Cours#3 et 4 h09

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MEC6405 Analyse Expérimentale des contraintesHiver 2009Cours # 3 et #412.7 CHAÎNE DE MESURE, SCRUTATEURS ET PONTS MULTIVOIESCAPTEURDétecteurCorps d'épreuveRéaction du corps (jauge) (pièce)Mesurande : . Statique . DynamiqueCONDITIONNEMENT DU SIGNAL(ex : pont de Wheatstone)Alimentation : AC ou DCPlusieurs canaux1 CanalSchéma synoptique SCRUTATION : - Manuelled’une chaîne de - Automatiquemesure AMPLIFICATION (si nécessaire) CONTRÔLEAUTOMATISÉ LECTURE OrdinateurConvertisseur : Analogue / Numérique Horloge Voltmètre Relais ENREGISTREMENT Manuel Imprimante / TraceurMémoire vive (temporaire) Disquette, disque dur2 Ruban magnétiqueMEC6405 –Hiver 2009„„2.7.2 SCRUTATEURS ET PONTS MULTIVOIES• Si on a plusieurs voies (ponts) et que les phénomènes ne varient pas trop rapidement, par économie, on n'utilise qu'un seul instrument de mesure qui est commutésuccessivement à chacune des voies. • La commutation est assurée par un scrutateur ou multiplexeur dont les qualités essentielles sont:faibles valeurs des résistances de contactfiabilité supérieure• Question fondamentale de la commutationDoit-on alimenter les jauges en permanence, ou bien seulement lorsqu'on effectue la mesure?3MEC6405 –Hiver 2009Avantages et inconvénients des deux modes d'alimentation des ponts Alimentation Alimentation à la permanente commutation• ...

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MEC6405 Analyse Expérimentale des contraintes
Hiver 2009
Cours # 3 et #4
1
2.7 CHAÎNE DE MESURE, SCRUTATEURS ET PONTS MULTIVOIES
Schéma synoptique dune chaîne de mesure
CAPTEUR Corps d'épreuve Détecteur Mesurande : (pièce)Réaction du corps (jauge)  . Statique  . Dynamique
CONDITIONNEMENT DU SIGNAL Alimentation : (ex : pont de Wheatstone)  AC ou DC 1 Canal Plusieurs canaux SCRUTATION :  - Manuelle  - Automatique
AMPLIFICATION  (si nécessaire)
 LECTURE Convertisseur : Analogue / Numérique  Voltmètre
 ENREGISTREMENT  Manuel  Imprimante / Traceur Mémoire vive (temporaire)  Disquette, disque dur  Ruban magnétique
 CONTRÔLE AUTOMATISÉ  Ordinateur  Horloge  Relais
2
2.7.2 SCRUTATEURS ET PONTS MULTIVOIES
Si on a plusieurs voies (ponts) et que les phénomènes ne qvau'riuennstssiepvuaelsimntersotnrtpuàrmacephindatedmeneemntde,esspuarvreoiéqecusoi.neostmiceo,monmunt'éutilisesucce cu Lmaulctoipmlemxuetuartidoonnestassuréeparunscrutateurout les qualités essentielles sont: „faibles valeurs des résistances de contact „fiabilité supérieure
Question fondamentale de la commutation Douitl-eomn eanlit mloernstqeur' loens  ejfafuegcteus ee lna  pmeersmuarnee?nce, ou bien se
3
Avantages et inconvénients des deux modes d'alimentation des ponts
Alimentation permanente
stabilisation des jauges en température peut demander une source de grand ampérage solution potentiellement coûteuse
Alimentation à la commutation
problème de régime transitoire en température plus simple et moins coûteux
Le choix dépend de la précision requise !
4
¼ de pont, jauge à trois fils, Alimentation temporaire
Commutateur à deux pôles Problèmederésistancesdecontact Pas d'équilibrage initial
Commutateur à trois pôles Effetdesrésistancesdecontactest possiblement annulé Pas d'équilibrage initial
11 12 13 Commutateur 2 pôles
1
2 ΔEm 4 3
2 ΔEm 3 4
Régime transitoire de température présent !
V
V
5
Ponts complets (valable aussi pour les ¼ et ½ ponts)
Système chaud alimentation permanente équilibrageinitial(opt.) pas d'effet des R contact grand ampérage
Système froid régimetransitoirepasd'équilibragepetit ampérage
1
1
ΔEm
2
V
ΔEmV
6
2.10 CHOIX DES JAUGES
Les domaines dapplication sont vastes mais on rencontre principalement:
„mesure des déformations en chantier ou en laboratoire „conditions statiques ou bien dynamiques (fatigue, vibrations) „mesure des concentrations de contraintes „mesure des contraintes résiduelles „mesure des contraintes thermiques „capteurs
7
Points à considérer pour le choix des jauges
Lenvironnement température la déformation maximale lafatigueescledfodéatrmvorpnaneedtycs ions Öchoix d’une série
Les conditions de mise en oeuvre féditilaceteedcoeagllbal(tarolbâcegachantieroirevs) Öchoix d’une option La nature physique de la structure coefficient de dilatation du matériau Öchoix d’une compensation
La géométrie de la structure détails à étudier (congés, arrondis, bords, recoins) la cause des déformations raction, torsion, flexion, (citsaillement,contraintesrésiduelles) la puissance de dissipation acceptable Öchoix d’une géométrie
Linstrumentation utilisée conditionnement du signal, alimentation, amplification, Öchoix d’une résistance nominale
Méthode détaillée pour le choix en Annexe 2-3
8
2.5 DISPOSITION DES JAUGES DANS LE PONT DE WHEATSTONE( Cours2 h09.pptAussi dans MEC6405) _ _ Traction-compression (pont de Poisson)
z
y
x
Jb
Ja
JaJb ΔEmV
tJdJc
Jd Jc ion : A = btP sectbPε = εa= εc= AE = = − ε Em=V4SG⋅ ⎡2(1+)εεbεdν
Compensé en température (plein pont) Compensé pour la flexion (My et Mz) Latorsionn'apasd'effetsurlesjauges
9
Flexion (demi pont)
y zx
Ja Jb section : A = bt
P
L
t
Ja
R
ΔEm JbR
V
bPL b3 ε = εaε=b=2E;I=1t2 Com ensV2 Comppensééppoouurrllaattreamctpioérna-tcuormepressiondueàΔEm=4SGune force axiale Fx LaflexiondueàMynapasd'effet(jaugesplacées à l'axe neutre) La torsion Mx n'a pas d'effet à cause de lorientation des jauges
10
Flexion avec un pont complet (pont de Poisson)
y z
x
Jc
section : A = bt
Jb
Ja
JdP
L
b
t
JaJb ΔEmV JdJc
PLt = = − = = − = εaεb2E ;εcεdεν ΔEm=V4SG2(1+)ε
L'output théorique est 1.3 fois plus grand que celui du 1/2 pont Mêmescompensationsquele½pont
11