Télécharger nos FAQ « Capteurs Multiaxes »

Télécharger notre dernier article FAQ sur les bases fondamentales des capteurs multiaxes utilisés dans des applications comme la robotique.

L'article répondra aux questions principales comme :

  • Qu’est-ce qu’un capteur multiaxe ?
  • Que peut-il mesurer ?
  • Types de sortie prévus ?
  • et plus encore !

 

 

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English

Capteurs multiaxes : Questions fondamentales

Qu’est-ce qu’un capteur multiaxe ?

C’est un capteur capable de mesurer des forces agissant sur plus d’un axe comme, par exemple, mesurer une force dans l’axe des x, y et z. Certains modèles peuvent également mesurer un moment sur ces axes .

Sur ce type de capteur, combien de composante peut-on mesurer ?

Il est possible de mesurer jusqu’à six composantes. Une version de capteur permet de mesurer trois forces et trois moments en x, y et z.

Quels sont les types de sorties prévus ?

Selon l'application et l'importance de la force, les sorties typiques sont de l’ordre de 2mV/V en analogique ou en numérique sous protocole standard : FireWire  ou CANbus.

La sortie électrique mV/V correspond au signal de mesure en fonction de l’alimentation du capteur à la force nominale, au couple nominal ou à la pression nominale. Par exemple, la sortie sera de 20mV si le capteur est alimenté en 10V pour une charge appliquée de 100kg. Le signal sera donc de 0.2mV pour chaque kilogramme appliqué.

Montage et installation

Quels choix peut-on faire en termes de dimensions et capacités ?

Il est possible de trouver des capteurs multiaxes capables de mesurer des charges de quelques grammes seulement. Il est également possible de trouver des capteurs qui peuvent supporter des charges de plusieurs milliers de kg sans être endommagés.

Comment monter ces capteurs ?

Comme les sondes multiaxes mesurent des moments et des forces, elles sont particulièrement sensibles à une quelconque inclinaison de la surface d’appui. C’est pourquoi le montage mécanique doit être fait de manière à éviter même un léger désalignement. Les surfaces de montage doivent être assez rigides pour ne pas se déformer.

La règle générale stipule que l'épaisseur des éléments de montage de liaison devrait être environ d’un tiers de la taille du capteur. (C’est meilleur si la surface de contact varie de moins 0.005 millimètre sous charge). La surface doit également être exemptée de peinture et faite en acier ayant une dureté minimum de 40 HRC. Le corps de mesure en acier inoxydable (face d’appui) du capteur a une dureté minimum de 42 HRC.

La planéité extérieure devra être meilleure que 0.05 mm et la rugosité inférieure à 1,6 Ra. Dans le meilleur des cas, la surface devrait être rectifiée. Le capteur doit centré sur les éléments de la structure et alignée en plaçant des plots. L'erreur angulaire ou la tolérance de positionnement devra être en-dessous de 0.1°. Pour finir, les vis de fixation du capteur doivent être serrées au couple préconisé et ceci en suivant un ordre préétabli de serrage des vis en les serrant diamétralement opposées pour assurer un plaquage correct du capteur sur son appui. 


Application des capteurs multiaxes

Quelles sont les applications où l’on mesure des forces dans plusieurs directions ?

De nombreuses applications font appel à la détermination d’un vecteur de charge qui doit être défini selon les trois axes x, y et z. Ces capteurs permettent de mesurer en un axe ou en plusieurs axes.

Pourquoi utiliser un capteur multiaxe plutôt que plusieurs capteurs standards ?

Un capteur multiaxe est compact et prend donc moins d’espace que si l’on utilise trois capteurs. Son système de connecteur offre une plus grande simplicité de raccordement. Ces aspects permettent de réduire les coûts d’investissement.

Quelles sont les applications médicales qui exigent des capteurs multiaxes ?

La robotique médicale est consommatrice de capteurs multiaxes. Ce type de capteur équipe beaucoup de systèmes robotiques employés dans des opérations chirurgicales, la formation médicale et la rééducation. Les capteurs sont utilisés dans les équipements de diagnostique par ultrasons et dans les machines IRM mais aussi dans les scanners PET et CT.

Interférence, Hystérésis, Non-linéarité

Quelle est l’influence des axes entre eux ?

Quand une charge est appliquée dans une seule direction et il y a un effet sur les autres axes, on peut dire qu’il a une interférence entre les mesures. Les niveaux d'interférence font partie des spécifications techniques du capteur multiaxe. Elles sont données en pourcentage du signal du signal de mesure. Elles sont déjà minimisées par la conception du capteur et peuvent être encore réduite grâce à une compensation mathématique.

Comment la non-linéarité est-elle définie pour ces capteurs ?

La non-linéarité est l’écart maximum entre la courbe résultante de chaque point de charge et la droite tracée entre le point zéro (capteur sans charge) et le point de charge de charge maximal (en général la portée nominale du capteur). Cette caractéristique est exprimée en pourcentage de la valeur lue et se détermine par une charge croissante.

Qu’est-ce que l’ hystérésis ?

L'hystérésis est la différence maximale entre deux lectures du signal de sortie pour une même charge appliquée. Une première lecture se fait à charge croissante (montée en charge du capteur) et la seconde à charge décroissante (charge descendante). En général, l'hystérésis est  mesurée à la moitié de l’échelle et est exprimée en pourcentage de la valeur lue.

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