Nouvelle technologie de couple sans fil

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Sensor Technology a lancé une nouvelle gamme de capteurs de couple sans contact basée sur un pont de jauges de contrainte à quatre éléments, en complément de ses capteurs sans contact existants qui utilisent la détection par ondes acoustiques de surface (SAW).

Baptisés série TorqSense SGR510/520, ces nouveaux appareils ont une capacité de lecture de 250 % de la plage de mesure, ce qui permet de mesurer et d’enregistrer avec précision des pics de couple soudains. Cette conception permet de compenser les force externes comme les moments de flexion qui pourraient être appliqués par inadvertance au capteur ainsi que de d’améliorer la sensibilité et de disposer d’une large tolérance de température.

Le pont est essentiellement constitué de quatre jauges de contrainte collées sur l’arbre qui doit être surveillé en une formation carrée fixée à 45 degrés par rapport à l’axe de rotation. Ainsi, lorsque le couple est appliqué à l’arbre, deux jauges sont étirées en tension et deux autres en compression.

Un microcontrôleur ultra-miniaturisé monté sur le rotor et alimenté par une bobine inductive, mesure les valeurs différentielles dans chaque jauge de contrainte et les transmet au stator de manière numérique, via la même bobine. Les capteurs de la série SGR510/520 utilisent ensuite des techniques de conditionnement de signaux de jauges de contrainte de pointe pour fournir une solution de mesure de couple à large bande passante et à faible coût avec des capacités de dépassement et de surcharge élevées.

« Cette conception confère au TorqSense SGR510/520 plusieurs avantages significatifs par rapport aux capteurs de couple classiques », déclare Mark Ingham de Sensor Technology. « Il élimine les phénomènes de captage de bruit et de corruption du signal associés aux bagues collectrices et autres méthodes analogiques de transfert des données de couple du rotor au stator ».

Mark explique que la courte distance entre les éléments de jauge de contrainte et les circuits de mesure du rotor permet pratiquement d’éliminer le captage de bruits externes dans le câblage. De plus, l’étalonnage multipoint réduit les erreurs de linéarité dans le capteur.

Il ajoute que la grande capacité de dépassement fonctionnel permet de capturer fidèlement les crêtes d’un signal de couple sans aucun écrêtage lorsque le capteur fonctionne près de la limite de sa capacité nominale. Ceci, combiné à une capacité de surcharge mécanique de plus de 400% fait du capteur de couple de la sérieSGR510/520une solution de mesure de couple très robuste.

La plage de mesure de la série SGR est de 1Nm à 500Nm (des modèles jusqu’à 13000Nm seront bientôt disponibles), avec une précision de +/-0,1% et une résolution de +/-0,01% de la pleine échelle du transducteur. La transmission numérique entre le rotor et le stator supprime toute fluctuation cyclique du signal liée à la rotation de l’arbre et génère un taux d’échantillonnage numérique de 4000 échantillons par seconde.

Les autres caractéristiques comprennent un filtre à moyenne mobile réglable en option, une plage d’alimentation de 12 VDC à 32 VDC, des tensions de sortie analogiques configurables par l’utilisateur, des options de communications RS232, une interface USB, une interface de bus CAN, une passerelle Ethernet externe et des instruments virtuels LabView.

« Pour faciliter l’utilisation, le capteur dispose aussi d’une fonction de test intégrée », dit Mark, qui résume ainsi le nouveau TorqSense SGR510/520 : « La plupart des capteurs de couple utilisent des bagues collectrices pour transférer les lectures de couple de l’arbre rotatif à la lecture statique. Leur utilisation est bruyante, leur réglage et lent et difficiles et vu qu’il s’agit de pièces d’usure, elles ne sont pas toujours fiables.

“Nos gammes TorqSense fonctionnent sans bagues collectrices, la conception basée sur le transfert de signal sans contact élimine complètement ces problèmes. La nouvelle série SGR510/520 est apte pour la mesure du couple, les essais, le contrôle par rétroaction des mécanismes d’entraînement et les applications de contrôle des processus.”