Nouvelle technologie de couple sans fil

Sensor Technology a lancé une nouvelle gamme de capteurs de couple sans contact basée sur un pont de jauges de contrainte à quatre éléments, en complément de ses capteurs sans contact existants qui utilisent la détection par ondes acoustiques de surface (SAW). Baptisés série TorqSense SGR510/520, ces nouveaux appareils ont une capacité de lecture de 250 % de la plage de mesure, ce qui permet de mesurer et d'enregistrer avec précision des pics de couple soudains. Cette conception permet de compenser les force externes comme les moments de flexion qui pourraient être appliqués par inadvertance au capteur ainsi que de d'améliorer la sensibilité et de disposer d'une large tolérance de température.

Le pont est essentiellement constitué de quatre jauges de contrainte collées sur l'arbre qui doit être surveillé en une formation carrée fixée à 45 degrés par rapport à l'axe de rotation. Ainsi, lorsque le couple est appliqué à l'arbre, deux jauges sont étirées en tension et deux autres en compression.

Un microcontrôleur ultra-miniaturisé monté sur le rotor et alimenté par une bobine inductive, mesure les valeurs différentielles dans chaque jauge de contrainte et les transmet au stator de manière numérique, via la même bobine. Les capteurs de la série SGR510/520 utilisent ensuite des techniques de conditionnement de signaux de jauges de contrainte de pointe pour fournir une solution de mesure de couple à large bande passante et à faible coût avec des capacités de dépassement et de surcharge élevées.

« Cette conception confère au TorqSense SGR510/520 plusieurs avantages significatifs par rapport aux capteurs de couple classiques », déclare Mark Ingham de Sensor Technology. « Il élimine les phénomènes de captage de bruit et de corruption du signal associés aux bagues collectrices et autres méthodes analogiques de transfert des données de couple du rotor au stator ».

Mark explique que la courte distance entre les éléments de jauge de contrainte et les circuits de mesure du rotor permet pratiquement d’éliminer le captage de bruits externes dans le câblage. De plus, l'étalonnage multipoint réduit les erreurs de linéarité dans le capteur.

Il ajoute que la grande capacité de dépassement fonctionnel permet de capturer fidèlement les crêtes d'un signal de couple sans aucun écrêtage lorsque le capteur fonctionne près de la limite de sa capacité nominale. Ceci, combiné à une capacité de surcharge mécanique de plus de 400% fait du capteur de couple de la sérieSGR510/520une solution de mesure de couple très robuste.

La plage de mesure de la série SGR est de 1Nm à 500Nm (des modèles jusqu'à 13000Nm seront bientôt disponibles), avec une précision de +/-0,1% et une résolution de +/-0,01% de la pleine échelle du transducteur. La transmission numérique entre le rotor et le stator supprime toute fluctuation cyclique du signal liée à la rotation de l'arbre et génère un taux d'échantillonnage numérique de 4000 échantillons par seconde.

Les autres caractéristiques comprennent un filtre à moyenne mobile réglable en option, une plage d'alimentation de 12 VDC à 32 VDC, des tensions de sortie analogiques configurables par l'utilisateur, des options de communications RS232, une interface USB, une interface de bus CAN, une passerelle Ethernet externe et des instruments virtuels LabView.

« Pour faciliter l'utilisation, le capteur dispose aussi d’une fonction de test intégrée », dit Mark, qui résume ainsi le nouveau TorqSense SGR510/520 : « La plupart des capteurs de couple utilisent des bagues collectrices pour transférer les lectures de couple de l'arbre rotatif à la lecture statique. Leur utilisation est bruyante, leur réglage et lent et difficiles et vu qu’il s’agit de pièces d'usure, elles ne sont pas toujours fiables.

« Nos gammes TorqSense fonctionnent sans bagues collectrices, la conception basée sur le transfert de signal sans contact élimine complètement ces problèmes. La nouvelle série SGR510/520 est apte pour la mesure du couple, les essais, le contrôle par rétroaction des mécanismes d'entraînement et les applications de contrôle des processus.

Questions et réponses

Sensor Technology Ltd présente un nouveau type de capteur de couple (voir le communiqué de presse pour plus de détails). Ses capteurs existants sont basés sur l'utilisation d'ondes acoustiques de surface (SAW).

Comme il est impossible d’organiser une conférence de presse dans les conditions actuelles, les questions-réponses suivantes ont pour objet de répondre aux questions qu'un journaliste pourrait poser.

Quels sont les principaux avantages des nouveaux capteurs SGR ? Une plus grande immunité aux effets de flexion et une capacité de lecture en plage étendue entièrement fonctionnelle jusqu'à 250 % du couple nominal du capteur.

Allez-vous maintenir la gamme de produits SAW ? Nos produits SAW déjà sur le terrain sont garantis à vie, nous continuerons à fournir l’assistance technique. La nouvelle gamme SGR est conçue pour répondre à presque tous les besoins techniques, et nous espérons qu'elle deviendra le premier choix pour nos clients.

L’exactitude est-elle un problème lors de la mesure du couple, qui peut varier à la seconde près ? La meilleure classe de précision pour les capteurs SAW est de +/-0,25%, mais avec une jauge de contrainte à pont complet et un microcontrôleur, nous pouvons atteindre une précision de +/-0,1%. Cela satisfait les besoins de la plupart des applications industrielles actuelles, et même de la plupart des applications de test et de recherche. Les nouveaux SGR seront encore plus exacts, ils seront donc adaptés pour les applications les plus exigeantes et permettront aux ingénieurs d'essai d'obtenir des résultats de haute qualité améliorant ainsi l'état de la technique.

Quelle est la différence en termes de prix ? Nous commercialiserons la nouvelle gamme au même prix que nos produits existants.

Pensez-vous que les nouveaux capteurs vont améliorer votre part de marché ? Nous prévoyons une augmentation des ventes car nous offrons plus d’exactitude pour le même prix. En outre, le marché des capteurs de couple est en pleine croissance car l'industrie s'automatise et des données opérationnelles complètes sont de plus en plus souvent enregistrées dans des systèmes de suivi et de localisation en temps réel.

Vous attendez-vous à l’entrée d’autres entreprises sur votre marché ? Il existe déjà un certain nombre d'entreprises sur ce marché. Nous n'en attendons pas plus pour le moment, car il ne s'agit pas d'un marché de produits de base mais d'un marché axé sur la technologie, le service et l'assistance technique.

Le nouveau dispositif est-il déjà disponible dans le monde entier, le cas échéant quel est le calendrier de déploiement ? Oui, les capteurs sont déjà disponibles dans le monde entier. Nous avons veillé à ce que notre réseau international de distributeurs soit prêt à offrir le nouveau SGR. Nous avons envoyé toutes les informations via courrier électronique et organisé des séminaires et des réunions virtuelles pour répondre à toutes les questions. En vue des difficultés de voyage actuelles nous avons déployé des ressources supplémentaires pour les lancements virtuels et l'assistance en ligne.

Combien de distributeurs avez-vous et où se trouvent-ils ? Nous avons plus de 50 distributeurs dans le monde entier, couvrant les marchés clés, États-Unis, Europe, Moyen-Orient, Extrême-Orient, entre autres.

De quels secteurs attendez-vous le plus d’intérêt pour vos nouveaux produits ? L’exactitude accrue bénéficie particulièrement les applications de R&D et d'assurance qualité, c’est de ces secteurs que nous attendons le plus d’enthousiasme. Certaines des applications de saisie de données industrielles sont également désireuses d'améliorer l’exactitude. Nous pensons qu'au cours des prochaines années, les exigences de précision de la plupart des applications vont augmenter.

Que vont devenir les anciens SAW ? Nous pensons qu’une fois la gamme complète des transducteurs SGR510/520 disponible, les utilisateurs adopterons progressivement la nouvelle technologie. Toutefois, comme nous l'avons déjà indiqué, nous continuerons à soutenir les SAW à travers leur garantie à vie.