Comment mesurer la déformation mécanique à l'aide d'un système d'acquisition de données (DAQ)

Système d'acquisition de données
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Caractériser la déformation mécanique au niveau des points d'essai

La mesure mécanique de la déformation nécessite de détecter des variations infimes au niveau d’une jauge de contrainte lorsqu’une structure s’étire, se comprime ou se courbe sous l’effet d’une charge mécanique appliquée. Une mesure par jauge de contrainte repose sur la relation entre la déformation physique et la variation de résistance électrique qui en résulte. La variation mesurée pouvant être faible par rapport à la résistance nominale de la jauge, l’essai doit tenir compte du facteur de jauge, de la résistance du câblage, du décalage initial, de l’emplacement du capteur et de la direction mécanique de la contrainte appliquée. Lorsque plusieurs jauges sont fixées à différents emplacements d’une structure, chaque point de mesure peut subir une combinaison différente de déformations en traction, en compression, axiales ou en flexion. L’acquisition multicanal des déformations doit préserver ces réponses individuelles afin que les ingénieurs puissent comparer les déformations sur l’ensemble de la structure plutôt que de traiter l’échantillon comme un point de mesure unique.

La mesure de déformation par pont introduit des variables supplémentaires, car la jauge de contrainte fait partie d’un pont de Wheatstone dont la sortie varie à mesure qu’un ou plusieurs éléments de jauge actifs changent de résistance. Les configurations en quart de pont, demi-pont et pont complet produisent des réponses électriques différentes selon le nombre et l’orientation des jauges actives. La tension d’excitation, l’équilibre du pont, les effets de la température, la résistance des fils de raccordement, le facteur de jauge et la référence non déformée influencent tous le résultat mesuré. Dans le cadre d’une acquisition de données (DAQ) relative à la mesure de déformation, de faibles variations de la sortie du pont doivent être enregistrées de manière répétée tandis que la charge mécanique évolue au fil du temps. Les ingénieurs peuvent également avoir besoin de comparer les mesures provenant de plusieurs jauges simultanément ou séquentiellement afin de déterminer comment la déformation se propage à travers l’échantillon testé. La mesure de la déformation mécanique qui en résulte dépend donc de conditions de mesure cohérentes des jauges de contrainte, de valeurs de référence stables et d’une acquisition reproductible à chaque emplacement surveillé.

Solution d'acquisition de données (DAQ) pour la mesure des déformations mécaniques

Pour réaliser un essai de déformation, il faut connecter des jauges de contrainte aux canaux de mesure, définir les paramètres des jauges et du pont, établir une référence sans déformation, puis acquérir les mesures au fur et à mesure que la charge mécanique varie. Un système d'acquisition de données (DAQ) Keysight équipé d'un multiplexeur compatible fournit l'infrastructure nécessaire à la mesure directe de la déformation et de la déformation par pont sur plusieurs points d'essai. Les ingénieurs peuvent configurer les canaux de mesure des jauges de contrainte pour des mesures directes basées sur la résistance ou pour des configurations en quart de pont, demi-pont et pont complet, en fonction de la disposition des capteurs. Pour les mesures en pont, le montage d’essai utilise une tension d’excitation externe ainsi que le facteur de jauge et les paramètres de pont appropriés afin de convertir la réponse mesurée du pont en déformation. Le système d’acquisition de données peut établir un décalage de déformation représentant l’état sans charge et appliquer cette référence lors des mesures suivantes. L’acquisition multicanal de la déformation permet alors aux ingénieurs de surveiller les réponses en traction, en compression, axiales ou en flexion à plusieurs emplacements tout en enregistrant les données de mesure de déformation mécanique qui en résultent.

Schéma fonctionnel d'une solution d'acquisition de données (DAQ) pour la mesure de la déformation mécanique

Comment mesurer la déformation mécanique à l'aide d'un système d'acquisition de données (DAQ) - Schéma fonctionnel

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