Capteur de force multicomposantes

Qu’est-ce qu’un capteur de force multicomposantes ?

Les capteurs de force multicomposantes piézoélectriques mesurent les forces et/ou les couples le long d’un ou de plusieurs axes orthogonaux. On distingue généralement deux différents types de capteur : 

• les capteurs à deux composantes mesurent les forces de compression et de traction (+/- Fz) ainsi que le couple Mz exercé sur l’axe spatial
• les capteurs à trois composantes détectent toutes les forces exercées le long des trois axes x, y et z : forces de compression et de traction (+/- Fz) ainsi que les forces de poussée et de cisaillement (+/- Fx, Fy)
• les capteurs à six composantes mesurent toutes les forces (+/- Fz, Fx, Fy) ainsi que tous les couples (Mz, Mx, My) exercés le long de tout axe voulu.

Les capteurs multicomposantes sont également appelés capteurs « multi-axe ».

Un capteur à deux axes ne mesure pas forcément les forces dans les deux sens orthogonaux mais, le cas échéant, deux différentes valeurs mesurées (force et couple) le long d’un même axe spatial.

Comment sont utilisés les capteurs de force multicomposantes ?

Les capteurs à deux et en particulier à six composantes sont installés individuellement ; c’est le seul moyen d’assurer leur pleine fonctionnalité et d’exploiter leur compacité. Les capteurs à trois composantes sont souvent également utilisés individuellement. Si des couples supplémentaires sont toutefois superposés aux forces à mesurer, par le biais notamment de longs leviers, il est possible d’utiliser ensemble trois capteurs ou plus pour des raisons de stabilité. Une plate-forme de mesure des forces ou un dynamomètre offre notamment l’avantage de pouvoir déterminer mathématiquement les couples appliqués. 

Quels sont les avantages des capteurs de force multicomposantes ?

• Mesures complexes le long de multiples axes de force
• Haute rigidité assurant une haute fréquence naturelle
• Durabilité
• Capacité de charge élevée
• Compacité

Comment sont utilisés les capteurs piézoélectriques force / couple à 2 composantes ?

Un capteur piézoélectrique force / couple à 2 axes (miniature) sert notamment à :

• mesurer la force d’avance et le couple lors du perçage, du filetage, etc.
• surveiller les processus de vissage et tester les assemblages vissés
• tester les ressorts (torsion)
• effectuer des mesures sur les petits paliers de butée, les embrayages à friction, etc.
• mesurer les couples de démarrage, le pleurage et les vibrations de torsion sur les petits servomoteurs et moteurs pas à pas
• tester les commutateurs rotatifs et les bouchons à vis

Comment sont utilisés les capteurs de force piézoélectriques à 3 composantes ?

Les capteurs de force piézoélectriques à trois composantes à quartz permettent d’effectuer facilement des mesures directes et exactes. Ils servent à mesurer les forces suivantes :

• forces de coupe dans les procédés de fabrication
• les forces d'impact dans les essais de collision
• forces de recul d’un moteur-fusée
• forces de vibration et de friction
• forces de réaction du sol en biomécaniques
• forces des véhicules sur la route et le banc d'essai
• forces exercées sur les balances aérodynamiques dans une soufflerie

Comment sont utilisés les capteurs force / couple à six axes ?

Un capteur force / couple à six axes permet notamment de mesurer :

• les forces et couples lors des essais réalisés sur les ressorts et les éléments d'amortissement
• les forces et couples dynamiques dans les tests de prothèses
• les forces et couples dans les tests de produits
• les forces et couples dynamiques dans une soufflerie
• les forces et couples lors d’assemblages réalisés par des robots