Qu'est-ce qu'un transducteur de force?

Un transducteur de force convertit les forces mesurées représentant la force, le poids et la pression en signaux de sortie transmis.Ces signaux peuvent être envoyés aux indicateurs, aux contrôleurs ou aux systèmes d'acquisition de données connectés aux ordinateurs.La plupart des transducteurs de force ont des sorties analogiques ou numériques électroniques, pneumatiques ou hydrauliques, selon les besoins de l'application.Un transducteur de force peut être aussi petit que la tête d'une broche, mesurant un simple gramme de force (1/28 d'une once) ou aussi grande qu'une colonne de pont, mesurant des centaines de tonnes (1 tonnes égales 2000 livres ou 909 kilogrammes).

Les transducteurs de force précoce étaient hydrauliques.Les cylindres, les soufflets ou les diaphragmes ont converti des forces en signaux de pression qui ont été lus sur des jauges d'indicateur.Un avantage de l'hydraulique est que les indicateurs à différents endroits sur la même ligne ont permis à plusieurs personnes d'obtenir et d'utiliser les informations simultanément.Un autre est que l'hydraulique est un système intrinsèquement scellé, ce qui les rend généralement robustes, fiables et imperméables à l'eau et à d'autres contaminants.

Plus tard, les systèmes de transducteurs de force avec des sorties pneumatiques sont utilisés, ce qui a permis une intégration facile dans les systèmes de contrôle des processus pneumatiques en utilisant la convention de sortie universelle de 3 à 15 psi.De nombreux utilisateurs de systèmes hydrauliques ont simplement installé un émetteur de pression pneumatique dans le tube hydraulique du transducteur de force hydraulique déjà en place.Les transducteurs de force pneumatique ont également été largement utilisés pour contrôler directement les freins de tension de bain sur les machines à rouler dans l'industrie du papier.

Les progrès de l'art des capteurs de jauge de déformation, car les années 1950 ont changé la façon dont les forces seraient mesurées.L'élément de détection était basé sur la relation entre la résistance électrique et l'allongement, la torsion ou toute autre distorsion physique d'un fil de filament conducteur, du papier d'aluminium ou du film mince à partir de sa position de repos normale.Lorsque ces conducteurs ont été liés à des poutres, des épingles, des arbres ou des plaques, ils ont permis la mise en œuvre de systèmes de transducteurs de force très précis, reproductibles et robustes appelés cellules de charge.Ils seraient appliqués à tous les domaines de l'entreprise humaine, de l'industrie et du commerce au transport, aux soins de santé, à la recherche scientifique et à l'électronique personnelle.Ils sont utilisés dans les bacs de pesée, les échelles et pour les mesures médicales telles que la pression artérielle.

Les systèmes de transducteur de force basés sur des capteurs de jauge de contrainte ou des cellules de charge sont généralement peu coûteux à produire.Ils comprennent une excitation de tension pour le capteur et un circuit de pont équilibré, une section d'amplificateur, une mise à l'échelle et l'électronique de conditionnement pour la sortie.Les sorties analogiques peuvent aller des tensions de courant direct (DC) qui prédominent les applications scientifiques, médicales et de défense, aux sorties de courant CC standard de 4 à 20 milliampères pour les systèmes de contrôle industriel.Les transducteurs de force directement connectés aux ordinateurs et aux multiplexeurs peuvent incorporer les interfaces série RS-232, les connexions universelles de bus série (USB) et les autoroutes de données industrielles telles que Modbus .Les échelles alimentaires dans les cuisines de la diète ou les manches de pression des pneus numériques sur les anneaux clés incorporent tous deux des transducteurs de force miniature avec des écrans de cristal liquide simples (LCDS).