Cellule de pesage et module de pesage pour balances - Capteur de force dynamique | Capteur de force 50 kg
 
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Capteur de force, capteur de pesage, cellule de pesée

Capteur de force, capteur de pesage, cellule de pesée

Des modules de pesage et des capteurs de force électroniques conformes aux normes et aux homologations internationales requises.

Que sont les capteurs de force et les modules de pesage

Comment fonctionnent les capteurs de force ? Le principe technologique du capteur de force consiste à convertir une charge, c'est-à-dire une force ...

Comment fonctionnent les capteurs de force ?
Le principe technologique du capteur de force consiste à convertir une charge, c'est-à-dire une force appliquée à une masse dans le champ gravitationnel de la Terre, en signal électrique. La plupart de ces capteurs de force possèdent aussi des jauges de contrainte qui convertissent les contraintes mécaniques en modification de la résistance. Plus d'informations sur les jauges de contrainte ci-dessous. La masse exerce une charge appliquée par le champ gravitationnel, cette charge s'applique au corps du capteur de force et entraîne une déformation (la contrainte). Cette contrainte est convertie en écart de résistance, puis en tension de sortie. Cette tension est proportionnelle à la masse appliquée.

Qu'est-ce qu'un capteur de force ?
Les capteurs de force pour balance, ou cellule de charge, sont utilisés dans un grand nombre d'industries où la précision est indispensable. Les capteurs de force mesurent avec précision le poids des cuves, des réservoirs, des trémies et des convoyeurs. Nos capteurs de force sont conçus pour résister aux conditions d'un grand nombre d'applications industrielles exigeantes. La portée varie considérablement d'un capteur de force à l'autre. Certains sont plus adaptés aux applications en laboratoire, tandis que d'autres conviennent davantage à la préparation de lots conséquents ou à des applications logistiques.

Les capteurs de force sont soumis à un large éventail de normes et d'homologations internationales. Ils comprennent des capteurs de charge à cisaillement à extrémité unique qui vous permettent de convertir votre structure en balance. Les capteurs de charge à cisaillement s'intègrent à différents types de balances : balances au sol, balances pour convoyeur à bande, systèmes de pesage, pèse-palettes, balances de contrôle pondéral et convoyeurs de pesage. Grâce à leur conception robuste, nos capteurs de force oscillants ou à anneau de tension sont conçus pour les environnements difficiles. Ces capteurs sont intégrés aux systèmes de pesage pour cuves, silos et camions.

Qu'est-ce qu'un capteur de pesage ?

Les modules de pesage se composent de capteurs de force et de pièces d'acier. Ils sont prévus pour être installés sur des systèmes de pesage pour cuve et à convoyeur. En plus des capteurs de force, les modules de pesage sont dotés de fonctions de sécurité qui compensent les charges sismiques et le vent. Comme la cellule de charge est intégrée par le fabricant, le capteur de force pour balance bénéficie d'une précision et d'une durée de vie maximales.    

À quoi servent les capteurs de force ?
Les capteurs de force servent à mesurer le poids de toute matière (avec un capteur de force 50 kg, 50 tonnes ou toute autre portée entre ces deux valeurs). Les microcapteurs peuvent peser au microgramme près et les capteurs de force forte portée peuvent peser jusqu'à plusieurs centaines de tonnes. Les capteurs pour faibles poids servent généralement pour les applications pharmaceutiques, où quelques milligrammes font une grande différence. Les capteurs de force de moyenne capacité sont généralement employés dans la transformation et le négoce de matériaux. Les capteurs de grande capacité sont utilisés dans les applications de stockage.

Quelle est la précision des capteurs de force ?
Il est fréquent de confondre précision et résolution. La résolution correspond au nombre de décimales affichées. Mais des décimales plus nombreuses ne signifient pas une plus grande précision. La précision définit à quel point des résultats de pesage sont proches de la réalité (calcul de la précision du capteur de force et calcul de la capacité du capteur de force). C'est pourquoi les balances homologuées pour usage commercial ont une résolution limitée, afin d'éviter toute interprétation des résultats. Les meilleurs indicateurs de précision sont donc les homologations pour usage commercial. Les capteurs de force à jauge de contrainte ont généralement une précision de l'ordre de 1/3 000d à 1/10 000d (figurant également dans les spécifications des capteurs de force). Les capteurs de force à compensation électromagnétique atteignent une précision de 1/200 000, voire plus. Sous des conditions idéales (température et humidité constantes notamment), la précision peut être 5 à 10 fois supérieure.
Toutefois, le calcul de la précision finale du système de capteur de force est relativement compliqué. De nombreux facteurs comme la température, la durée, la résolution, etc. doivent être pris en compte. Nous recommandons de demander conseil auprès des fabricants de capteurs de force. Notre outil professionnel de sélection des composants de pesage (Weighing Component Selector) prend en charge ces calculs.

En quoi consiste l'étalonnage des capteurs de force ?
L'étalonnage est un processus consistant à évaluer la précision d'un capteur de force, pour s'assurer que les résultats de pesage respectent les marges de tolérance établies. Les cellules de charge doivent être étalonnées  à l'endroit où elles sont utilisées, principalement car la gravité varie selon l'endroit. Un capteur de force fabriqué en un point A et utilisé en un point B peut être source d'erreur s'il n'est pas étalonné sur site. L'étalonnage doit aussi être effectué sur site en raison de l'usure du dispositif, à laquelle tous les instruments sont soumis. En fonction du degré de précision requis dans le processus concerné, nous recommandons d'étalonner la balance tous les ans ou tous les deux ans. 

RapidCal est une méthode efficace pour étalonner les systèmes de pesage pour cuve de grande taille.

Quelle est la sortie d'un capteur de force ?
La plupart des capteurs de force génèrent une sortie analogique de 2-3 mV/V. Comme il s'agit de dispositifs passifs, ils ont besoin d'une source d'alimentation externe. Le signal en sortie varie selon la tension d'excitation relative et le courant de charge. La source d'excitation doit donc impérativement être stable pour éliminer les erreurs dues à la source d'alimentation. Un capteur de force de 2 mV/V peut générer une sortie atteignant 20 mV à pleine capacité avec une alimentation en sortie de 10 V. Les terminaux modernes (transmetteurs de capteur de force) offrent à la fois une source d'alimentation stable et une amplification précise du signal en sortie, pour convertir les signaux en relevés numériques. Pour obtenir un signal de bonne qualité, le câblage du capteur de force doit être bien réalisé.

Combien de types de capteurs de force existe-t-il ?
Les capteurs de force se distinguent d'abord par leur forme. Les capteurs de force à point unique sont utilisés dans les applications de petite et moyenne taille. Les capteurs de charge à cisaillement sont installés dans les balances au sol et les systèmes de pesage pour cuve de moyenne capacité. Les capteurs de force oscillants sont installés sur les applications de grande capacité. L'autre critère de distinction des capteurs de force est leur signal en sortie. Les capteurs de force analogiques ont besoin d'un terminal externe pour assurer l'amplification et la conversion de signal A/D. À l'inverse, les capteurs de force numériques sont dotés de microprocesseurs et offrent une meilleure précision, un transfert de données plus fiable et une fonction de surveillance d'état qui simplifie leur maintenance. Les capteurs de force sont disponibles sous une large gamme de prix, en fonction du niveau de performance requis.

Vous venez d'installer vos capteurs de force ?
Les capteurs de force mesurent à la fois le poids mort et le poids net d'une balance. Prenez-en compte lorsque vous calculez la portée d'un capteur de force. La position des marchandises sur la balance a aussi son importance. Il n'est pas recommandé d'utiliser des capteurs de force dont la taille est supérieure aux besoins de l'application, car la précision en pâtit. Pour les balances où les marchandises sont principalement centrées (la plupart des systèmes de pesage pour cuves, silos et réservoirs), la formule est la suivante :
P >= fs*(PMT + PB)/N (p. ex. systèmes de pesage pour cuve)

Pour les balances à quatre capteurs de force où les marchandises peuvent être décentrées (balances au sol, petits ponts-bascules et balances à convoyeur), la formule est la suivante :
P >= fs*(PMT/4 + PB/2)  (p. ex. balances au sol, petits ponts-bascules, convoyeurs)

P = portée du capteur de pesage
PMT = poids mort total
PB = portée de la balance
fs = facteur de sécurité (généralement 1,25)
N = nombre de capteurs de force ou de modules de pesage

Pour des systèmes plus complexes, demandez conseil auprès de professionnels.

Pour plus d'informations, notamment en matière d'ingénierie, consultez le Manuel sur les systèmes de modules de pesage.

Conseils pour l'utilisation des capteurs de force
L'un des problèmes les plus fréquents sur les capteurs de force est le choix d'une protection non adaptée. Les capteurs de force sont très sensibles à l'humidité et aux fréquents lavages à grande eau. Même si leur indice d'étanchéité IP est élevé, la protection contre la chaleur humide n'est pas garantie. Si le taux d'humidité est élevé ou si la température peut changer soudainement (environnement froid, lavage à l'eau chaude), nous recommandons d'opter pour des capteurs de force étanches en acier inoxydable. Différents paramètres doivent être pris en compte lorsque vous achetez des capteurs de force.

Les coûts d'étalonnage des systèmes de capteurs de force sont souvent sous-estimés. Si votre système de qualité exige l'étalonnage régulier de ces systèmes de pesage, demandez conseil auprès de l'un des principaux fabricants mondiaux de capteurs de force pour trouver la méthode la plus efficace. D'après la norme ISO9001, l'équipement d'étalonnage doit être indépendant et doit respecter les normes internationales. En aucun cas l'étalonnage d'un système de capteur de force ne doit être considéré comme acquis et définitif.  RapidCal est une méthode efficace pour étalonner les systèmes de pesage pour cuve de grande taille.

L'impact du câblage du capteur de force sur la précision est souvent sous-estimé. Dans tous les cas, nous recommandons l'emploi de câbles blindés car le signal du capteur de force est faible et facilement perturbé. Ils doivent aussi être les plus courts possible afin de réduire au minimum la résistance, le cuivre modifiant cette dernière en fonction de la température.

Malheureusement, les capteurs de force mesurent la force et non la masse, ce qui serait préférable. Par conséquent, toute autre force exercée verticalement par accident sur un système de capteur de force influe directement sur la précision. Par exemple, les forces d'écoulement dans un récipient, le contact au sol (ramassage de débris, p. ex.), les câbles qui se touchent sur les microcapteurs et les systèmes de faible capacité, les vibrations verticales, etc. peuvent altérer la précision. Contactez l'un de nos experts pour éviter ces problèmes sur votre système.

La vitesse du système de capteur de force est souvent un critère essentiel. Les processus de remplissage sont plus précis lorsque le taux de rafraîchissement est élevé. Il en est de même pour les systèmes de confection de lots : plus le système de capteur de force est rapide, plus la répétabilité de la recette est bonne. La vitesse a un coût, mais peut faire toute la différence.

Généralement, l'intégration de capteurs de force est complexe et nécessite des compétences en ingénierie. Les modules de pesage sont intégrés, offrent une sécurité et créent les conditions de charge idéales pour le capteur. Pour savoir comment sélectionner votre capteur de pesage, consultez la documentation détaillée.  

Comment fonctionnent les jauges de contrainte ?
Ce court didacticiel explique le fonctionnement des jauges de contrainte. Les jauges de contrainte utilisent la propriété physique selon laquelle les fils plus longs augmentent la résistance électrique, alors que les fils courts la réduisent. En appliquant au corps d'un capteur de force la déformation provoquée par la charge, la jauge de contrainte suit la déformation et entraîne une modification de la résistance. Cette légère modification de la résistance est proportionnelle à la déformation, et ne dépasse généralement pas 1 Ohm. Sur une longue distance, elle est difficile à mesurer. Pour convertir la modification de la résistance en valeur de tension, nous utilisons un pont de Wheatstone. Généralement, quatre jauges de contrainte sont requises pour obtenir un écart de tension suffisant. Le transfert de l'écart de tension sur une longue distance est bien plus facile et à la portée de tous.

Quelle est la différence entre un capteur de force et une jauge de contrainte ?
Les jauges de contrainte sont des composants des capteurs de force. Les capteurs de force convertissent la charge en contrainte. Cette contrainte est transmise à la jauge de contrainte ; cette dernière convertit sa résistance en potentiel électrique, qui permet de générer un relevé de pesage. 

Qu'est-ce que la tension d'excitation pour un capteur de force ?
Les capteurs de force et leurs câbles sont des dispositifs passifs, ils ont donc besoin d'une source d'alimentation externe pour l'excitation. La tension d'excitation peut varier selon le courant de charge, entraînant des erreurs. La source d'excitation doit donc impérativement être stable pour éliminer les erreurs dues à la source d'alimentation. Les terminaux modernes offrent à la fois une alimentation stable et une amplification précise du signal en sortie, pour convertir les signaux en relevés numériques.

Qu'est-ce qu'un capteur de force hydraulique ?
Les capteurs de force hydrauliques utilisent le principe de la variation de pression lors du chargement d'un liquide dans un réservoir. Les variations de pression sont mesurées par un capteur de pression. Les capteurs de force hydrauliques manquent de précision et sont rarement utilisés aujourd'hui. Malgré leur robustesse, la précision des systèmes électroniques actuels les rend obsolètes.

Les capteurs de force sont-ils linéaires ?
Généralement, les capteurs de force sont très linéaires, de l'ordre de 0,03 % voire mieux. Aujourd'hui, les balances sont généralement étalonnées au point d'origine et à la portée maximale, indiquant une plage linéaire.

1 ou 2 capteurs de force sont-ils suffisants pour un système de pesage pour cuve à 3 ou 4 pieds ?
Il est possible d'installer moins de capteurs de force qu'il n'y a de pieds sur les systèmes de contrôle de niveau de liquide. Il faut simplement s'assurer que le centre de gravité du système ne se déplace pas horizontalement avec la charge. Un tel système ne peut atteindre une précision optimale, et ne convient pas pour les matières en vrac.

Les sondes électroniques PT1000 ou PT100 fonctionnent-elles avec les capteurs de force analogiques ?
Les capteurs de force analogiques disposent d'une interface mV/V analogique différente des sondes de température passives comme la PT100 ou la PT1000. Des composants électroniques spécifiques sont donc requis.

Quelles tolérances de mesure suis-je en droit d'attendre sur un système de pesage ?
Les tolérances de mesure d'un système de pesage sont influencées par de nombreux facteurs, notamment les impacts mécaniques, électriques et environnementaux. Pour en savoir plus, consultez nos experts en pesage. Ils vous aideront à concevoir un système de pesage qui répond à vos exigences.


Capteur de force en compression/Modules de pesage
Capteur de force à jauge de contrainte/Capteur de charge à cisaillement à extrémité unique
Capteurs de force, Capteur de force oscillant ou capteur à anneau de torsion | METTLER TOLEDO
Boîte de jonction de capteurs de force

Capteur de force en compression/Modules de pesage

Capteur de force à jauge de contrainte/Capteur de charge à cisaillement à extrémité unique

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Boîte de jonction de capteurs de force

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Les capteurs de force à jauge de contrainte sont généralement installés par groupes de 3 ou 4 dans les systèmes de pesage, systèmes de pesage pour cuves et balances pour convoyeur.
Les capteurs de force oscillants et à anneau de torsion sont utilisés dans les modules de pesée pour cuves et réservoir, pour silo, les balances pour trémies, sur les ponts-bascules pour véhicules et...
Les boîtes de jonction analogiques de précision METTLER TOLEDO permettent de connecter facilement plusieurs capteurs de force analogiques à un terminal.
Pour cuves, trémies et silos au sol
Cuves sur fondation en béton ou en acier
Large plage de portée
De 5 kg à 300 t par module de pesage
Polyvalence, adaptés à la plupart des secteurs
Différents matériaux, versions IP69K, large gamme d'accessoires
Performances et fiabilité
Homologations internationales, homologations Ex, sécurité intégrée
Versions PowerMount
Diagnostics de capteur de force, haute précision, RunFlat
Large plage de portée
5 kg - 4,4 t (11 lb - 10 klb)
Pour systèmes de pesage de taille moyenne
Cuves de traitement, balances au sol, etc.
Versions acier inoxydable
Adaptées aux secteurs agroalimentaire et pharmaceutique
Versions PowerCell
Pour une précision extrême
Performances et fiabilité
Homologations internationales, homologations Ex, IP69K
Large plage de portée
0,25 t - 300 t (0,55 klb .. 660 klb)
Pour systèmes de pesage de grande portée
Pesons pour cuve, silo, trémie et ponts bascules
Pour les environnements difficiles
Versions acier inoxydable, IP69K
pour une fiabilité à toute épreuve
Versions PowerCell
Performances globales
Homologations internationales, homologations Ex
Une stabilité exceptionnelle
Résistances individuelles - pas de potentiomètres
Stable et facile à régler
grâce aux commutateurs DIP rotatifs
Compatible avec les environnements difficiles
Versions disponibles : acier inoxydable 316 et IP69K
Homologations internationales
p. ex. versions ATEX, GMP, NSF
Capteurs de force de type S / Capteurs de force à traction
Cellule de charge/Capteurs de force à point d'appui unique
Modules de pesage par compression
capteurs de charge à cisaillement à double extrémité

Capteurs de force de type S / Capteurs de force à traction

Cellule de charge/Capteurs de force à point d'appui unique

Modules de pesée par traction

Capteurs de charge à cisaillement double extrémité

Les capteurs de force à traction équipent les systèmes de pesage suspendus comme les trémies, les réservoirs et les cuves.
Les capteurs de force à point d'appui unique équipent les systèmes de pesage, les balances de tables et les machines de remplissage et conditionnement.
Les modules de pesage par compression permettent de transformer en toute sécurité une cuve ou une trémie suspendue en balance. Grâce à leurs fonctionnalités intégrées, leurs performances et leurs degr...
Les capteurs de charge à cisaillement à double extrémité s'intègrent aux balances pour cuves, pour silos et pour trémies. Elles conviennent aux systèmes à profil plat et tolèrent les conditions enviro...
Large plage de portée
25 kg - 10 t (50 lb - 22 klb)
Pour systèmes de pesage suspendus
Trémies, réservoirs, cuves de pesage en vrac, etc.
Versions en acier inoxydable avec protection jusqu'à IP67
Adaptées aux secteurs agroalimentaire et pharmaceutique
Homologations internationales de série
p. ex. FM, ATEX, OIML, NTEP
Large plage de portée
3 kg - 2 000 kg (6,6 lb - 4 400 lb)
pour systèmes de pesage de petite taille
Balances de table, remplissage, dosage, conditionnement, etc.
Versions en acier inoxydable avec protection jusqu'à IP69K
Adaptées aux secteurs agroalimentaire et pharmaceutique
Homologations internationales de série
p. ex. OIML, NTEP, FM, ATEX
Large plage de portée
5 kg - 10 t (11 lb - 22 klb)
Pour trémies et réservoirs suspendus
Trémies suspendues
Large plage de portée
Basé sur les cellules de pesée en S entre 5 kg et 10 t
Idéal pour les cuves de taille moyenne
Pesage extrêmement facile à intégrer
Performances et fiabilité
Homologations internationales, homologations Ex
Large plage de portée
1 klb - 250 klb (0,45 t - 113 t)
Pour systèmes de pesage de grande portée
Balances pour cuves, silos et trémies
Environnements industriels difficiles
Robuste, faible effet de charge latérale
Conformité
Homologations NTEP et FM
Capteur de force en compression/Modules de pesage

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Modules de pesage par compression

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Services

Disponibilité
Support & Réparation
Performance
Maintenance & Optimisation
Conformité
Etalonnage & Qualité
Expertise
Formation & Accompagnement

Publications

Connaissances poussées sur les modules de pesage, capteurs de force et cellules de pesée

Manuel de conception des modules de pesage pour les ingénieurs
Évaluation des méthodes de mesure pour le remplissage
Pesage dans des réacteurs et cuves de traitement
Les modules de pesage pour une précision accrue
Meilleur contrôle des stocks dans les cuves et les silos

Vidéo

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