Cours#3 et 4 h09
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MEC6405 Analyse Expérimentale des contraintesHiver 2009Cours # 3 et #412.7 CHAÎNE DE MESURE, SCRUTATEURS ET PONTS MULTIVOIESCAPTEURDétecteurCorps d'épreuveRéaction du corps (jauge) (pièce)Mesurande : . Statique . DynamiqueCONDITIONNEMENT DU SIGNAL(ex : pont de Wheatstone)Alimentation : AC ou DCPlusieurs canaux1 CanalSchéma synoptique SCRUTATION : - Manuelled’une chaîne de - Automatiquemesure AMPLIFICATION (si nécessaire) CONTRÔLEAUTOMATISÉ LECTURE OrdinateurConvertisseur : Analogue / Numérique Horloge Voltmètre Relais ENREGISTREMENT Manuel Imprimante / TraceurMémoire vive (temporaire) Disquette, disque dur2 Ruban magnétiqueMEC6405 –Hiver 2009„„2.7.2 SCRUTATEURS ET PONTS MULTIVOIES• Si on a plusieurs voies (ponts) et que les phénomènes ne varient pas trop rapidement, par économie, on n'utilise qu'un seul instrument de mesure qui est commutésuccessivement à chacune des voies. • La commutation est assurée par un scrutateur ou multiplexeur dont les qualités essentielles sont:faibles valeurs des résistances de contactfiabilité supérieure• Question fondamentale de la commutationDoit-on alimenter les jauges en permanence, ou bien seulement lorsqu'on effectue la mesure?3MEC6405 –Hiver 2009Avantages et inconvénients des deux modes d'alimentation des ponts Alimentation Alimentation à la permanente commutation• ...
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Français
MEC6405 Analyse Expérimentale des contraintes
Hiver 2009
Cours # 3 et #4
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2.7 CHAÎNE DE MESURE, SCRUTATEURS ET PONTS MULTIVOIES
Schéma synoptique dune chaîne de mesure
CAPTEUR Corps d'épreuve Détecteur Mesurande : (pièce)Réaction du corps (jauge) . Statique . Dynamique
CONDITIONNEMENT DU SIGNAL Alimentation : (ex : pont de Wheatstone) AC ou DC 1 Canal Plusieurs canaux SCRUTATION : - Manuelle - Automatique
AMPLIFICATION (si nécessaire)
LECTURE Convertisseur : Analogue / Numérique Voltmètre
ENREGISTREMENT Manuel Imprimante / Traceur Mémoire vive (temporaire) Disquette, disque dur Ruban magnétique
CONTRÔLE AUTOMATISÉ Ordinateur Horloge Relais
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2.7.2 SCRUTATEURS ET PONTS MULTIVOIES
Si on a plusieurs voies (ponts) et que les phénomènes ne qvau'riuennstssiepvuaelsimntersotnrtpuàrmacephindatedmeneemntde,esspuarvreoiéqecusoi.neostmiceo,monmunt'éutilisesucce cu Lmaulctoipmlemxuetuartidoonnestassuréeparunscrutateurout les qualités essentielles sont: faibles valeurs des résistances de contact fiabilité supérieure
Question fondamentale de la commutation Douitl-eomn eanlit mloernstqeur' loens ejfafuegcteus ee lna pmeersmuarnee?nce, ou bien se
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Avantages et inconvénients des deux modes d'alimentation des ponts
Alimentation permanente
stabilisation des jauges en température peut demander une source de grand ampérage solution potentiellement coûteuse
Alimentation à la commutation
problème de régime transitoire en température plus simple et moins coûteux
Le choix dépend de la précision requise !
4
¼ de pont, jauge à trois fils, Alimentation temporaire
Commutateur à deux pôles Problèmederésistancesdecontact Pas d'équilibrage initial
Commutateur à trois pôles Effetdesrésistancesdecontactest possiblement annulé Pas d'équilibrage initial
11 12 13 Commutateur 2 pôles
1
2 ΔEm 4 3
2 ΔEm 3 4
Régime transitoire de température présent !
V
V
5
Ponts complets (valable aussi pour les ¼ et ½ ponts)
Système chaud alimentation permanente équilibrageinitial(opt.) pas d'effet des R contact grand ampérage
Système froid régimetransitoirepasd'équilibragepetit ampérage
1
1
ΔEm
2
V
ΔEmV
6
2.10 CHOIX DES JAUGES
Les domaines dapplication sont vastes mais on rencontre principalement:
mesure des déformations en chantier ou en laboratoire conditions statiques ou bien dynamiques (fatigue, vibrations) mesure des concentrations de contraintes mesure des contraintes résiduelles mesure des contraintes thermiques capteurs
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Points à considérer pour le choix des jauges
Lenvironnement température la déformation maximale lafatigueescledfodéatrmvorpnaneedtycs ions Öchoix d’une série
Les conditions de mise en oeuvre féditilaceteedcoeagllbal(tarolbâcegachantieroirevs) Öchoix d’une option La nature physique de la structure coefficient de dilatation du matériau Öchoix d’une compensation
La géométrie de la structure détails à étudier (congés, arrondis, bords, recoins) la cause des déformations raction, torsion, flexion, (citsaillement,contraintesrésiduelles) la puissance de dissipation acceptable Öchoix d’une géométrie
Linstrumentation utilisée conditionnement du signal, alimentation, amplification, Öchoix d’une résistance nominale
Méthode détaillée pour le choix en Annexe 2-3
8
2.5 DISPOSITION DES JAUGES DANS LE PONT DE WHEATSTONE( Cours2 h09.pptAussi dans MEC6405) _ _ Traction-compression (pont de Poisson)
z
y
x
Jb
Ja
JaJb ΔEmV
tJdJc
Jd Jc ion : A = btP sectbPε = εa= εc= AE = = − ε Em=V4⋅SG⋅ ⎡2(1+)ε⎤⎦εbεdν
Compensé en température (plein pont) Compensé pour la flexion (My et Mz) Latorsionn'apasd'effetsurlesjauges
9
Flexion (demi pont)
y zx
Ja Jb section : A = bt
P
L
t
Ja
R
ΔEm JbR
V
bPL b3 ε = εaε=−b=2E;I=1t2 Com ensV2 Comppensééppoouurrllaattreamctpioérna-tcuormepressiondueàΔEm=4⋅SG⋅ une force axiale Fx LaflexiondueàMynapasd'effet(jaugesplacées à l'axe neutre) La torsion Mx n'a pas d'effet à cause de lorientation des jauges
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Flexion avec un pont complet (pont de Poisson)
y z
x
Jc
section : A = bt
Jb
Ja
JdP
L
b
t
JaJb ΔEmV JdJc
PLt = = − = = − = εaεb2E ;εcεdεν ΔEm=V4⋅SG⎣⋅⎡2(1+)⎤⎦ε
L'output théorique est 1.3 fois plus grand que celui du 1/2 pont Mêmescompensationsquele½pont
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