Convertir une force en signal électrique

[CeylordZ]

Bonjour,

Dans le cadre de mon alternance j'ai une question quant à un appareil que je souhaiterais éventuellement développer.

J'ai un système dans mon entreprise qui a pour but de toujours exercer la même force sur un câble (si j'appuie sur le bras avec plus de force que prévu il doit descendre, si je relache mon bras il doit monter jusqu'a ce cette force est compensée, ce bras se lève au moyen d'un ressort)

Seulement, ce bras a tendance à se dérégler, j'aimerais du coup réaliser un appareil qui mesure cette force pour faciliter le réglage en relevant la force selon la "course" du bras tout en traçant la courbe de montée numériquement.

Pour ça je devrais utiliser un système quelque chose de semblable à un dynamomètre, je cherche donc un composant qui me permettrait de convertir une force qui s'exerce en rotation (un câble s'enroulant autour d'un enrouleur peut être ?), est ce qu'un accesoire du genre vous serais familier par hasard ?

Merci d'avance !
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[DAUDET78]

Il faudrait une photo du câble et la valeur de la force à mesurer 0,1 newton ou 10Knewton ?

une force qui s'exerce en rotation

On parle alors d'un couple .

[nornand]

bjr; une jauge de contrainte . tout simplement .

[CeylordZ]

Oui voilà, un couple !

La force exercée est d'environ 85N.

Pas bête la jauge de contrainte, je vais voir comment je pourrais mettre ça en application.

Normalement le bras peut s'étendre jusqu'à environ 2 mètres, il faudrait donc qu'un câble se déroulant sur un "enrouleur" tire sur une jauge de déformation par exemple.

[A voir en vidéo sur Futura]

[DAUDET78]

Sans une photo de ton installation .....

[mag1]

J'ai un système dans mon entreprise qui a pour but de toujours exercer la même force sur un câble (si j'appuie sur le bras avec plus de force que prévu il doit descendre, si je relache mon bras il doit monter jusqu'a ce cette force est compensée, ce bras se lève au moyen d'un ressort)

Bonjour,

Si il y a un ressort, l'élongation du ressort donne déjà une mesure de la tension du câble, suffit de mesurer cette élongation.

MM

[CeylordZ]

En fait, le système en question est un pantographe de tram (j'aurais du commencer par là), on peut voir un modèle équivalent sur cette photo :



Je ne pense pas qu'en mesurant le ressort j'aurais une mesure fidèle de la force qui se retrouve au niveau dde l'archet (partie supérieure du pantographe).

[DAUDET78]

Aux forces de frottements près dans les articulations, l'allongement de ton ressort est l'image de la force exercée sur le fil de caténaire en retirant le poids des bras .

Si tu veux la force exacte, faut mesurer la déformation d'un des bras inclinés (ou mieux sur le patin avec une pièce métallique d’appui) avec une jauge de contrainte
Par contre, l'ensemble se trouve à des centaines (milliers ?) de volts par rapport au wagon ..... Y a des problèmes d'isolation/transmission/ alimentation/ étanchéité du capteur

C'est valable pour faire une expérimentation, pas pour équiper toutes les caténaires du monde

[mag1]

Le problème n'est pas une découverte. Il me semble que les tensions de câbles sont habituellement obtenues par un système de poulies et de poids le long d'un pylône.

MM

[CeylordZ]

C'est pour utiliser ponctuellement pour effectuer le réglage (un appareil à utiliser lors d'une révision puis à retirer lorsque le tram retourne en service).

Il existe un appareil mais il est lourd, et peu pratique d'utilisation qui nécessite de démonter le pantographe, le poser sur une table pour les tests et l'appareil est lié à cette même table.
Celui-ci consiste à tracer des courbe sur une feuille en fonction de la levée du pantographe (le stylo se décale à droite si la force augmente, ou a gauche si la force baisse) c'est un fil métallique accroché sur l'archet qui laisse monter le pantographe et qui le refait redescendre tout en se déroulant et se réenroulant.

[CeylordZ]

Mag 1

Le problème n'est pas une découverte. Il me semble que les tensions de câbles sont habituellement obtenues par un système de poulies et de poids le long d'un pylône

Le problème n'est pas la tension de la ligne aérienne, le problème est le réglage de la force qui est exercé par le pantographe sur cette même ligne.

[mag1]

Le problème n'est pas une découverte. Il me semble les tensions de câbles sont habituellement obtenues par un système de poulies et de poids le long d'un pylône.



Ok, j'ai pas tout lu...

MM

[mag1]

Mag 1

Le problème n'est pas la tension de la ligne aérienne, le problème est le réglage de la force qui est exercé par le pantographe sur cette même ligne.

Alors, ce qu'il faut régler, c'est la hauteur du câble, il me semble...

[DAUDET78]

Il existe un appareil mais il est lourd, et peu pratique d'utilisation qui nécessite de démonter le pantographe, le poser sur une table pour les tests et l'appareil est lié à cette même table.
Celui-ci consiste à tracer des courbe sur une feuille en fonction de la levée du pantographe (le stylo se décale à droite si la force augmente, ou a gauche si la force baisse) c'est un fil métallique accroché sur l'archet qui laisse monter le pantographe et qui le refait redescendre tout en se déroulant et se réenroulant.

Tu fais le même appareil ( avec enregistrement digital ). Par contre, faut monter sur le toit du wagon pour l'installer

[CeylordZ]

Ouais c'est ce que je souhaite réaliser mais comme tu le souligne, c'est un enregistrement numérique, ce qui implique de transmettre cette force (qui est initialement transmise au stylo) par le biais d'un courant électrique à un microcontroleur etc...

Il faudrait donc utiliser une jauge de déformation, dans un pont de Wheatstone par exemple


Dans le cas de ce schéma, avec Rv la résistance de la jauge, j'aurai l'image de la force par la tension Vg j'imagine ? Ensuite sortir sur un Transistor MOS, convertir en courant puis l'envoyer en entrée dans un MCU ?

Cela semble-t'il être la bonne voie à suivre ?

[DAUDET78]

Ta pièce jointe n'est pas encore visible. Mais, pour un problème industriel, tu prends un peson électronique (avec une sortie 4/20mA) et après, tu en fais ce que tu veux (pas un MCU, mais un API)

[CeylordZ]

API ? Automate programmable industriel ?
Je pense que pour mon cas ça va être difficile, ce n'est pas un cas "industriel". Pourquoi ne pourrai-je pas utiliser un Microcontroleur ? Je pourrai envoyer la tension sur un CAN qui me "numériserais" ma tension, non ?

(En y repensant, je pense qu'il vaudrait peut-être mieux utiliser un AOP plutôt qu'un MOS en revanche)

[DAUDET78]

Je pense que pour mon cas ça va être difficile, ce n'est pas un cas "industriel".

C'est une étude qui a une application industrielle ? Ou alors, c'est pour passer le temps plutôt que de jouer sur une PS4 ?

[CeylordZ]

Je veux dire par là que de ce que j'en connais (assez peu à dire vrai) on utilise des automates programmables dans des chaines de montages etc...

Là c'est plus une utilisation portative (Le technicien vient avec son appareil, il le fixe, fait son test puis s'en va remettre l'appareil à sa place).

Et puis pour m'entrainer dans le domaine de l'électronique je souhaiterais pouvoir utiliser un microcontroleur ou quelque chose dans le genre.

[mag1]

Je vais peut être finir par comprendre le problème...

Il faudrait donc insérer un ou deux trucs comme çà: https://www.gotronic.fr/art-capteur-...5-20-17600.htm
entre l'archet et son support.

Reste à régler le problème d'isolation et la mémorisation des données avec sans doute beaucoup de "bruit" à filtrer

MM

[mag1]

Je vais peut être finir par comprendre le problème...

Il faudrait donc insérer un ou deux trucs comme çà: https://www.gotronic.fr/art-capteur-...5-20-17600.htm
entre l'archet et son support.

Reste à régler le problème d'isolation et la mémorisation des données avec sans doute beaucoup de "bruit" à filtrer

MM

Je vais encore dire une bêtise, mais je ne vois pas comment faire une mesure fiable simplement. Il faudrait placer des jauges ce contrainte sous les isolateurs, prendre une mesure sans contact pour enregistrer l'offset et déplier le pantographe ensuite pour faire les mesures de force d'appui .... compliqué.

MM

[CeylordZ]

Oui voilà c'est ce genre de capteur, reste à voir comment l'exploiter, c'est pour ça que je proposais un pont de Wheatstone mais pour ce qui suite j'hésite, je me suis dit qu'il faudrait peut être utiliser un ampli op pour amplifier la tension puis l'envoyer directement dans le CAN d'un microcontroleur mais je n'ai pas encore d'expérience là dedans donc je ne sais pas si c'est le plus judicieux.

[mag1]

La datasheet est curieuse, avec une force exprimée en kg (?)

Je suis tombé sur ce tuto:
https://learn.sparkfun.com/tutorials...523.1511787421

MM

[CeylordZ]

Une force de 20kg correspond à une force de 200 Newton, c'est un abus de language, c'est malheureusement courant...

Je regarderai ton lien tout à l'heure, merci !

[mag1]

Une force de 20kg correspond à une force de 200 Newton, c'est un abus de language, c'est malheureusement courant...

Ben oui, mais on parle au moins de kgf, ça ferait plus sérieux dans une notice technique...

MM