Qu’est-ce qu’un capteur de couple ?
Les capteurs de couple sont des capteurs qui convertissent le couple d’un équipement rotatif ou stationnaire, tel qu’un moteur, en une quantité électrique à mesurer. Dans les équipements rotatifs, la torsion de l’arbre en rotation est convertie en une quantité électrique à l’aide de jauges de contrainte et transmise à la partie stationnaire à l’aide d’une bague collectrice ou d’une radio, où le couple transmis et les fluctuations du couple sont mesurés. Des mesures stables peuvent être effectuées dans des plages de rotation allant de l’arrêt à la haute vitesse.
Les capteurs de couple sont utilisés pour la recherche, les essais et l’inspection des équipements rotatifs. La sélection du capteur doit tenir compte de la rotation ou de la non-rotation, de la vitesse, des conditions environnementales et des conditions de montage.
Utilisations des capteurs de couple
Dans le développement automobile, le couple est mesuré sur une large gamme de moteurs, de transmissions, d’arbres de transmission, d’essieux, de moteurs et d’équipements auxiliaires. Ils sont utilisés pour examiner la résistance de chaque axe lors d’essais au banc et d’essais de conduite, pour analyser les vibrations de torsion en analysant la fréquence des fluctuations de couple, et pour résoudre les bruits et les vibrations causés par les fluctuations de couple du moteur.
Les testeurs de moteurs sont utilisés pour tester les performances des moteurs en installant un capteur de couple entre le moteur d’essai et un dispositif de charge. La charge utilise un frein à poudre ou un frein à hystérésis pour mesurer le couple de sortie par rapport à la vitesse de rotation.
Elle est également utilisée pour mesurer la charge de rotation sur le rouleau. Un capteur de couple placé entre le moteur d’entraînement et le rouleau mesure le couple lors de l’alimentation en papier ou en feuille afin de déterminer les conditions optimales.
Principe des capteurs de couple
Les capteurs de couple sont disponibles avec des capteurs à jauge de contrainte pour les types non rotatifs et avec des capteurs magnétostrictifs, à jauge de contrainte ou à différence de phase pour les types rotatifs. Le type à jauge de contrainte est souvent utilisé car il est supérieur en termes de précision et de stabilité. L’extraction de signaux à partir de corps rotatifs utilise des bagues collectrices à contact, des transmissions d’émetteurs FM sans contact, des dispositifs optiques et des transmissions de transformateurs rotatifs.
Le type à jauges de contrainte utilise quatre jauges assemblées en pont pour assurer la compensation du point zéro et la compensation de la température afin d’accroître la précision. Les jauges de contrainte sont fixées à la surface de l’arbre à mesurer dans deux directions orthogonales à un angle de 45° par rapport à l’axe de rotation, la quantité de contrainte est mesurée et convertie en couple.
Le type magnétostrictif utilise un matériau magnétostrictif sur l’arbre et l’excite avec une bobine du côté fixe pour mesurer le changement de perméabilité magnétique, ce qui permet de mesurer le couple sans contact.
Le type à différence de phase transmet la différence de phase entre deux engrenages magnétiques au moyen d’un capteur électromagnétique sans contact, mais il présente l’inconvénient d’être de grande taille.
Le couple peut également être mesuré par des méthodes capacitives, à ressort, optiques et piézoélectriques. Les données transmises par l’une ou l’autre de ces méthodes sont converties de la quantité de déformation en couple en utilisant le module d’élasticité du matériau utilisé.