Modules de pesage et capteurs de force

Si nous examinons cette question en termes simples, elle peut être facilement expliquée. Pour faire simple, un module de pesage transforme une structure non traditionnelle en une balance. Chaque « balance traditionnelle » est équipée d'un capteur de pesage ou d'une cellule de pesage. 

Un module de pesage prend une structure non traditionnelle, le plus souvent un réservoir, et la transforme en un dispositif de pesage. En d'autres termes, lorsque nous ajoutons des modules de capteurs de pesage sous les pieds du réservoir, celui-ci passe d'une simple structure contenant une substance à une structure de pesage mesurant la quantité de substance qu'il contient. 

Un capteur de force, en termes simples, est le cœur de toute balance standard. On trouve des capteurs dans toutes les balances, qu'il s'agisse d'une balance de laboratoire très sensible ou d'une  balance au sol très résistante, et tout ce qu'il y a entre les deux. Les capteurs à jauges de contrainte permettent de transformer une balance en un dispositif de pesage sensible.

METTLER TOLEDO adopte une approche consultative pour tous les projets. Notre équipe d'experts commerciaux et de techniciens de service travaille dur pour s'assurer que vous obtenez la solution adaptée à votre objectif, avec la précision et la durabilité requises pour votre application.

Le principe de base de la technologie des capteurs de force consiste à convertir une charge - qui est une force appliquée à une masse dans le champ de gravité terrestre - en un signal électrique. La plupart des capteurs de force sont dotés de capteurs qui convertissent une contrainte mécanique en un changement de résistance. Pour en savoir plus sur les capteurs de force, voir ci-dessous. La masse applique une charge imposée par le champ de gravité, cette charge sollicite le corps du capteur de force et entraîne une déformation - une contrainte. Le capteur de force est converti en changement de résistance et finalement en une sortie de tension. Cette tension est proportionnelle à la masse appliquée. 
 

Un capteur de force est utilisé dans de nombreux secteurs où des mesures précises sont nécessaires. Les capteurs de force mesurent avec précision le poids des réservoirs, des cuves, des trémies ou des convoyeurs. Les capteurs de force sont construits pour résister aux exigences d'une variété d'applications industrielles robustes. La capacité des capteurs de force peut varier considérablement. Certains capteurs conviennent mieux aux applications de laboratoire, tandis que d'autres sont plus adaptés aux lots de grande capacité ou aux applications logistiques. 

Les capteurs de force doivent répondre à toutes les homologations et normes requises au niveau mondial. Ils comprennent des capteurs électroniques, des capteurs analogiques et des capteurs hydrauliques qui vous permettent de transformer votre structure en balance. Les capteurs de force sont utilisées dans les balances au sol, les peseuses à bande, les systèmes de pesage, les pèse-palettes, les trieuses pondérales, les balances à cellule de charge et les balances pour convoyeurs. Le capteur de force de METTLER TOLEDO se caractérise également par sa robustesse dans les environnements difficiles.

Les capteurs de force se distinguent avant tout par leur forme. Les capteurs de force à point d’appui unique sont utilisés pour les applications de petite et moyenne taille. Les capteurs de force à jauge de contrainte sont installés dans les balances au sol et les systèmes de pesage de cuves de moyenne capacité. Les capteurs de force oscillants sont utilisés pour les applications en portée lourdes. Un autre critère de distinction pour capteur de force types et usages est leur signal en sortie. Les capteurs de force analogiques ont besoin d’un terminal externe pour l’amplification et la conversion A/D, tandis que les capteurs de force numériques ou électroniques ont une « intelligence » intégrée qui offrent l'avantage d'une meilleure précision, d'un transfert de données beaucoup plus robuste et de la possibilité de surveiller l'état de le capteur de force pour faciliter la maintenance. Tous les capteurs de force ont un prix différent, en fonction des performances requises.

Très souvent, la précision et la résolution sont utilisées de manière interchangeable lorsqu'on parle de capteurs de force. La résolution correspond au nombre de chiffres affichés, mais un plus grand nombre de chiffres n'est pas synonyme d'une meilleure précision. La précision décrit l'exactitude des résultats de pesage (calcul de la précision du capteur de force et calcul de la portée des capteurs de force). Pour de bonnes raisons, les capteurs de force légaux limitent la résolution afin d'éviter d'entrer dans l'interprétation des résultats. Par conséquent, les meilleures références en matière de précision sont les approbations légales. Les capteurs à jauges de contrainte offrent généralement une précision comprise entre 1/3 000 d et 1/10 000 d (également désignées dans les spécifications de capteur de force). Les capteurs de force utilisant la restauration de force atteignent une précision de 1/200 000, voire plus. Dans des conditions idéales, qui incluent une température et une humidité constantes, la précision peut être 5 à 10 fois supérieure.

Mais il est assez compliqué de calculer la précision finale d'un capteur de force. De nombreux facteurs tels que la température, le temps, la résolution, etc. doivent être pris en compte. Il est recommandé de demander conseil aux fabricants de capteurs de force. Notre outil professionnel de sélection de composants de pesage prend en charge ces calculs.

Les défaillances des capteurs de force peuvent avoir de multiples causes. Les boîtes de de jonction des systèmes capteur de force analogiques constituent la source de pannes la plus courante. Si un tel système de capteur de force analogique tombe en panne, le dépannage peut être fastidieux, car chaque câble de capteur de force, chaque capteur de force et le boîtier de raccordement capteur de force doivent être vérifiés. Les capteurs de force numériques permettent de résoudre ce problème et éliminent de nombreuses autres sources de pannes en fournissant des données de diagnostic. En traitant les données, vous pouvez être sûr, votre système est opérationnel et en cas de panne d’un capteur de force, le système vous dira quel capteur de force ne répond pas.

 Les capteurs de force sont utilisés pour mesurer le poids de n'importe quel matériau (par exemple avec un capteur de 50 kg, un capteur de 10 tonnes, un capteur de 50 tonnes, un capteur de 100 tonnes ou toute autre capacité). Les faibles poids sont nécessaires pour les applications pharmaceutiques où les fractions de gramme peuvent faire une grande différence.Les capteurs de taille moyenne sont généralement utilisés pour le traitement et le commerce des matériaux (par exemple, les capteurs de 5 tonnes).Les grandes capacités sont utilisées pour les applications de stockage.

Un problème courant dans l'utilisation des capteurs de pesage est le choix d'une mauvaise protection. Les capteurs de pesage sont très sensibles à l'humidité et aux lavages réguliers.

Bien qu'elle affiche un indice de protection élevé, la protection n'est pas adaptée à la chaleur humide.En cas d'humidité élevée et de changements brusques de température (environnement froid, lavage à chaud), il est conseillé de toujours choisir des capteurs de pesage hermétiques en acier inoxydable. 

Différents paramètres doivent donc être pris en compte lors de l'achat de capteurs de pesage.

Les coûts d'étalonnage des systèmes de pesage sont souvent sous-estimés. Si votre système de qualité exige des étalonnages réguliers de ces systèmes de pesage, METTLER TOLEDO peut vous conseiller sur la méthode la plus efficace. Une méthode conforme à la norme ISO9001 nécessite un équipement d'étalonnage indépendant traçable aux normes internationales. On ne peut en aucun cas supposer que l'étalonnage ne change jamais et qu'une balance à cellule de charge n'a pas besoin d'être réétalonnée. RapidCal™ est une méthode efficace d'étalonnage des balances pour réservoirs de grande taille.

L'installation d'une balance à capteur de force est souvent sous-estimée en ce qui concerne l'impact sur la précision. Dans tous les cas, il est recommandé d'utiliser des câbles blindés car le signal de la cellule de charge est à très basse tension et facilement perturbé. Choisissez les câbles les plus courts possible car le cuivre change de résistance en fonction de la température et plus la résistance du câble est faible, mieux c'est.

Très souvent, l'intégration des capteurs de pesage est difficile et nécessite des connaissances techniques. Voir les détails sur la façon de sélectionner les bons modules de pesage et de trouver le bon capteur de force.

Les jauges de contrainte sont des composants des capteurs de force. 

Cette déformation est absorbée par le capteur de la cellule de charge, qui modifie sa résistance en une quantité électrique qui peut être mesurée et rapportée en tant que résultat de pesage. Le principe est le même pour un capteur de 10 tonnes et un capteur de 100 tonnes.

Les capteurs de force mesurent la force, malheureusement pas les poids, ce qui serait l'idéal. Par conséquent, toute autre force verticale apparaissant accidentellement dans une balance à capteur de force a un impact direct sur la précision.Il s'agit généralement des forces exercées par la tuyauterie dans un navire, du contact avec le sol, par exemple lors de la collecte de débris, du contact avec le câble pour les cellules de chargement et les systèmes de petite capacité, des vibrations verticales, etc. 

Contactez un expert pour éviter ces problèmes dans votre système et trouver le bon capteur de force.

La plupart des capteurs de force fournissent une sortie analogique de 2-3 mV/V. Comme il s'agit de dispositifs passifs, ils ont besoin d'une source d'énergie externe pour être alimentés. Le signal de sortie varie en fonction de la tension et du courant. Il est donc essentiel de disposer d'une source de courant très stable qui élimine les effets causés par la source d'alimentation. Un capteur de 2mV/V fournit un signal de sortie de 20mV à pleine capacité lorsqu'il est alimenté par une tension de sortie de 10V. Les terminaux modernes (lecteur de cellule de charge) fournissent à la fois une source d'alimentation stable et une amplification précise du signal de sortie pour convertir les résultats en informations numériques. Il est important pour le signal de réaliser un câblage correct.

Les capteurs de force sont des dispositifs passifs qui ont besoin d'une source d'énergie externe pour être alimentés. En fonction de cette alimentation, la tension peut varier en fonction de la charge actuelle, ce qui entraîne des erreurs. Il est donc essentiel de disposer d'une source de courant très stable pour éliminer les erreurs causées par la source d'alimentation. 

Les terminaux modernes fournissent une source d'alimentation stable, une amplification précise du petit signal de sortie et une conversion des résultats en informations numériques.

Les capteurs de force hydrauliques utilisent le principe de la variation de pression lors du chargement d'un fluide enfermé. 

La variation de pression est mesurée par un capteur de pression. Les capteurs de force hydrauliques ne sont pas très précis et ne sont pas très répandus de nos jours. L'avantage de la robustesse qu'ils offraient à l'époque où l'électronique n'était pas aussi précise a disparu depuis longtemps.

En général, les capteurs de pesage sont très linéaires, à 0,03%, voire plus. Aujourd'hui, les balances ne sont étalonnées qu'au zéro et à un point de portée maximale, ce qui indique que la plage intermédiaire est linéaire.

Il est possible d'utiliser moins de capteurs que de pieds de réservoir pour les systèmes de contrôle du niveau de liquide. La clé est de s'assurer que le centre de gravité du système ne se déplace pas horizontalement avec la charge. La précision d'un tel système peut ne pas être idéale. N'utilisez pas un tel système pour les produits en vrac.

Les capteurs de force analogiques ont une interface mV/V qui est différente de celle des capteurs de température passifs tels que les PT100, PT100, et une électronique spéciale est donc nécessaire.

Les capteurs de force doivent être étalonnés à l'endroit où ils seront utilisés. La raison principale de l'étalonnage sur site est que la gravité varie en fonction de l'emplacement. Un capteur de force fabriqué dans un lieu A et utilisé dans un lieu B créerait une erreur s'il n'était pas étalonné sur place. Une autre raison pour laquelle l'étalonnage sur site est important est l'usure permanente de l'appareil lui-même à laquelle tous les instruments techniques sont soumis. En fonction de l'importance de la précision dans le processus dans lequel la balance est utilisée, il est bon d'étalonner une balance tous les 1 à 2 ans.

Un capteur de force pour machine à peser est utilisé dans une variété d'industries où des mesures précises sont nécessaires. Les capteurs de force pour machines de pesage mesurent avec précision le poids des réservoirs, des cuves, des trémies ou des convoyeurs. La technologie des capteurs de force est conçue pour résister aux exigences d'une variété d'applications industrielles robustes. 

La capacité des capteurs de force pour les machines de pesage peut varier considérablement. Certains capteurs sont plus appropriés pour les applications de laboratoire, tandis que d'autres sont plus appropriés pour les lots de grande capacité ou les applications logistiques. 

Les capteurs de force pour machines de pesage doivent être conformes à toutes les homologations et normes requises au niveau mondial. Ils comprennent des capteurs à faisceau unique qui vous permettent de transformer votre structure en balance. Les capteurs à faisceau sont utilisés en nombre dans les balances au sol, les peseuses à bande, les systèmes de pesage, les pèse-palettes, les trieuses pondérales et les balances pour convoyeurs. La technologie des cellules de charge à anneau/canister se caractérise par sa robustesse pour les environnements difficiles. Ces capteurs sont généralement utilisés dans les balances pour réservoirs, les balances pour cuves, les balances pour silos et les balances pour camions.