Cours#3 et 4 h09

Lumarc

Description

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• ...

Informations

• Publié par: Mizir
• Nombre de lectures: 31
• Langue: Français

Extrait

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 q va u' ri u e n n  s t s s  i e p v u a e l s i m  n t e r s o t n r t p  u  à r m a c e p h i n d a t e d m e n  e e m n  t d e , e  s s p u  a r v r e o   i é q e c u s o i .   n e  o st m  i c e o , m on m  u n t ' é utilise succe cu L m a u  l c t o ip m le m x u e t u a r t  i d o o n n estassuréeparunscrutateurou t les qualités essentielles sont: „ faibles valeurs des résistances de contact „ fiabilité supérieure

Question fondamentale de la commutation Do u it l - e o m n  e a n li t  m lo e r n s t q e u r '  l o e n s     e j f a f u e g ct e u s  e e  l n a     p m e e r s m u a r n e e ? 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 Problèmederésistancesdecontact Pas d'équilibrage initial

Commutateur à trois pôles Effetdesrésistancesdecontact est possiblement annulé Pas d'équilibrage initial

11 12 13 Commutateur 2 pôles

1

2 ΔE m 4 3

2 ΔE m 3 4

Régime transitoire de température présent !

V

V

5

Ponts complets (valable aussi pour les ¼ et ½ ponts)

Système chaud alimentation permanente équilibrageinitial(opt.) pas d'effet des R contact grand ampérage

Système froid régimetransitoire pasd'équilibrage petit ampérage



1

1

Δ E m

2

V

ΔE m V

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

Lenvironnement température la déformation maximale lafatigueescled fodéatrm vorpnaneedtycs ions Öchoix d’une série

Les conditions de mise en oeuvre féditilaceteedcoeagll bal(taro lbâcega chantieroirevs) 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, ( ci t saillement,contraintes résiduelles) 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

J b

J a

J a J b ΔE m V

t J d J c

J d J c ion : A = bt P sect b P ε = ε a = ε c = AE = = − ε E m = V 4 ⋅S G ⋅ ⎡2 ( 1+ ) ε⎤ ⎦ ε b ε d ν



Compensé en température (plein pont) Compensé pour la flexion (My et Mz) Latorsionn'apasd'effetsurlesjauges

9

Flexion (demi pont)

y z x

 

J a J b section : A = bt

P

L

t

J a

R

ΔE m J b R

V

b PL b 3 ε = ε a ε=− b = 2E ;I= 1 t 2 Com ens V 2 Comp p ensé é p p o o u u r r   l l a a   t t r e a m ct p io ér n a - t c u o r m e pressiondueà ΔE m = 4 ⋅S G ⋅ une force axiale Fx LaflexiondueàMynapasd'effet(jauges placées 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

J c

section : A = bt

J b

J a

J d P

L

b

t

J a J b ΔE m V J d J c

PLt = = − = = − = ε a ε b 2E  ;ε c ε d εν ΔE m = V 4 ⋅S G ⎣ ⋅⎡2 ( 1+ ) ⎤ ⎦ ε

L'output théorique est 1.3 fois plus grand que celui du 1/2 pont Mêmescompensationsquele½pont

11