Principe de fonctionnement et application du capteur à poutre en porte-à-faux

Le capteur à poutre cantilever est un capteur largement utilisé pour mesurer des grandeurs physiques telles que la force, la pression et le déplacement. Réputé pour son principe simple, son faible coût et sa grande précision, il est largement utilisé dans des secteurs tels que l'industrie manufacturière, l'aérospatiale et l'automobile. Cet article présente en détail ce capteur. principe de fonctionnement du capteur à poutre en porte-à-faux et ses principales applications.

1. Principe de fonctionnement du capteur à poutre en porte-à-faux

Le principe de base du capteur à poutre cantilever repose sur les propriétés mécaniques d'une poutre cantilever. Une poutre cantilever est une poutre dont une extrémité est fixe et l'autre libre. Lorsqu'une force externe est appliquée à son extrémité libre, la poutre se plie. Selon les principes d'élasticité, la flexion de la poutre est proportionnelle à la force externe appliquée.

Les capteurs de poutre cantilever installent généralement des jauges de contrainte (telles que des jauges de contrainte résistives) à la surface de la poutre ou à d'autres endroits appropriés. Lorsque la poutre se plie, la jauge de contrainte détecte la faible déformation à sa surface et la convertit en signal électrique. Ce signal est lié à l'intensité de la force externe et peut être traité par des instruments électroniques pour calculer la force appliquée.

2. Principaux composants du capteur à poutre en porte-à-faux

Un capteur à poutre en porte-à-faux se compose généralement des éléments suivants :

• Poutre en porte-à-faux:Il s'agit de la partie centrale du capteur, chargée de supporter la force externe et de subir la déformation.
• jauge de contrainte: Utilisé pour détecter la déformation de la poutre en porte-à-faux. Les jauges de contrainte les plus courantes sont les jauges de contrainte résistives et les jauges de contrainte à fibre optique.
• Circuit de traitement du signal:Ce circuit amplifie le faible signal électrique de la jauge de contrainte et le convertit en une quantité mesurable.

3. Applications du capteur à poutre en porte-à-faux

Grâce à sa structure simple, son faible coût et sa capacité à réaliser des mesures de haute précision, le capteur à poutre cantilever est largement utilisé dans divers domaines. Voici quelques applications typiques :

Capteur de pression

Le capteur à poutre cantilever peut être utilisé comme capteur de pression, largement utilisé pour détecter la pression des gaz ou des liquides. Lorsqu'une pression est appliquée à l'extrémité libre de la poutre cantilever, celle-ci se courbe. Couplé à une jauge de contrainte, il est possible de mesurer l'amplitude de la pression. Les capteurs de pression sont couramment utilisés dans les systèmes hydrauliques, les systèmes pneumatiques, l'automobile et les équipements médicaux.

Capteur de force

Capteurs à poutre en porte-à-faux Ils peuvent également servir à mesurer une force. En combinant la poutre en porte-à-faux à une charge, la force appliquée à la poutre peut être mesurée avec précision. Dans l'industrie manufacturière, les capteurs de force sont utilisés pour mesurer le poids, la tension et d'autres forces. En laboratoire et en recherche, ils servent également à étudier le comportement mécanique dans diverses conditions.

Capteur de pesée

Les capteurs à poutre cantilever sont largement utilisés dans les systèmes de pesage. Grâce à une conception précise, une poutre cantilever peut détecter le poids d'un objet et fournir des valeurs de poids très précises. Ces capteurs sont couramment utilisés dans les balances électroniques commerciales, les systèmes de pesage industriels et même pour la mesure du poids dans les applications aérospatiales.

Accéléromètre

Les capteurs à poutre cantilever peuvent également servir d'accéléromètres. Dans cette application, la poutre cantilever est généralement associée à un bloc de masse. Lorsque l'accélération varie, la force d'inertie du bloc de masse provoque la flexion de la poutre cantilever. La mesure de la déformation de la poutre permet de déduire l'accélération. Ces capteurs sont couramment utilisés dans l'automobile, les engins spatiaux et les appareils électroniques.

Applications de l'industrie automobile

Dans l'industrie automobile, les capteurs à poutre cantilever jouent un rôle important. Ils peuvent être utilisés pour les crash-tests, la surveillance de la pression des sièges, la mesure de la force du système de freinage, etc. Ils fournissent des données de force ou de pression rapides et précises, contribuant ainsi à améliorer la sécurité et le confort du véhicule.

4. Avantages des capteurs à poutre en porte-à-faux

• Haute précision:Les capteurs à poutre en porte-à-faux sont très précis et peuvent détecter des déformations infimes, fournissant des résultats de mesure précis.
• Structure simple:Par rapport aux autres types de capteurs, les capteurs à poutre en porte-à-faux ont une structure relativement simple, de faibles coûts de fabrication et sont faciles à produire en masse.
• Large application:En raison de leur grande adaptabilité, les capteurs à poutre en porte-à-faux peuvent être utilisés non seulement dans les industries conventionnelles, mais également dans des domaines haut de gamme tels que l'aérospatiale et l'automobile.
• Forte stabilité:Les capteurs à poutre en porte-à-faux présentent une forte stabilité lors d'une utilisation à long terme, peuvent résister à des changements importants dans l'environnement et ne sont pas facilement endommagés.

Grâce à leur principe de fonctionnement simple, leur faible coût et leur haute précision de mesure, les capteurs à poutre cantilever ont trouvé de nombreuses applications dans divers domaines. Qu'il s'agisse de mesurer la pression, la force, le poids ou l'accélération, ils jouent un rôle crucial. Grâce aux progrès technologiques constants, leurs applications s'élargiront, offrant des solutions de mesure toujours plus efficaces et précises pour divers secteurs.

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