La sélection d'une jauge de contrainte pour la fabrication des transducteurs implique une attention particulière aux exigences techniques, aux conditions environnementales et aux facteurs spécifiques à l'application. Voici une approche structurée:
1. Exigences de demande
Type de mesure: Déterminez si la mesure des forces statiques \/ dynamiques, de la pression, du couple, de l'accélération, etc.
Besoins de sensibilité: Sensibilité plus élevée (par exemple, jauges semi-conductrices) pour les petites souches; Fil \/ feuille pour des gammes plus larges.
Réponse en fréquence: Les applications dynamiques nécessitent des jauges avec une bande passante élevée (par exemple, piézorésistance pour les vibrations à haute fréquence).
Vie de fatigue: Pour le chargement cyclique, utilisez des jauges résistantes à la fatigue (par exemple, les alliages constant ou karma).
2. Types de jauge de tension
Jauges en papier d'aluminium: Le plus commun; Durable, facile à installer, bon pour les applications statiques \/ basse fréquence.
Manchettes: Tolérance à haute température mais fragile; adapté aux environnements difficiles.
Semi-conducteur (piézorésistif): Très sensible et compact mais sensible à la température et sujette au bruit.
3. Propriétés des matériaux
Facteur de jauge (GF): Rapport du changement de résistance à la déformation. Une GF plus élevée augmente la sensibilité (par exemple, 2–5 pour les métaux, 100+ pour les semi-conducteurs).
Coefficient de température: Faites correspondre l'expansion thermique de la jauge au substrat (par exemple, les jauges auto-compensées pour ± 0. 1% de déformation \/ degré).
Tension d'excitation: Généralement 5 à 10 V DC. Une tension plus élevée améliore le signal mais évite la surchauffe.
4. Facteurs environnementaux
Température: Utilisez des jauges compensées à température ou des dispositions de ponts de blé. Envisagez de décorer la sortie thermique.
Humidité \/ exposition chimique: Optez pour des revêtements protecteurs (par exemple, époxy, polyimide) pour des environnements difficiles.
Vibration \/ choc: Assurer une construction robuste (par exemple, des jauges en papier avec de forts adhésifs).
5. Configuration du pont
Pont quart: Simple mais moins sensible; nécessite des résistances externes.
Demi-pont: Utilise deux jauges (facteur actif + mannequin) pour une meilleure compensation de température.
Pont complet: Sensibilité et stabilité la plus élevée; Idéal pour les transducteurs (par exemple, les cellules de charge).
6. Taille et installation
Dimensions de l'échelle: Faites correspondre la longueur de la jauge (par exemple, 1 mm pour les petites zones) et la largeur de la grille à la région de déformation.
Adhésif: Utilisez des adhésifs de guérison à haute température (par exemple, M-Bond 610) pour une liaison fiable. La préparation de la surface (nettoyage, abrasion) est critique.
7. Conditionnement du signal
Amplification: Amplificateurs d'instrumentation avec des rapports de rejet à mode commun élevé (CMRR).
Filtrage du bruit: Filtres passe-bas pour éliminer le bruit à haute fréquence.
Étalonnage: Calibrage régulier contre les normes connues pour assurer la précision.
8. Coût et disponibilité
Équilibrez les performances avec le budget. Les jauges en papier d'aluminium (par exemple, Vishay, HBM) sont rentables pour la plupart des applications. Les semi-conducteurs conviennent aux besoins de haute sensibilité à la niche.
9. Fabricants et normes
Marques réputées:HBM, Vishay,Capteur supérieur.
Conformité: Vérifiez les normes ISO \/ IEC pour la métrologie ou les certifications spécifiques à l'industrie.
Exemple de workflow:
DéfinirLa quantité physique (par exemple, couple dans un arbre).
CalculerPlage de déformation attendue (ε=ΔL \/ L).
SélectionnerType de jauge (feuille pour couple statique, semi-conducteur pour dynamique).
ChoisirMéthode de compensation de température (jauge ou pont auto-compensé).
ConceptionLe pont de Wheatstone (pont complet pour les cellules de charge).
ÉpreuveDans des conditions réelles et calibrer.
En abordant systématiquement ces facteurs, vous pouvez optimiser les performances, la fiabilité et la longévité du transducteur.
