Dès les premiers jours de l’industrialisation, la mesure de la force a occupé une grande importance dans les constructions mécaniques. Il a toutefois fallu attendre les années 1940 pour que la cellule de charge à jauges de contrainte soit inventée. Par « cellule de charge », on entend un transducteur (capteur) mesurant la force et la convertissant en signal électrique. La plupart des cellules de charge recourent à une jauge de contrainte pour transformer une déformation ou une force matérielle en signal électrique.
Pendant la décennie 1950, les cellules de charge sont mises en œuvre dans les machines d’essai de traction et de compression. Dans l’idéal, elles sont montées, sinon juste devant, du moins le plus près possible du point de contact avec la pièce. La fonction du système électronique consiste alors à utiliser le retour pour ajuster le mécanisme d’application de la force (moteur) en vue de n’appliquer que la force voulue. Les systèmes en boucle fermée fonctionnent si bien qu’aujourd’hui, tous les instruments électroniques permettant d’effectuer des essais de traction et de compression recourent exclusivement à ce type de commande. Non seulement un système en boucle fermée mesure constamment la force d’essai en cours d’application, mais ses composants se prêtent à une conception nettement plus simple qu’avec un système à poids mort. Comme indiqué sur la page qui leur est consacrée sur ce site web, les systèmes à poids mort font appel à des leviers, des pivots et d’autres composants induisant un frottement pour fonctionner efficacement.
Dans un duromètre, le pénétrateur, seule pièce du système de forces en contact avec l’échantillon d’essai, est l’élément le plus important pour l’exactitude de mesure de la dureté. Pour éliminer l’effet de l’imperfection mécanique, du mouvement mécanique et de toute autre perturbation susceptible d’affecter la force d’essai, la cellule de charge doit être installée au plus près du pénétrateur.
Ce n’est qu’à cette condition qu’un système en boucle fermée avec cellule de charge atteint sa précision maximale dans la mesure de la force. Placées en d’autres positions sur l’actionneur de force mécanique des duromètres, les cellules de charge perdent en effet rapidement une bonne partie de l’avantage qu’elles possèdent sur les systèmes traditionnels à poids mort.
Les ingénieurs d’INNOVATEST ont conçu des cellules de charge et des systèmes d’application de force non commerciaux absolument uniques qui forment le cœur de chaque machine. La quasi-totalité des duromètres INNOVATEST mesurent la force au point de montage du pénétrateur pour tirer le maximum de bénéfices de la technologie en boucle fermée.
Avantages d’un système en boucle fermée :
Forces d’essai de grande précision
Retour de force garantissant l’application de la force voulue
Large éventail de forces d’essai indépendantes des limites mécaniques
Procédures d’essai plus rapides
Réduction du nombre de pièces mécaniques par rapport aux systèmes à poids mort
Procédure d’étalonnage électronique simple
Inconvénients d’un système en boucle fermée :
Plus onéreux qu’un système à poids mort
Nécessite une alimentation électrique
