Mesure de force avec capteurs capacitifs et à courants de Foucault

Note générale sur l'application du capteur LA05-0026

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Résumé:

La force est souvent mesurée comme une déformation d'un objet de rigidité connue. Les méthodes sans contact sont idéales pour mesurer la déformation liée à la force car elles ne chargent pas l'objet avec une masse supplémentaire ou n'affectent pas sa rigidité.

Ces capteurs sans contact sont très précis et sont mieux utilisés dans les applications nécessitant des mesures très petites et très précises pour justifier le coût des capteurs de précision.

Déplacement linéaire lié à la force

La déviation de l’objet liée à la force est une mesure de déplacement linéaire - la mesure du changement de position d'un objet. Les capteurs capacitifs et les capteurs à courants de Foucault fournissent des mesures haute résolution nécessaires pour des mesures précises de force.

Déplacements limités pour des mesures de force précises

Les mesures de force utilisant la déflexion sont généralement conçues pour une déflexion minimale. Des déviations plus importantes pourraient modifier la force comme dans les mesures de la vitesse du ressort. Plus les déformations sont faibles, plus la mesure de la force est précise. Les capteurs de déplacement capacitifs et à courants de Foucault peuvent fournir des résolutions inférieures au micron, voire inférieures au nanomètre. Un système de mesure de la force avec de si faibles déformations peut effectuer des mesures de force très précises.

Pour plus de détails sur les mesures de déplacement, voir notre Note d'application sur le déplacement et la mesure de la position.

Étalonnage de force

Un système de mesure de force basé sur la déflexion doit être étalonné. Une série d'efforts doit être appliquée à l'objet dévié et la déviation mesurée. Une fonction mathématique décrivant la relation entre la force et la déviation peut être dérivée pour convertir rapidement les nombres de déviation en unités de force. Si le système est linéaire, le calcul est simple. Si la relation est curviligne, une analyse de régression sera nécessaire pour déterminer la fonction de conversion.

Sources d'erreur

Avec des déviations minimes et des forces faibles, les sources d'erreur deviennent un facteur plus important. Les changements thermiques dans le système sont souvent la source d'erreur la plus importante. Les effets thermiques sur les mesures de force doivent être connus afin qu'ils puissent être compensés, éliminés ou déterminés comme étant dans les limites de tolérance de la mesure de force.

Pour une discussion sur les sources d’erreur dans les mesures de déviation (déplacement), voir notre Note d'application sur le déplacement et la mesure de la position.