Mostra sidebar

Comment choisir un capteur de pesage ? Les facteurs à évaluer

Analyser les conditions environnementales et le type d’application pour sélectionner le capteur de pesage le plus adapté.

Comment choisir un capteur de pesage ? Les facteurs à évaluer
Comment choisir un capteur de pesage plutôt qu’un autre ?

Pour répondre aux multiples exigences d’un système de pesage, de quelles caractéristiques spécifiques faut-il tenir compte, et en fonction de quelles variables ?

Pour définir le capteur de pesage le plus adapté, il faut évaluer plusieurs facteurs, à la fois externes et intrinsèques à l’application même à laquelle le système de pesage est destiné.

En particulier, il faut prêter attention :

  • aux conditions environnementales dans lesquelles le système fonctionnera (OÙ pèserons-nous ?)
  • au type d’application spécifique : les caractéristiques de la structure à peser et son fonctionnement, ainsi que l’objet et le but du pesage lui-même (COMMENT, QUE et POURQUOI pèserons-nous ?)
Diagramme montrant les macro-facteurs à évaluer lors du choix d’un capteur de pesage : environnement et type de pesage.

L’analyse de ces critères nous permet de mieux nous orienter parmi les différents types de capteurs de pesage disponibles et parmi les nombreuses caractéristiques spécifiques que le capteur lui-même devra posséder.

Nous pourrons alors sélectionner le capteur de pesage standard le plus approprié ou fournir les détails nécessaires pour une solution sur mesure personnalisée.

→ Lire également Les principaux types de capteurs de pesage
→ Lire également Comment choisir un capteur de pesage ? Guide des caractéristiques techniques

 
1. OÙ PESONS-NOUS ?
Évaluer les conditions environnementales du système de pesage.

L’environnement a une influence sur les performances des capteurs de pesage, il est donc essentiel d’analyser les conditions dans lesquelles ils travailleront afin d’en sélectionner les caractéristiques les plus appropriées.

Il faudra considérer attentivement le degré de sévérité de l’environnement qui accueillera le système de pesage, à savoir les conditions climatiques, naturelles et spéciales ainsi que celles liées surtout au type d’installation et d’industrie dans lequel l’application est intégrée.

Précisément, nous devrons nous poser quelques questions utiles :

Le capteur de pesage sera-t-il installé à l’intérieur ou bien à l’extérieur dans des endroits non protégés des intempéries ?
L’environnement de l’application est-il poussiéreux ? Humide ?
Le capteur de pesage sera-t-il immergé ? Si oui, à quelle profondeur ? S’agira-t-il d’une immersion temporaire ou continue ?


Il faudra tout d’abord tenir compte du degré de protection IP requis, c’est-à-dire du niveau de résistance contre la pénétration de poussière et/ou d’eau dans le capteur.

Le degré de protection est indiqué par le code IP (Ingress Protection) suivi de 2 chiffres.
Le premier indique le degré de protection des boîtiers des équipements électriques contre la pénétration de corps solides (tels que la poussière) pouvant être compris entre 0 et 6.
Le deuxième chiffre, quant à lui, indique le niveau de protection contre la pénétration de liquides et peut aller de 0 à 9, avec des chiffres spécifiques pour la résistance aux jets d’eau sous pression plus ou moins forte ou aux immersions d’une durée et d’une profondeur variables.

Les capteurs de pesage LAUMAS, par exemple, offrent des degrés de protection IP65 et IP69K contre les jets d’eau et IP67 et IP68 contre les immersions.

Le code IP, qui décrit le degré de protection des boîtiers des équipements électriques.

Le code IP, qui décrit le degré de protection des boîtiers des équipements électriques.

Toutes ces conditions ont également une influence sur le choix du matériau de construction du capteur de pesage.

Par exemple, si l’application se situe dans un environnement poussiéreux, mais à l’intérieur, l’aluminium ou un acier non inox peut suffire.
En revanche, si l’application se situe à l’extérieur, ou qu’elle est exposée à des liquides ou à des agents agressifs tels que des produits chimiques, il faudra envisager un acier inox 420 et aller jusqu’à l’acier inox 17- 4 PH, qui est le plus résistant à la corrosion.

À quelles températures minimales et maximales le capteur de pesage devra fonctionner ?

Tous les matériaux subissent des modifications en fonction de la température, se dilatant sous l’effet de la chaleur ou se contractant sous l’effet du froid. Cette considération s’applique donc également aux capteurs de pesage et à leurs jauges de contrainte.

Les environnements soumis à des températures non standard (très chauds ou très froids) peuvent affecter les déformations du métal et altérer la résistance électrique du conducteur.
Il en est de même en cas de fortes variations de température.


Pour que les capteurs de pesage mesurent correctement le poids quelle que soit la température ambiante, ils subissent en phase de production un traitement de compensation thermique.

Ils peuvent ainsi fonctionner, dans la plage de températures indiquée sur leur fiche produit, tout en respectant les erreurs de température signalées (effet de la température sur le zéro et effet de la température sur la pleine échelle).

La compensation thermique standard des capteurs de pesage LAUMAS est normalement de -10+40°C, mais en cas de conditions thermiques exceptionnelles, nous construisons des capteurs de pesage sur mesure avec des compensations thermiques personnalisées et des câbles spéciaux pour les hautes et basses températures.

Capteur de pesage sur mesure personnalisé par LAUMAS, avec câble spécial pour hautes températures.

Capteur de pesage sur mesure personnalisé par LAUMAS, avec câble spécial pour hautes températures.

Un autre élément de la fiche produit à retenir est la gamme de température de fonctionnement, c’est-à-dire la plage de température de fonctionnement à l’intérieur de laquelle le capteur de pesage peut encore fonctionner sans se détériorer, sans toutefois garantir ses caractéristiques métrologiques.


→ Lire également Comment choisir un capteur de pesage ? Guide des caractéristiques techniques pour en savoir plus sur : le degré de protection, les matériaux de construction, la compensation thermique et la gamme de température de fonctionnement.

Le capteur de pesage sera-t-il utilisé dans une zone potentiellement explosible ?

Une certification ciblée sera indispensable si le capteur de pesage doit être installé dans une zone classée comme zone à risque d’explosion en raison de la présence de mélanges de gaz, vapeurs ou brouillards inflammables ou de poussières combustibles.

La certification la plus appropriée dépendra à la fois de la classification de la zone dangereuse et du marché dans lequel l’application est installée.

Le capteur de pesage devra donc être certifié selon la réglementation en vigueur dans le pays concerné, par exemple :

  • norme ATEX pour l’Union européenne
  • schéma de certification IECeX au niveau international,
  • certification FM HazLoc pour les États-Unis et le Canada
  • certification EAC Ex pour les pays de l’Union Douanière Eurasienne
  • certification Ex NEPSI pour la République populaire de Chine
Les logos des principales certifications pour l’utilisation des capteurs de pesage dans des atmosphères potentiellement explosibles : Atex, IECEx, EAC Ex, FM HazLoc et Ex Nepsi.

→ Voir tous nos produits pour atmosphères explosibles        

La zone d’installation est-elle classée comme sismique ? Ou s’agit-il d’une zone particulièrement venteuse ?

Toutes les conditions susceptibles de générer des vibrations ou des forces extraordinaires doivent être prises en compte pour des raisons de sécurité, d’exactitude et de précision du pesage.

Dans ces cas, il faudra prévoir, dès l’achat du capteur de pesage, des accessoires, des kits de montage et des contraintes appropriés en mesure d'en garantir une installation correcte capable de le protéger contre toute sollicitation potentiellement dommageable.

Parfois, les kits de montage standard pourraient ne pas suffire ; dans ces cas, il incombe au concepteur de l’installation de prévoir, de calculer et d’installer des contraintes anti-renversement spécifiques pour soutenir le système de pesage.

 

Tenditore300 LAUMAS, contrainte horizontale contre le déplacement latéral.

Tenditore300 LAUMAS, contrainte horizontale contre le déplacement latéral.


2. COMMENT PESONS-NOUS ?
Évaluer l’application spécifique du système de pesage.

L’analyse du type d’application où sera installé le système de pesage nous donne des informations précises sur le capteur de pesage à adopter.

De quelle application s’agit-il ? Comment ça marche, ou plus précisément, quelle est la méthode de chargement ?

En fonction du fonctionnement même de l’installation, nous saurons d’abord si nous avons besoin d’un capteur de pesage à compression ou d’un capteur de pesage à traction.


En fonction du type particulier d’application, alors nous choisirons ensuite parmi les nombreux types de capteurs de pesage disponibles.

Certaines applications sont tellement spécifiques qu’elles ne requièrent qu’un modèle de capteur de pesage particulier.

C’est le cas, par exemple, des capteurs de pesage pour mesurage câble lorsqu’ils fonctionnent comme limiteurs de charge dans les systèmes de levage, ou celui des capteurs de pesage pour tirants appliqués pour mesurer et contrôler la force de tension des tirants dans les ouvrages de génie civil.

Un autre exemple est celui des capteurs de pesage pour pédale de frein, spécialement conçus pour mesurer la force exercée par le pied sur la pédale de frein d’une voiture.

 
→ Lire également Les principaux types de capteurs de pesage

Application d’un capteur de pesage pour tirants.

Application d’un capteur de pesage pour tirants.

Le type d’application prévoit-il le respect d’exigences hygiéniques strictes ? Le capteur de pesage sera-t-il lavé avec des nettoyants chimiques ?

Pour les applications exigeant le respect de conditions d’hygiène particulières, on optera certainement pour un capteur de pesage en acier INOX et avec un degré IP adéquat (IP69K), pour le protéger des lavages à l’eau à haute température et à haute pression et de l’action agressive de détergents chimiques.


Parfois, dans certains secteurs comme l’industrie alimentaire ou chimico-pharmaceutique, il est nécessaire ou souhaitable que le capteur soit pourvu d’une certification spécifique, attestant de son parfait assainissement.
Les certifications internationales auxquelles il faut se référer sont la norme 3-A Sanitary Standard ou l’EHEDG.

Le capteur de pesage hygiénique pour pied LAUMAS, modèle FLC3A.

Le capteur de pesage hygiénique pour pied LAUMAS, modèle FLC3A.


Quelles sont les exigences hygiéniques du capteur de pesage pour pied FLC 3A ?


Existe-t-il des contraintes de dimension mécanique ?

Si l’application à laquelle le capteur de pesage doit s’adapter présente des problèmes d’espace, les dimensions plus ou moins compactes du capteur peuvent également être un critère à évaluer.

L’application prévoit-elle le risque d’impacts accidentels, de chocs, de surcharges ou de charges déséquilibrées ?

Ces facteurs sont particulièrement déterminants dans le choix de la portée (ou charge nominale) du capteur de pesage.

Pour la définir, il ne suffit pas en effet de connaître le poids brut, c’est-à-dire le poids total supporté par le capteur, mais aussi de savoir si le type d’application comporte des risques de chocs, de vibrations, de surcharge d’un côté, de chargements ou déchargements de matériel... autant de situations qui introduisent des forces supplémentaires (également dénommées « forces parasites ») agissant sur le capteur de pesage non seulement dans la direction principale pour laquelle il a été conçu, mais aussi sur le côté, en dessous, ou dans une autre direction.

Ces forces risquent d’endommager le capteur de pesage si sa portée est trop faible, mais aussi d’altérer les résultats de mesure du capteur lui-même.

Collision entre un chariot élévateur et un convoyeur à rouleaux.

Collision entre un chariot élévateur et un convoyeur à rouleaux.

Pour être sûr que, même dans ces conditions, le capteur de pesage fonctionnera correctement et fournira des résultats fiables, il faudra donc de surdimensionner sa portée.


Il est également important de prévoir une installation correcte à l’aide d’accessoires et de kits de montage appropriés, qui agissent comme des contraintes anti-renversement et contre les déplacements latéraux.


3. QUE PESONS-NOUS ?
Évaluer l’objet du système de pesage.

Quel est le poids de la marchandise et quelles sont ses dimensions ? La charge est-elle statique ou dynamique ?

L’objet du pesage nous renseigne également sur la portée que doit avoir le capteur de pesage.

Des facteurs tels que les dimensions et le poids des marchandises, le caractère statique ou dynamique de l’objet, ainsi que le poids de la structure elle-même et les éventuelles forces parasites, contribuent en effet à définir le chargement maximal prévu lors de la mesure.
Il convient de s’assurer que le capteur de pesage est doté d’une capacité suffisante pour le gérer.

FOCUS :

En règle générale, il est recommandé de toujours surdimensionner les capteurs de pesage par rapport à la charge maximale à appliquer sur le système de pesage, en les choisissant avec une capacité nominale supérieure d’au moins 25 – 30 %. Pour certaines applications, il pourrait s’avérer nécessaire de surdimensionner de 100 % ou plus.


→ Lire également Comment choisir un capteur de pesage ? Guide des caractéristiques techniques pour en savoir plus sur la portée des capteurs de pesage.

Faut-il peser des substances explosives ?

Le type de marchandises à peser peut également influer sur la classification d’une zone en tant qu’atmosphère potentiellement explosible : c’est le cas lors de pesages dans des installations pétrochimiques ou de substances explosives en général, y compris les poudres et les farines.
Même dans ces cas, nous considérerons les capteurs de pesage dotés des certifications les plus appropriées (ATEX, IECEx, Hazloc, EAC Ex, Ex NEPSI, etc.)

Quelle est la valeur des marchandises à peser ?

Enfin, l’objet du pesage influe également sur l’analyse du degré d’exactitude qui doit ou peut être atteint.

Une balance médicale qui doit doser les principes actifs d’un produit pharmaceutique, par exemple, requiert une plus grande exactitude par rapport à une application qui pèse de grandes quantités de matériaux de construction.

En général, les marchandises de faible valeur (telles que le sable ou le gravier) ne requièrent pas un pesage particulièrement précis, alors que dans les applications pharmaceutiques et pour les produits plus volumineux, le système de pesage doit faire preuve d’une grande exactitude.
Dans tous les cas, pour les applications médicales, ou légales, ou comportant le calcul de prix, les capteurs devront être certifiés selon des normes obligatoires qui stipulent, même de manière stricte, le degré d'exactitude requis.

À la section suivante, nous examinerons les principaux paramètres à prendre en compte pour définir le degré d’exactitude d’un capteur de pesage : certification OIML R 60 et classe d’exactitude OIML (également dénommée « classe de précision »), erreur combinée, résolution, effet des variations de température.


4. POURQUOI PESONS-NOUS ?
Évaluer le but du système de pesage.

Nous déterminons les différentes performances des capteurs de pesage selon les fonctions qu’ils doivent accomplir.

L’objectif final du système de pesage peut être le dosage, la limitation de la charge pour des raisons de sécurité, le contrôle de la qualité ou le calcul des pièces dans un cycle de production (fonction de comptage de pièces), le contrôle du poids en ligne, le contrôle statistique des préemballages ou l’établissement d’un prix.

Dans d’autres cas, l’objectif du système peut être de mesurer et de contrôler la force et non le poids, par exemple en géotechnique ou dans une machine d’essai de matériaux.

Application: contrôle du poids en ligne.

Contrôle du poids en ligne.

Quel degré d’exactitude doit atteindre le capteur de pesage, dans le cadre de son application spécifique et en fonction de sa finalité ?

L’analyse de la fonction concrète d’un système de pesage donné nous permet avant tout d’évaluer le degré d’exactitude et de précision que les mesures du poids fournies doivent garantir.
Certaines applications en exigent un très élevé, tandis que d’autres peuvent tolérer des performances légèrement inférieures.

L’exactitude et la précision pourraient ne pas être trop importantes, par exemple, dans un système de levage où le capteur n’a pour tâche que de limiter la charge maximale appliquée, avec une fonction plus de sécurité que de véritable pesage.

En revanche, lorsque le système de pesage est destiné à un usage légal pour le commerce, c’est-à-dire lorsque le but du pesage est l’établissement d’un prix de vente dans le cadre d’une transaction commerciale, l’exactitude et la précision deviennent des caractéristiques fondamentales dont le capteur de pesage doit être doté.
Dans ce cas, le capteur de pesage devra nécessairement être approuvé, c’est-à-dire muni de la certification métrologique OIML R 60 attestant de sa conformité aux exigences métrologiques strictes définies par l’Organisation Internationale de Métrologie Légale (OIML), garantissant la haute qualité du capteur dans ses performances de pesage.


Cette certification est requise pour les applications approuvées dans de nombreux pays, dont l’Union européenne et le Royaume-Uni.

→ Voir nos capteurs de pesage approuvés OIML R60


En fonction du marché auquel le capteur de pesage est destiné, d’autres certifications similaires peuvent également être utiles, attestant que le capteur répond aux exigences métrologiques légales pour le commerce requises par les réglementations de différents pays ; par exemple :

  • Certification NTEP pour les États-Unis
  • Certification PAC (Pattern Approval Certificate) pour la Fédération de Russie
  • Certification CPA (Chinese Pattern Approval) pour la République populaire de Chine


D’autres caractéristiques à évaluer, notamment lorsque l’application exige un haut niveau de qualité du résultat de la mesure, sont les suivantes :

  • Classe d’exactitude OIML/divisions légales.
    Il s’agit de la classification, dépendant de la certification OIML R 60, qui décrit les caractéristiques métrologiques des capteurs de pesage et indique leur degré d’exactitude et de précision.

    Les différentes classes sont indiquées par une lettre exprimant le niveau d’exactitude (A, B, C et D) et un chiffre qui précise le nombre de divisions légales que le capteur est capable de détecter en unités de milliers.
    Les divisions légales sont les plus petites variations de poids précises, stables dans toutes les conditions de mesure, que le capteur de pesage est en mesure de détecter.

    Un plus grand nombre de divisions légales signifie une plus grande exactitude de mesure, étant donné qu’elles permettent de détecter des variations de poids plus faibles.
    Par exemple, la classe de précision C3 désigne un capteur pouvant être inséré dans des systèmes de pesage capables de mesurer des variations de poids jusqu’à 1/3000 de la portée maximale du système lui-même.

    La classe D1 correspond donc à une exactitude moindre, acceptable par exemple pour un capteur utilisé dans le pesage de matériaux de construction, tandis que les classes C3 à C6 et au-delà sont des capteurs de pesage haute précision adaptés aux balances de précision, aux trieuses pondérales, aux systèmes de pesage approuvés, aux balances de comptoir et aux ponts-bascules.

  • Erreur combinée.
    Exprimée en pourcentage de la pleine échelle, cette valeur représente l’erreur maximale que l’on peut attendre du capteur de pesage.
    Les caractéristiques de linéarité, d’hystérésis et d’erreur de température sont vérifiées dans les tests OIML en une seule série d’essais déterminant une limite globale à la somme des trois erreurs détectées.
    Cette valeur est l’erreur combinée. Plus elle est faible, plus elle indique que le capteur de pesage est précis et exact.

  • Intervalle minimum de vérification (V min.).
    Il s’agit de l’intervalle de vérification minimum dans lequel la plage de mesure 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.

  • Effet des variations de température.
    L’effet de la température sur le zéro et l’effet de la température sur la pleine échelle indiquent exactement l’erreur maximale qu’une augmentation ou une diminution de la température provoque sur la lecture du capteur, 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 degré Celsius de variation de température


→ Lire également Comment choisir un capteur de pesage ? Guide des caractéristiques techniques pour approfondir ces paramètres

En plus de toutes les critères analysés jusqu’à présent, pour choisir le capteur de pesage le plus approprié, il faut également tenir compte :

  • du facteur économique.
    Le coût des capteurs de pesage variant considérablement en fonction des spécifications, il faut aussi tenir compte du budget disponible.

  • D’une étude minutieuse de la modalité d’installation du capteur de pesage.
    La planification et la réalisation d’une installation correcte du capteur de pesage sont en effet décisives pour obtenir les meilleures performances du capteur et garantir son utilisation sûre et durable.

→ Lire également Comment installer correctement un système de pesage ou regarder le tutoriel :

Instructions pour l'installation des capteurs, des indicateurs et des transmetteurs de pesage

 

En conclusion, le choix du bon capteur de pesage pour une application donnée repose sur l’évaluation complexe et la combinaison de tous les facteurs que nous avons examinés.

LAUMAS assiste ses clients dans cette activité d’analyse préliminaire, en mettant à leur disposition toute son expérience.

Nous pouvons vous aider à choisir les capteurs de pesage parfaits pour chaque exigence spécifique et vous conseiller sur le montage le plus approprié pour leur application.

Besoin d’un conseil avant-vente ?

PRODUITS CONNEXES