Application des charges d'étalonnage : conditionnement de la cellule

Tout capteur qui dépend de la déflexion d'un métal pour son fonctionnement, comme une cellule de charge, un capteur de couple ou un capteur de pression, conserve un historique de ses charges précédentes. Cet effet se produit parce que les mouvements infimes de la structure cristalline du métal, aussi petits soient-ils, ont en fait une composante de frottement qui se manifeste sous forme d'hystérésis (non-répétition de mesures prises dans des directions différentes).
Avant l'exécution de l'étalonnage, l'historique peut être effacé de la cellule de pesée par l'application de trois charges, de zéro à une charge qui dépasse la charge la plus élevée de l'exécution de l'étalonnage. Habituellement, au moins une charge de 130 % à 140 % de la capacité nominale est appliquée, pour permettre le réglage et le blocage corrects des dispositifs de test dans la cellule de pesée.
Si la cellule de charge est conditionnée et les chargements sont correctement effectués, une courbe ayant les caractéristiques de (ABCDEFGHIJA), comme dans la Figure 10, sera obtenue.
Les points tomberont tous sur une courbe lisse, et la courbe sera fermée au retour à zéro. De plus, si le test est répété et que les chargements sont correctement effectués, les points correspondants entre le premier et le deuxième passage seront très proches les uns des autres, démontrant la répétabilité des mesures.

Application des charges d'étalonnage : impacts et hystérésis

Chaque fois qu'un cycle d'étalonnage donne des résultats qui n'ont pas une courbe lisse, ne se répètent pas bien ou ne reviennent pas à zéro, la configuration du test ou la procédure de chargement doit être le premier endroit à vérifier.
Par exempleample, la figure 10 montre le résultat de l'application de charges où l'opérateur n'a pas fait attention lorsque la charge de 60 % a été appliquée. Si le poids tombait légèrement sur le support de chargement et appliquait un impact de 80 % de charge, puis revenait au point de 60 %, la cellule de pesée fonctionnerait sur une boucle d'hystérésis mineure qui aboutirait au point (P) au lieu d'à point (D). En poursuivant le test, le point 80 % aboutirait à (R) et le point 100 % finirait à (S). Les points descendants tomberaient tous au-dessus des points corrects, et le retour à zéro ne serait pas fermé.
Le même type d'erreur peut se produire sur un banc d'essai hydraulique si l'opérateur dépasse le réglage correct, puis fait refluer la pression jusqu'au point correct. Le seul recours en cas d'impact ou de dépassement est de reconditionner la cellule et de refaire un test.

Protocoles de test et étalonnages

Les cellules de pesée sont régulièrement conditionnées dans un mode (soit en traction, soit en compression), puis étalonnées dans ce mode. Si un étalonnage dans le mode opposé est également requis, la cellule est d'abord conditionnée dans ce mode avant le deuxième étalonnage. Ainsi, les données d'étalonnage reflètent le fonctionnement de la cellule uniquement lorsqu'elle est conditionnée dans le mode en question.
C'est pourquoi il est important de déterminer le protocole de test (la séquence d'applications de charge) que le client envisage d'utiliser, avant qu'une discussion rationnelle sur les sources d'erreur possibles puisse avoir lieu. Dans de nombreux cas, une réception spéciale en usine doit être conçue pour garantir que les exigences de l'utilisateur seront satisfaites.
Pour les applications très strictes, les utilisateurs sont généralement en mesure de corriger leurs données de test pour tenir compte de la non-linéarité de la cellule de pesée, supprimant ainsi une part substantielle de l'erreur totale. S’ils n’y parviennent pas, la non-linéarité fera partie de leur budget d’erreur.
La non-répétabilité est essentiellement fonction de la résolution et de la stabilité de l'électronique de conditionnement du signal de l'utilisateur. Les cellules de pesée ont généralement une non-répétabilité meilleure que celle des bâtis de pesée, des dispositifs et de l'électronique utilisés pour la mesurer.
La source d'erreur restante, l'hystérésis, dépend fortement de la séquence de chargement dans le protocole de test de l'utilisateur. Dans de nombreux cas, il est possible d'optimiser le protocole de test afin de minimiser l'introduction d'hystérésis indésirables dans les mesures.
Il existe cependant des cas où les utilisateurs sont contraints, soit par une exigence externe d'un client, soit par une spécification interne d'un produit, d'utiliser une cellule de charge d'une manière indéfinie qui entraînera des effets d'hystérésis inconnus. Dans de tels cas, l'utilisateur devra accepter l'hystérésis du pire des cas comme spécification de fonctionnement.
De plus, certaines cellules doivent fonctionner dans les deux modes (tension et compression) pendant leur cycle d'utilisation normal sans pouvoir reconditionner la cellule avant de changer de mode. Cela entraîne une condition appelée bascule (non-retour à zéro après avoir parcouru les deux modes).
Dans une production d'usine normale, l'amplitude de la bascule est une large plage où le pire des cas est approximativement égal ou légèrement supérieur à l'hystérésis, en fonction du matériau de flexion et de la capacité de la cellule de charge.
Heureusement, il existe plusieurs solutions au problème du basculement :

Utilisez une cellule de pesée de plus grande capacité afin qu’elle puisse fonctionner sur une plage plus petite de sa capacité. Le basculement est inférieur lorsque l'extension dans le mode opposé est d'un pourcentage inférieurtage de capacité nominale.
Utilisez une cellule fabriquée à partir d'un matériau à bascule inférieur. Contactez l'usine pour obtenir des recommandations.
Spécifiez un critère de sélection pour la production normale en usine. La plupart des cellules ont une plage de bascules qui peut produire suffisamment d'unités par rapport à la distribution normale. En fonction du taux de fabrication en usine, le coût de cette sélection est généralement tout à fait raisonnable.
Spécifiez une spécification plus stricte et demandez à l'usine de proposer un essai spécial.

Application des charges en cours d'utilisation : chargement sur l'axe

Toutes les charges sur l'axe génèrent un certain niveau, aussi faible soit-il, de composants extérieurs hors axe. L'ampleur de ces charges extérieures dépend de la tolérance des pièces dans la conception de la machine ou du bâti de charge, de la précision avec laquelle les composants sont fabriqués, du soin avec lequel les éléments de la machine sont alignés pendant l'assemblage, de la rigidité des pièces porteuses et de l'adéquation du matériel de fixation.
Contrôle des charges hors axe
L'utilisateur peut choisir de concevoir le système de manière à éliminer ou à réduire les charges hors axe sur les cellules de pesée, même si la structure subit une déformation sous charge. En mode traction, cela est possible grâce à l'utilisation de roulements d'extrémité de tige avec chapes.
Lorsque la cellule de pesée peut être séparée de la structure du bâti de test, elle peut être utilisée en mode compression, ce qui élimine presque l'application de composants de charge hors axe à la cellule. Cependant, les charges hors axe ne peuvent en aucun cas être complètement éliminées, car la déviation des éléments porteurs de charge se produira toujours et il y aura toujours une certaine quantité de friction entre le bouton de charge et la plaque de chargement qui peut transmettre des charges latérales dans le cellule.
En cas de doute, le LowProfile® sera toujours la cellule de choix à moins que le budget global d'erreur du système ne permette une marge généreuse pour les charges superflues.
Réduire les effets de charges superflues en optimisant la conception
Dans les applications de test de haute précision, une structure rigide avec une faible charge parasite peut être obtenue en utilisant des éléments de flexion rectifiés pour construire le cadre de mesure. Cela nécessite bien sûr un usinage et un assemblage de précision du cadre, ce qui peut représenter un coût considérable.

Capacité de surcharge avec chargement étranger

Un effet sérieux du chargement hors axe est la réduction de la capacité de surcharge de la cellule. La surcharge nominale typique de 150 % sur une cellule de pesée standard ou la surcharge nominale de 300 % sur une cellule résistante à la fatigue est la charge autorisée sur l'axe principal, sans aucune charge latérale, moment ou couple appliqué simultanément à la cellule. En effet, les vecteurs hors axe s'ajouteront au vecteur de charge sur l'axe, et la somme des vecteurs peut provoquer une condition de surcharge dans une ou plusieurs des zones mesurées de la flexion.
Pour trouver la capacité de surcharge sur l'axe autorisée lorsque les charges parasites sont connues, calculez la composante sur l'axe des charges parasites et soustrayez-les algébriquement de la capacité de surcharge nominale, en prenant soin de garder à l'esprit dans quel mode (tension ou compression). la cellule est en cours de chargement.

Charges d'impact

Les néophytes en matière d'utilisation de cellules de charge en détruisent souvent une avant qu'un vétéran n'ait eu la possibilité de les avertir des charges d'impact. Nous aimerions tous qu'une cellule de charge puisse absorber au moins un impact très court sans dommage, mais la réalité est que si l'extrémité active de la cellule se déplace de plus de 150 % de la déflexion de capacité totale par rapport à l'extrémité morte, la cellule peut être surchargée, quelle que soit la durée de l'intervalle pendant lequel la surcharge se produit.
Dans le panneau 1 de l'exampDans la figure 11, une bille d'acier de masse « m » est lâchée d'une hauteur « S » sur l'extrémité active de la cellule de charge. Pendant la chute, la bille est accélérée par la gravité et a atteint une vitesse « v » au moment où elle entre en contact avec la surface de la cellule.
Dans le panneau 2, la vitesse de la bille sera complètement arrêtée et dans le panneau 3, la direction de la bille sera inversée. Tout cela doit se produire sur la distance nécessaire à la cellule de charge pour atteindre la capacité de surcharge nominale, sinon la cellule risque d'être endommagée.
Dans l'exampSur la photo illustrée, nous avons choisi une cellule qui peut dévier un maximum de 0.002" avant d'être surchargée. Pour que le ballon soit complètement arrêté sur une distance aussi courte, la cellule doit exercer une force énorme sur le ballon. Si la balle pèse une livre et qu'elle tombe d'un pied sur la cellule, le graphique de la figure 12 indique que la cellule recevra un impact de 6,000 XNUMX lbf (on suppose que la masse de la balle est beaucoup plus grande que la masse de la balle). extrémité sous tension de la cellule de pesée, ce qui est généralement le cas).
L'échelle du graphique peut être modifiée mentalement en gardant à l'esprit que l'impact varie directement avec la masse et avec le carré de la distance parcourue.Interface® est le leader mondial de confiance en matière de solutions de mesure de force®.
Nous sommes leaders en concevant, fabriquant et garantissant les cellules de charge, les capteurs de couple, les capteurs multiaxes et l'instrumentation associée les plus performants disponibles. Nos ingénieurs de classe mondiale fournissent des solutions aux secteurs de l'aérospatiale, de l'automobile, de l'énergie, de la médecine et des tests et mesures, allant de quelques grammes à des millions de livres, dans des centaines de configurations. Nous sommes le fournisseur prééminent des entreprises Fortune 100 dans le monde entier, notamment Boeing, Airbus, NASA, Ford, GM, Johnson & Johnson, NIST et des milliers de laboratoires de mesure. Nos laboratoires d'étalonnage internes prennent en charge diverses normes de test : ASTM E74, ISO-376, MIL-STD, EN10002-3, ISO-17025 et autres.
Vous pouvez trouver plus d'informations techniques sur les cellules de pesée et l'offre de produits Interface® sur www.interfaceforce.com, ou en appelant l'un de nos ingénieurs d'applications experts au 480.948.5555.