Mesure du couple d’une poulie d’accessoire avec un collecteur tournant en bout d’arbre
En bref
Un pont de jauges de déformation est collé sur la poulie d’accessoire, qui devient le couplemètre. Un collecteur tournant en bout d’arbre monté sur l’extrémité de la poulie avec deux vis transmet le signal du pont au système d’acquisition. Un amplificateur miniature côté tournant élève la sortie du pont à ± 10 V avant les pistes lorsque le signal est faible ou l’environnement bruité. Avec un collecteur tournant SR/ERT, le capteur de rotation enregistre la vitesse et l’angle en même temps que le couple.
- 4 à 10
- voies, série S et série Short S
- 12 000 tr/min
- vitesse maximale, série S et série Short S
- 22,15 mm
- longueur du Short S4, le modèle le plus court
Chaîne de mesure
Une courroie entraîne l’alternateur, le compresseur d’air, le compresseur de climatisation et les pompes d’un moteur. Le couple sur chaque poulie est mesuré sur la poulie elle-même : un pont de jauges de déformation est collé sur le voile de la poulie et les fils du pont cheminent sur la surface de l’arbre, ou à l’intérieur de celui-ci par une gorge usinée en travers de l’extrémité de l’arbre ou d’un adaptateur, jusqu’au rotor du collecteur tournant.
Le collecteur tournant comporte une partie tournante et une partie fixe. Le rotor est vissé au bout de l’arbre et tourne avec la poulie ; les balais en métal précieux du stator frottent sur ses pistes. Les fils du stator vont au système d’acquisition de données.
Collecteur tournant
Le choix dépend de la longueur disponible devant la poulie, du nombre de voies et de savoir si la vitesse et l’angle sont enregistrés avec le couple. Les trois séries ont des pistes et des balais en métal précieux, avec une variation de résistance de crête de 0,1 Ω, et sont spécifiées pour 500 mA par voie.
| Série S | 4, 6, 8 ou 10 voies · 12 000 tr/min · rotor 41,28 mm · 30 à 38 mm de longueur · S4 : 30 mm, 111 g |
|---|---|
| Série Short S | 4, 6, 8 ou 10 voies · 12 000 tr/min · 22,15 à 36,3 mm de long · 56 à 65 g · amplificateur de jauges de déformation ou de thermocouple dans le rotor sur les modèles /G et /TC |
| Série SR/ERT | 10, 20 ou 36 voies · 10 000 tr/min avec 10 voies · 80 à 115 mm de long · codeur 256 à 512 imp./tr ou résolveur, sans utiliser aucune des voies |
| Montage | deux vis au bout de l’arbre, rotor concentrique et perpendiculaire à l’axe ; stator maintenu par une attache anti-rotation souple, jamais par ses fils |
| Température de fonctionnement | −40 à 121 °C (série S) · −1 à 138 °C (série Short S) |
Conditionnement du signal
Un pont de jauges de déformation délivre un signal de faible niveau. Avec les quatre bras du pont sur la poulie, les pistes sont à l’extérieur du pont et ne peuvent pas modifier son équilibre. L’amplificateur AMP-SG-M1 est collé sur la partie tournante, entre le pont et le rotor : il fournit l’alimentation du pont, ± 2,5 V ou ± 5 V, amplifie avec un gain de 100 à 2000 V/V et sort ± 10 V, avec une réponse en fréquence de 20 kHz à −3 dB. Il pèse 14,17 g et comporte une résistance d’étalonnage par shunt commutée à distance. Les modèles /G de la série Short S intègrent la même fonction dans le rotor.
Avec la série SR/ERT, le codeur délivre 256 à 512 impulsions par tour en quadrature avec une impulsion d’index ; les versions T ajoutent des sorties de vitesse ± 10 V et de position 0 à 10 V. La vitesse de rotation, la position angulaire et le sens de rotation sont alors enregistrés avec le couple.
Procédure
- 01
Équiper la poulie de jauges
Un pont de jauges de déformation est collé sur la poulie de série, laquelle est ensuite étalonnée en couple.
Services de jaugeage - 02
Monter le collecteur tournant
Le rotor se fixe au bout de l’arbre avec deux vis ; les fils du pont sont soudés à ses bornes. Le stator est maintenu par une attache anti-rotation souple.
Collecteurs tournants en bout d’arbre série S - 03
Amplifier côté tournant
Un AMP-SG-M1 entre le pont et le rotor, ou un modèle Short S /G avec l’amplificateur dans le rotor, envoie ± 10 V à travers les pistes.
Amplificateur de jauges de déformation AMP-SG-M1 - 04
Enregistrer
Les fils du stator vont au système d’acquisition de données ; l’étalonnage par shunt vérifie l’étendue de mesure avant l’essai. Un codeur SR/ERT ajoute la vitesse et l’angle.
Résultat
Le couple sur la poulie, mesuré sur la poulie elle-même pendant que la transmission d’accessoires fonctionne, avec la vitesse et l’angle lorsque le collecteur tournant embarque un capteur de rotation. Les roulements sont graissés à vie et l’ensemble est étanche à la poussière : le collecteur tournant ne nécessite aucun entretien courant.
Questions fréquentes
Comment mesure-t-on le couple sur une poulie de courroie striée ?
Un pont de jauges de déformation est collé sur la poulie tournante et un collecteur tournant en bout d’arbre transmet le signal du pont au système d’acquisition de données.
Quel collecteur tournant convient en bout de poulie d’accessoire ?
Un collecteur tournant de la série S ou Short S, 4 à 10 voies, 12 000 tr/min. La série Short S mesure 22,15 à 36,3 mm de long ; la série S nécessite 30 à 38 mm.
Faut-il un amplificateur entre les jauges de déformation et le collecteur tournant ?
Pas toujours : les pistes en métal précieux maintiennent la variation de résistance crête à 0,1 Ω. Lorsque le signal est faible ou l’environnement bruyant, un AMP-SG-M1 côté tournant, ou un Short S /G avec l’amplificateur dans le rotor, envoie ± 10 V à travers les pistes.
Peut-on enregistrer la vitesse de la poulie en même temps que le couple ?
Oui, avec un collecteur tournant SR/ERT. Son codeur ou son résolveur mesure la vitesse de rotation, la position angulaire et le sens de rotation sans utiliser aucune des voies du collecteur tournant.
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