Lorsque les forces extérieures sont appliquées à un objet fixe, le stress et la
déformation sont le résultat. Le stress est défini comme les forces de résistance internes de l'objet, et la déformation est définie comme le déplacement et la déformation qui se produisent.
La jauge de contrainte est l'un des outils les plus importants de la technique de mesure électrique appliquée à la mesure de quantités mécaniques. Comme leur nom l'indique, elles sont utilisées pour la mesure de contrainte. En tant que terme technique, «contrainte» consiste de contrainte de traction et de compression, qui se distingue par un signe positif ou négatif. Les capteurs de force peuvent ainsi être utilisés pour ramasser l'expansion, ainsi que la contraction.
La déformation d'un corps est toujours causée par une influence externe ou un effet interne. La contrainte pourraient être provoquée par les forces, les pressions, les moments, la chaleur, les changements structurels de la matière, et d'autres. Si certaines conditions sont satisfaites, le montant, ou la valeur de la grandeur d'influence, peut être déduit à partir de la valeur mesurée de la contrainte. Dans l'analyse expérimentale de contraintes, cette fonction est largement utilisée. L'analyse expérimentale des contraintes utilise les valeurs de contraintes mesurées sur la surface d'un échantillon ou d'une pièce structurelle pour indiquer la déformation dans le matériau, et pour prévoir sa sécurité et son endurance. Les transducteurs spéciaux peuvent être conçus pour la mesure des forces ou d'autres grandeurs dérivées, par exemple, des moments, des pressions, des accélérations et des déplacements, des vibrations, et d'autres. Le transducteur contient généralement un diaphragme sensible à la pression auquel des capteurs de force sont liées.
La jauge de contrainte en feuilles contrecollées
Qu'est-ce qu'une jauge de déformation?
Une jauge de déformation est un capteur dont la résistance varie avec la force appliquée. Elle convertit la force, pression, tension, poids, etc., en changement de résistance électrique qui peut ensuite être mesuré.
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.
Circuits de mesure
Afin de mesurer la contrainte avec une jauge de contrainte à résistance liée, elle doit être reliée à un circuit électrique qui est capable de mesurer les changements minuscules de résistance correspondant à la déformation. Les transducteurs de la jauge emploient généralement quatre éléments de la jauge de contrainte connectés électriquement pour former un circuit en pont de Wheatstone. Un pont de Wheatstone est un circuit en pont divisé qui est utilisé pour la mesure de résistance électrique statique ou dynamique. La
tension de sortie du pont de Wheatstone est exprimée en sortie millivolts par entrée volts. Le circuit de Wheatstone est également bien adapté pour la compensation de température. Le nombre de capteur de force actifs qui devraient être reliées au pont dépend de l'application. Par exemple, il peut être utile de connecter les capteurs qui sont sur les côtés opposés d'un faisceau, l'une en compression et l'autre en tension. Dans ce cas, on peut effectivement doubler la sortie du pont pour la même déformation. Dans les installations où tous les bras sont reliés à des capteurs de contrainte, la compensation de température est automatique, puisque les changements de résistance dus aux variations de température seront les mêmes pour tous les bras du pont.
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