Comment choisir un capteur de pesage? Guide des caractéristiques techniques
Lire et s'orienter dans la fiche produit
Pour choisir le capteur de pesage le plus adapté à votre système de pesage, il faut tenir compte de nombreux facteurs : du type d'application auquel il est destiné (les caractéristiques de la structure à peser, son fonctionnement, le but et l'objet du pesage) aux conditions environnementales dans lesquelles le système fonctionnera.
Après avoir identifié le modèle de capteur le plus adapté, il est important de savoir consulter sa fiche produit, qui décrit toutes ses caractéristiques et fournit toutes les données pour compléter le choix.
Mais quelles sont les principales caractéristiques d'un capteur de pesage et que nous apprennent-elles sur ses performances?
→ Lire également Comment choisir un capteur de pesage ? Les facteurs à évaluer.
→ Lire également : Les principaux types de capteurs de pesage.
Certifications
Une certification est un document délivré par un organisme officiel attestant qu'un produit spécifique répond à un système de normes ou de règles techniques et de construction normalisé au niveau international.
Le choix des certifications que doit posséder un capteur de pesage est établi en fonction du marché, de l'environnement et du type de système dans lequel le capteur devra fonctionner.
Dans l'offre LAUMAS il y en a plusieurs à évaluer, en fonction du type de certification et des réglementations du pays où le capteur de pesage doit être installé.
▷ Certifications pour usage légal pour le commerce.
OIML R 60 - certification métrologique indispensable, attestant de la qualité de mesure du capteur de pesage. Cette certification divise les capteurs en classes de précision et certifie les divisions légales ainsi que le niveau d'exactitude des capteurs. Elle est requise dans de nombreux pays, y compris l'Union européenne et le Royaume-Uni.
NTEP - conforme à la réglementation américane.
PAC (Pattern Approval Certificate) - conforme aux normes de la Fédération de Russie.
CPA (Chinese Pattern Approval) - conforme aux normes de la République populaire de Chine.
▷ Certifications pour usage dans environnements potentiellement explosibles.
ATEX et IECEx - la certification ATEX est valable dans l'Union européenne, tandis que la certification IECEx est reconnue dans plus de 30 marchés internationaux.
EAC Ex - pou l'utilisation dans les pays de l'Union Douanière Eurasienne.
FM HazLoc (Hazardous Locations) - conforme aux réglementations américanes et canadiennes.
Ex NEPSI - conforme aux réglementations de la République populaire de Chine.
→ Explorer tous les produits pour les atmosphères potentiellement explosibles.
▷ Certifications pour usage dans environnements où l’hygiène est une exigence nécessaire ou importante.
3-A Sanitary Standards - norme américaine qui régit la conception, la production et l'utilisation des équipements sanitaires. L'objectif est de protéger le produit final contre les risques de contamination et de prolifération bactérienne.
Voulez-vous découvrir la nouvelle ligne hygiénique LAUMAS ?
▷ Certifications et marquages requis pour les exportations vers différents pays.
CE - est la marque de conformité européenne, qui certifie que le produit est conforme à toutes les dispositions de l'UE pendant toutes les phases du cycle de vie : conception, fabrication, mise sur le marché, mise en service et élimination.
UKCA (UK Conformity Assessed) - est la marque de conformité britannique introduite en 2022 après le Brexit. Elle équivaut au marquage européen CE et peut être utilisée pour mettre des produits sur le marché en Grande-Bretagne (Angleterre, Pays de Galles et Écosse).
EAC - conforme aux règlements de l'Union Douanière Eurasienne et qu'il peut donc être exporté vers ses pays membres.
En fonction de la catégorie de produits et de la législation appliquée, les marquages CE et UKCA ne son pas obligatoirement accompagnés d'un certificat. Le marquage et la déclaration de conformité, qui peuvent être effectués et complétés par le fabricant ou la personne qui introduit le produit dans la Communaté européenne, suffisent pour certifier que le produit est conforme.
Matériau
Les materiaux de fabrication d'un capteur de pesage sont généralement les suivants :
- ACIER INOX 17-4 PH
- ACIER INOX AISI 420
- ALLIAGE D'ALUMINIUM
- ACIER SPÉCIAL NICKELÉ (AISI 4140 ou AISI 4340)
▷ ACIER INOX 17-4 PH
Parmi les différents matériaux utilisés pour les capteurs de pesage, il s'agit du plus « précieux », c'est-à-dire du plus cher et du milleur en termes de résistance à la corrosion.
Son nom officiel serait AISI 630, mais is est communément dénommé 17-4 PG selon sa définition « technique ». Il est en effet composé de 17 parties de nickel et de 4 parties de chrome, tandis que PH est l'abréviation de Precipitation Hardening (durcissement par précipitation), c'est-à-dire le processus de précipitation utilisé pour le durcissement du matériau.
Le durcissement par précipitation (ou vieillissement) est un traitement thermique qui se déroule dans un four et passe par 3 phases : la solubilisation, la tempre et le vieillissement. Ce processus entraîne la libération contrôlée de constituants pour former des agrégats précipités qui produisent une augmentation de la dureté.
→ Lire également Comment est fabriqué un capteur de pesage? pour en connaître toutes les phases de construction.
▷ ACIER INOX AISI 420
Bien que sa résistance à la corrosion soit inférieure à celle des INOX 17-4 PH, il présente une résistance mécanique plus élevée et il est plus économique.
▷ ALLIAGE D'ALUMINIUM
En règle générale, on utilise le type AVIONAL, c'est-à-dire celui qui est choisi dans la fabrication des avions ou dans les composants destinés au secteur de l'aviation.
C'est très utile dans les capteurs de pesage à appui central car il a une bonne résistance aux agents environnementaux. Il est également léger et facile à travailler, même dans les finitions finales nécessaires pour ce type de capteurs.
▷ ACIER SPÉCIAL NICKELÉ (AISI 4140 ou AISI 4340)
Les aciers AISI 4140 et AISI 4340 sont deux matériaux très similaires et d'ailleurs interchangeables.
Ils sont qualifiés d'« aciers spéciaux » parce qu'ils présentent des caractéristiques particulières. En effet, ils sont additionnés de substances telles que le chrome, le nickel, le molybdène et le manganèse qui améliorent leur qualité par rapport au fer seul et sont toujours nickelés, sinon ils s'oxydent immédiatement.
→ Lire également Comment choisir un capteur de pesage ? Les facteurs à évaluer, pour déterminer le matériau le plus adapté à votre application.
Le nickelage (tout comme le zingage) est une opération généralement dite de galvanisation ou revêtement galvanique, à savoir le processus de recouvrement d'un métal par un autre métal.
Le processus prend ensuite un nom spécifique en foction du matériau utilisé.
Degré de protection (IP)
Il s'agit du paramètre qui évalue et classifie le niveau de résistance ainsi que l'efficacité de l'étanchéité des boîtiers des équipements électriques contre l'intrusion d'objets, de poussière et d'eau. Il est défini par la norme internationale IEC 60529 et correspond à la norme européenne EN 60529.
Bien que la norme IEC 60529 soit valable au niveau international, elle est principalement utilisée en Europe et en Asie. D'autre pays adoptent par contre d'autres normes : les États-Unis, le Mexique et le Canada, par exemple, préfèrent la norme NEMA 250.
Il est essentiel de choisir le degré de protection en fonction de l'environnement dans lequel le capteur de pesage devra fonctionner. Les exigences de protection diffèrent en effet selon l'emplacement (intérieur ou extérieur) du système et les conditions environnementales dans lesquelles il devra fonctionner, les lavages fréquents ou occasionels que le capteur devra subir et leur modalité, et selon qu'il doit être immergé ou non, à quelle profondeur et pendant combien de temps.
Le degré de protection est indiqué par le sigle IP (Ingress Protection) suivi de 2 chiffres et éventuallement de la lettre K.
Des chiffres remplacés par la lettre X indiquent qu'il n'y pas assez de données disponibles pour spécifier le degré de protection.
▷ Le premier chiffre du code indique le degré de protection de l'appareil contre l'intrusion d'objets solides et contre la possibilité pour les personnes d'entrer intentionnellement en contact avec des parties dangereuses telles que les conducteurs électriques.
Cette valeur peut varier de 0 à 6, où 6 indique un boîtier totalement étanche aux poussières et aux fumées et une protection complète contre tout conctact.
▷ Le deuxième chiffre, qui indique la protection contre la pénétration de liquides et d'humidité, varie de 0 à 9. Le lettre K qui suit éventuallement ce chiffre indique que le composant est protégé contre la pénétration d'eau lors d'un nettoyage à haute pression au jet de vapeur.
Charge nominale (portée)
Également dénommée « charge nominale », la portée est le poids maximal que le capteur de pesage peut sopporter.
Chaque type de capteur possède sa propre plage de portées. La capacité est en effet une contrainte mécanique prédéterminée dans la conception de chaque capteur de pesage.
→ Lire également Comment est fabriqué un capteur de pesage ?
▷ Les capteurs de pesage de faible capacité mesurent de quelques grammes à un maximum de 100 kg.
Ils sont parfaits lorsqu'une grande précision est requise, par exemple pour les balances de laboratoire ou les balances compteuses.
▷ Les capteurs de pesage de moyenne capacité peuvent mesurer de 100 kg à 10 tonnes environ.
Ils sont particulièrment fiables et sont utilisés pour les plateformes de pesage industrielles et pour le pesage de bandes, de convoyeurs à rouleaux, de trémies, de silos et de réservoirs de petites et moyennes dimensions.
▷ Les capteurs de pesage de grande capacité, quant à eux, atteignent plus de 1000 tonnes.
Ils sont utilisés dans la contruction des ponts-bascules, dans l'industrie lourde et, d'une manière générale, dans les balances qui doivent mesurer des charges importantes, comme les silos de grande capacité.
Pour toutes les portées, y compris hors normes, il est possible de commander des capteurs personnalisés selon les propres spécifications.
Classe d'exactitude
Les classes d'exactitude (ou classes de précision) sont des classifications par groupes déterminées par l'Organisation Internationale de Métrologie Légale (OIML).
Elles décrivent les caractéristiques métrologiques du capteur de pesage et sont fondamentales pour déterminer le niveau de qualité du résultat de la mesure.
Pour chaque type de capteur de pesage, il existe une classification OIML différente indiquée par une lettre marquant sa classe de précision (A, B, C, D) et un chiffre précisant le nombre de divisions légales que le capteur est capable de détecter en unités de milliers :
- D1, C1, C2 : faible exactitude, le capteur est adapté à une utilisation dans les centrales à béton pour peser des matériaux de construction tels que le béton, le sable, le ciment ou l'eau.
- C3, C4, C5, C6 et au-delà : haute exactitude, par exemple pour les balances de précision, les trieuses pondérales, les ponts-bascules, les systèmes de pesage APPROUVÉS CE_M, les systèmes de mélange et de dosage.
Les autorités de délivrance (OIML Issuing Authorities) et les organismes norifiés par l'Union européenne sont autorisés à évaluer les capteurs de pesage et à leur attribuer la classe de précision correspondante.
Les certificats délivrés par les autorités de délivrance sont valables dans le monde entier, tandis que ceux des organismes notifiés ne sont valables qu'au sei de l'Union européenne.
L'évalutation est effectuée au moyen d'un test qui mesure simultanément 3 grandeurs : la linéarité, l'hystérésis et les effets de la température, vérifiant l'erreur combinée du capteur de pesage.
Linéarité
Il s'agit de la vérification de la proportionnalité pour des valeurs de charge croissantes dans un capteur de pesage.
Les essais de charges croissantes permettent d'obtenir la ligne droite reliant le point zéro et le point de pleine échelle.
On vérifie ensuite dans quelle mesure les valeurs effectivement lues par le capteur de pesage s'écartent de cette droite.
Cette distance correspond à l'erreur de linéarité.
Hystérésis
Il s'agit de l'évaluation de la différence entre les réponses du capteur lors d'un cycle de charge suivi d'un cycle de décharge.
On calcule le différence en pourcentage entre les mêmes points lus par le capteur de pesage pendant les deux cycles et on en déduit l'erreur d'hystérésis.
Effets de la température
Le capteur de pesage est placé dans la chambre climatique. Après stabilisation de la température, dans une plage standard définie par l'OIML entre -10°C et +40°C, l'on effectue 3 cycles de charge/décharge pour chaque température.
Au terme de l'essai, on vérifie dans quelle mesure les moyennes des valeurs mesurées s'écartent des erreurs maximales tolérées au fur et à mesure que la température varie.
Pour choisir la classe d'exactitude apporiée, il faut tenir compte de plusieurs aspects du système de pesage, tels que le type d'installation, l'objectif et le type de marchandises à peser. Ce choix est souvent un compromis entre ces éléments.
La portée du système de pesage joue également un rôle essentiel.
En effet, il est nécessaire d'évaluer le bon compromis entre la précision souhaitée et la portée du système.
→ Lire également Comment choisir un capteur de pesage ? les facteurs à évaluer.
Erreur combinée
Il s'agit de la somme des 3 erreurs (linéarité, hystérésis et effets de la température) résultant de l'essai OIML et décrites à la section précédente.
Cette donnée, exprimée en pourcentage de la pleine échelle, représente l'erreur maximale que l'on peut attendre du capteur de pesage.
Par exemple, un capteur avec pleine échelle de 10000 kg et une erreur combinée de 0,05% devrait avoir une erreur maximale de 5 kg sur toute son échelle de mesure.
Si le poids relevé devait être de 2500 kg, la « valeur réelle » serait alors comprise entre 2495 et 2505 kg.
Échelon de vérification minimal (V min.)
Il s'agit de la plage minimale dans laquelle la plage de mesure (la portée) du capteur de pesage peut être divisée.
Elle est obtenue à partir du rapport entre la capacité maximale du capteur et la valeur Y (ou V min. relative) qui est établie par les essais OIML.
Elle décrit en fait la résolution du capteur de pesage, c'est-à-dire l'incrément de poids minimum que le capteur peut apprécier.
Cette valeur est fondamentale lorsque le capteur de pesage doit être utilisé dans un système de pesage légal pour le commerce.
Sensibilité
La sensibilité, exprimée en mV/V, est la valeur de sortie en mV que le capteur de pesage renvoie à l'application de la charge maximale, divisée par la tension d'alimentation exprimée en V.
La valeur que nous trouvons dans les fiches produit est celle qui remplit cette condition, tandis que la valeur en pourcentage indiquée à côté est la valeur d'incertitude (à quel point la valeur de sortie fluctuera ± en pourcentage) directement indiquée par le fabricant.
Effet de la température sur le zéro et sur la pleine échelle
Il s'agit de l'erreur qu'une augmentation ou une diminution de la température provoque sur la lecture du capteur de pesage, c'est-à-dire combien la valeur du zéro ou de la pleine échelle peut dévier de la valeur réelle en pourcentage de la pleine échelle pour chaque dergré Celsius de variation de la température.
Si, par exemple, un capteur de pesage a une pleine échelle de 1000 kg et que l'effet de la température sur sa pleine échelle est de 0,005 % FS/°C, pour chaque fluctuation en °C, la lecture pourra varier au maximum de 0,05 x 10, soit 0,5 kg.
Compensation thermique
Il s'agit de la plage de température dans laquelle le capteur de pesage peut fonctionner tout en respectant les erreurs de température indiquées à la section «Effet de la température sur le zéro et sur la pleine échelle».
Les capteurs de pesage sont en effet testés et compensés thermiquement à différentes températures afin de garantir leur exactitude et leur bon fonctionnement. La plage de compensation thermique standard est comprise entre -10°C et + 40°C.
Gamme de température de fonctionnement
Il s'agit de la plage de température dans laquelle le capteur peut fonctionner sans tomber en panne, mais où les performances déclarées sur la fiche produit ne sont plus garanties.
Fluage à la charge nominale (après 30 min)
La valeur de fluage, ou « fluage visqueux », représente la capacité du capteur de pesage à compenser le fluage naturel du matériau qui le compose. En pratique, lorsqu'une charge constante est appliquée dans des conditions environnementales stables, l'indication du capteur ne varie pas ou très peu.
La valeur indiquée sur la fiche produit exprime le pourcentage de variation possible de la pleine échelle (en kg ou en mV/V) après 30 minutes d'application de la charge nominale.
Un pourcentage de fluage plus faible se traduit par une meilleure qualité de mesure du capteur de pesage. En effet, il est essentiel que la valeur de « fluage à la charge nominale » soit faible, car elle contribue à la stabilité de la misure dans le temps.
Ce paramètre a également une incidence sur les propriétés élastiques du capteur de pesage. Après application d'un poids, en effet, plus la valeur de fluage est faible et plus le signal de zéro revient rapidement à son état initial (capteur déchargé).
Comment se déroule l'essai de fluage ?
Le capteur de pesage est chargé à pleine échelle pendant 30 minutes et, tout au long de l'essai, la lecture du poids ne peut pas dépasser une erreur déterminée par la norme OIML R 60.
À la fin, le rapport en pourcentage entre la variation de la lecture du poids et la pleine échelle théorique pendant les 30 minutes de l'essai fournit la valeur de fluage à la charge nominale.
Tension d'alimentation maximale tolérée
Elle indique la valeur d'alimentation maximale en V que le capteur de pesage peut sopporter.
Habituellement, les indicateurs et transmetteurs de poids ont une valeur d'alimentation standard de 5 Vcc ou 10 Vcc, spécialement conçue pour être perfaitement tolérée par le capteur de pesage.
Il est également possible d'utiliser des dispositifs d'alimentation non-standard à condition qu'ils respectent la valeur maximale de la tension d'alimentation indiquée sur la fiche produit, afin de ne pas endommager le capteur.
Résistance d'entrée/sortie
La résistance d'entrée est la résistance mesurée en Ohms entre les fils d'alimentation du capteur de pesage. La résistence de sortie est identique à la résistance d'entrée, mais elle est mesurée entre les fils du signal de sortie du capteur.
Sa valeur, qui dépend du type de jauge de contrainte utilisé, se situe généralement entre 350 et 400 Ohms ou entre 700 et 800 Ohms.
Équilibrage de zéro
Il s'agit de la valeur, exprimée en pourcentage de la sensibilité, qui définit de combien la valeur de sortie en mV peut s'écarter de zéro en l'absence de charge.
Résistance d'isolement
Elle définit la qualité de l'isolation entre les fils individuels du capteur de pesage et le corps du capteur et entre le blindage du câble et chaque fil du capteur.
Une isolation correcte rend le mesure effectuée par le capteur de pesage insensible aux variations de potentiel électrique ou de charges électriques sue le corps du capteur.
Charge statique maximale
Exprimée en pourcentage de la pleine échelle, cette valeur correspond à la surcharge que le capteur peut sopporter sans être endommagé, c'est-à-dire sa « limite d'elasticité ».
Si la valeur de la surcharge reste inférieure au pourcentage recommandé, qui se situe normalement entre 120 % et 150 % de la pleine échelle, le capteur conserve son élasticité (sa capacité ò se déformer et à revenir à zéro). En cas de dépassement de la valeur du pourcentage recommandé, la capteur se déforme de maniére permanente et tombe en panne ou est endommagé.
Charge de rupture
Exprimée en pourcentage de la pleine échelle, il s'agit de la charge maximale que le capteur de pesage peut sopporter sans se rompre.
Cette valeur dépend de la géométrie, du matériau et du type de capteur de pesage et ne devrait théoriquement jamais être atteinte, mais il est néanmoins important de la connaître, en particulier si des calculs doivent être effectués sur le coefficient de sécurité du système.
Par exemple, dans les systèmes de levage et de limitation de la charge, où est requis un coefficient de sécurité élevé, il faut s'assurer que le capteur de pesage utilisé a une charge de rupture supérieure à la norme, qui se situe généralement entre 250 % et 300 % de la pleine échelle.
→ Lire également Les principaux types de capteurs de pesage : caractéristiques et applications.
→ Lire également Systèmes de pesage et limiteurs de charge pour ponts roulants.
Déflexion à la charge nominale
Cette valeur indique le degré de déformation du capteur de pesage à la pleine échelle, c'est-à-dire à quel point la charge s'abaisse l'orsqu'elle est appliquée au capteur.
Cette valeur est différente pour chaque capteur de pesage, mais se situe toujours dans une plage de 0,2 mm à 1 mm.
Exemple de déflexion à une charge nominale de 0,5 mm dans un capteur de pesage AZL
Connexions électriques
Cette partie de la fiche produit se réfère entièrement au câble de sortie du capteur de pesage.
Outre les détails tels que la longueur et le diamètre, elle indique également le nombre de fils qui le composent et la mesure de la section elle-même exprimée en mm2.
Les capteur de pesage ont généralement 4 ou 6 fils. La différence réside dans la présence ou l'absence de deux fils dits « références » (Sense + et Sense -), qui servent à améliorer l'exactitude de la mesure.
Grâce aux « références » présents dans les câbles à 6 fils, les capteurs de pesage peuvent compenser toute variation de la chute de tension dans les câbles due, par exemple, à des variations de température ou à la longueur du câble, sans que cela n'affecte la mesure du poids.
Les capteurs de pesage à 4 fils, en revanche, sont ajustés et compensés thermiquement en fonction de la longueur du câble avec lequel ils sont fournis en standard, raison pour laquelle la longueur du câble ne devrait jamais être modifiée.
Dans les capteurs à 4 fils, pour contenir toute chute de tension dans la portion de câble entre la boîte de joction et l'indicateur, il suffit d'utiliser un câble blindé avec une section significative (au moins 1 mm2).
→ Lire également Comment installer correctement un système de pesage pour connaître les autres normes à respecter.
Rechercher dans le blog
Rechercher par mot-clé
Articoli recenti
Capteur de pesage CBL et Kit de montage V10000
Ils constituent ensemble les produits les plus vendus. Les contraintes anti-renversement et celles contre les forces latérales assurent une installation simple et sûre.
Lire la suite
Super TLB4 : les armes secrètes d’un transmetteur de poids
Une interface pratique avec afficheur et 4 caneaux de mesure indépendants, pour le diagnostic et le contrôle des capteurs connectés.
Lire la suite
W100 : le champion des indicateurs de poids
Pratique, compact et fonctionnel. Il est simple à configurer et facilite les opérations de contrôle.
Lire la suite
WDESK : le caméléon des indicateurs de poids
5 modèles, 5 programmes et 4 types d'installation pour s'adapter à chaque système de pesage.
Lire la suite
