Jauges électriques d'extensométrie et accessoires :
- Principe et fonctionnement
- Comment choisir une jauge ?
- Jauge de déformation
- Colle
- Protection
- Accessoire
- Instrument de contrôle et de calibration
- Instrument de mesure
- Logiciel
- Photoélasticimétrie
- Fibre optique
DOERLER Mesures représentant officiel VISHAY MM depuis plus de 30 ans
Comment choisir une jauge ?
Il faut comprendre que le choix d'une jauge nécessite souvent des compromis, car les paramètres que satisfont certaines conditions peuvent se révéler défavorables pour d'autres. Par exemple, dans le cas de filets avec des petits rayons de courbure où la place pour coller la jauge est très réduite et où le gradient de contraintes est élevé, une toute petite jauge est en théorie, le meilleur choix. Cependant des petites jauges (de taille inférieure à 3 mm) ont généralement de moins bonnes performances en élongation maximale, en fatigue et en stabilité. De plus elles sont plus difficiles à installer. Une autre considération qui peut également influencer le choix d'une jauge est la disponibilité du stock. Bien que des compromis soient presque toujours nécessaires, le spécialiste des mesures de contraintes doit connaître les effets de tels compromis sur les exigences de l'installation et en particulier sur la précision et la validité de l'essai.
Il faut prendre en compte plusieurs paramètres pour déterminer la jauge la plus adaptée à votre application :
La géométrie : La géométrie concerne à la fois la forme de la grille, le nombre et l'orientation des grilles (pour une jauge multiple), la configuration des pattes de sortie ainsi que différentes caractéristiques propres à un type particulier. Vous trouverez toutes les informations dans le catalogue générale des jauges pour l'analyse des contraintes.
Jauge simple (unidirectionnelle) : A utiliser si on connait parfaitement l'état uniaxial des contraintes et de la direction des axes principaux.
Jauge biaxiale : Une rosette à deux ou trois éléments est nécessaire pour déterminer les contraintes principales. Quand la direction des contraintes est déjà connue une rosette en T à deux éléments est suffisante à condition d'aligner les grilles avec les directions principales.
Rosette trois directions : Quand les directions des axes principaux sont indéterminées, une rosette à trois directions doit être utilisée. Cette rosette peut être collée dans n'importe quelle direction mais, généralement une des grilles sera alignée avec un axe particulier de la structure. Les rosettes 3 directions existent en configuration rectangulaire à 45° ou delta 60°. Le choix le plus courant est la rosette rectangulaire en raison du calcul simplifié de séparation (calcul de rosette).
Lorqu'une rosette doit être employée, il faut également prendre en considération la différence qui existe entre les rosettes planes et superposées. Quelque soit la longueur de la jauge, la rosette plane est supérieure à la rosette superposée en raison du transfert de chaleur qui est meilleur et qui entraîne une meilleure stabilité ansi qu'une meilleure précision des mesures statiques. De plus, quand un gradient de contrainte perpendiculaire à la surface, existe (en flexion par exemple), la rosette plane donnera de meilleurs résultats car toutes les grilles sont dans le plan de la surface. De plus, les rosettes superposées sont généralement plus difficiles à préformer que les rosettes planes.
Par contre, lorsqu'un fort gradient de contrainte existe dans le plan de la structure, comme c'est souvent le cas, la rosette plane peut amener des erreurs du fait de la position des grilles qui mesurent les déformations en différents points. Pour ces applications les rosettes superposées sont préférables. Elles sont également intéressantes quand la place disponible pour le collage est limitée.
La longueur de la jauge : La longueur de grille d'une jauge correspond à la longueur de la partie active. LEs boucles et les pattes sont considérées comme non sensibles aux déformations en raison de leurs dimensions et de leur faible résistance. Vishay propose des jauges dont la longueur varie de 0,2 à 100 mm.
La longueur de jauge est un facteur important pour les performances. En effet, les mesures de déformations sont généralement faites aux points les plus contraints. Très souvent ces points sont localisés en des zones de fort gradient où la déformation maximale est concentrée sur une toute petite surface. Comme la jauge a tendance à intégrer ou moyenner la déformation sur toute la surface de la grille et comme la moyenne de toute répartition non uniforme est toujours inférieure au maximum, une jauge qui est notablement plus grande que la zone de contrainte maximale indiquera une valeur par défaut.
Des jauges de grilles inférieures à 3 mm ont des performances réduites, particulièrement dans le domaine des déformations maximales, de la stabilité en déformation statique et de l'endurance en déformation alternée cyclique.
Quand elles peuvent être utilisées, les jauges longues offrent certains avantages qu'il est bon de noter ; elles sont généralement plus faciles à manipuler, à installer et à câbler que les jauges miniatures. De plus, les grandes jauges offrent une meilleure dissipation thermique en termes de W/cm². Cette considération peut être importante si la jauge est collée sur un plastique ou sur tout matériau qui serait mauvais conducteur thermique. Une mauvaise dissipation de la chaleur entraîne un échauffement important de la grille, du support et du matériau sur lequel la jauge est collée pouvant affecter notablement les performances et la précision.
Une autre application des grandes jauges et même dans ce cas, des très grandes jauges est la mesure des déformations sur des matériaux non homogènes. Dans le cas du béton, par exemple, qui est un mélange d'agrégats (généralement des cailloux) et de ciment, il est conseillé d'utiliser des jauges assez longues pour faire une mesure représentative de la déformation. En d'autres termes, c'est généralement la déformation moyenne que l'ont veut mesurer et non pas la variation locale à l'interface de l'agrégat et du ciment. En général, lorsque l'ont fait des mesures sur des structures en composite de toute nature, la longueur de la jauge doit généralement être grande comparée aux inhomogénéités du matériau.
Nature du support et sensibilité de l'alliage de jauge : Certaines combinaisons de support et d'alliage sont spécifiques et forment ce qu'il est convenu d'appeler la "série" de la jauge. Les jauges conventionnelles à feuille laminée sont constituées par une grille imprimée selon une technique de photogravure (maintenent il existe des procédures de fabrication beaucoup plus efficaces) sur un support isolant. Ce support a plusieurs fonctions :
- Il permet de manipuler la jauge au cours de l'installation
- Il offre une surface directement collable sur la structure
- Il assure l'isolation électrique entre le métal de la jauge et la structure
La grille de la jauge est constituée d'un alliage métallique. VISHAY fournit des jauges avec les alliages suivants :
A : Constantan autocompensée en température
P : Constantan recuit
D : Isolélastique
K : Alliage nickel chrome ; Karma modifié autocompensée en température
Information sur l'autocompensation : Le constantan et le karma modifié ont la particularité, grâce à un traitement thermique spécifique, de pouvoir être autocompensés en température. L'autocompensation de jauges permet d'obtenir un signal d'origine thermique minimum (déformation apparente), pour un matériau donné, dans un domaine de température compris entre -45 et +200 °C. Le nombre sera choisi pour correspondre au mieux au coefficient de dilatation (ppm/°F) du matériau sur lequel la jauge sera collée.
Le Constantan (A) et le constantan recuit (P) possède plusieurs caractéristiques importantes : bonne tenue à la fatigue, allongement important (voir très importante pour la version P >20%). Par contre la version A présente une dérive du zéro à partir de +65°C au bout de plusieurs heures ou jours. Pour la version P, il y a également un dérive du zéro permanant lors de déformations cycliques importantes, il faut éviter l'utilisation en dynamique.
L'alliage isoléastique (D) est utilisé pour des mesures purement dynamiques, il présente l'avantage d'avoir une grande durée de vie. Il est déconseillé pour les applications statiques.
Le Karma (K) Si vous recherchez : bonne tenue en fatigue, excellente stabilité et précision sur du long terme, c'est l'alliage à utiliser. Il possède une utilisation en température importante de -269 à +260°C (voir 400°C à court terme).
Les supports des jauges VISHAY sont de deux types : polyimide (E) et époxyphénolique renforcé fibre de verre (W). Le support E est un support résistant et souple qui peut être appliqué sur des petits rayons de courbure. C'est un support idéal pour toutes les applications courantes, statiques ou dynamiques; de l'analyse des contraintes. Ce support permet de grands allongement et peut être utilisé pour mesurer des déformations plastiques à 20 %. Pour accoître les performances sur un plus large domaine de température, le support W constitue le meilleur choix. En contre-partie, l'allongement maximum autorisé par ce support ne dépasse les 1 à 2 %.
Source : VISHAY MM NT505B : Jauges d'extensométrie électrique.
Comprendre les références des jauges VISHAY :
Vous pouvez télécharger :
Note technique NT505B : Comment choisir une jauge d'extensométrie
Le Catalogue général des jauges
Le Catalogue général des accessoires
Le Catalogue général des instruments de mesure
Jauge de déformation (ou de contrainte)
Jauge uniaxiale
Pour la mesure des déformations dans un seul axe
- Longueur de grille : de 0,2 à 114 mm
- Déformations maximales : +/-1,5 à +/-20 %
- Température d'utilisation : -269 à +400 °C
Jauge bi-directionnelle (Rosette en T)
Mesure les déformations dans 2 axes (à 90°)
- Longueur de grille : de 0,76 à 6,35 mm
- Déformations maximales : +/-1,5 à +/-20 %
- Température d'utilisation : -269 à +400 °C
Rosette 3 directions rectangulaire (jauge 3D)
Permet de connaître la direction et la valeur de la déformation principale
- Longueur de grille : de 0,79 à 6,35 mm
- Déformations maximales : +/-1,5 à +/-20 %
- Température d'utilisation : -269 à +400 °C
Rosette 3 directions delta (jauge 3D)
Permet de connaître la direction et la valeur de la déformation principale
- Longueur de grille : de 0,79 à 3,18 mm
- Déformations maximales : +/-1,5 à +/-20 %
- Température d'utilisation : -269 à +400 °C
Rosette torsion (jauge couple)
Permet directement de réaliser la mesure de torsion
- Longueur de grille : de 1,57 à 6,35 mm
- Déformations maximales : +/-1,5 à +/-20 %
- Température d'utilisation : -269 à +400 °C
Jauge pour la mesure des contraintes résiduelles
Permet de déterminer les contraintes résiduelles par la méthode du trou
- Longueur de grille : de 0,79 à 3,18 mm
- Déformations maximales : +/-1,5 à +/-20 %
- Température d'utilisation : -269 à +205 °C
Jauge soudable
Conçue pour être soudée directement par points sur la structure
- Longueur de grille : de 16 à 29,2 mm
- Déformations maximales : +/-3 %
- Température d'utilisation : -195 à +290 °C
Jauge longue
Pour des mesures sur des matériaux non homogènes par exemple le béton
- Longueur de grille : de 19,05 à 101,60 mm
- Déformations maximales : +/-2 à +/-20 %
- Température d'utilisation : -269 à +400 °C
Jauge détection de fissures
Conçu pour détecter simplement la présence d'une fissure ou atteint un certain niveau
- Longueur de grille : de 14 à 55 mm
- Résistance : 0,05 Ω/mm ou 1 Ω/mm
- Température d'utilisation : -195 à +120 °C
Jauge de propagation de fissures
Conçu pour mesurer l'évolution d'une fissure dans le temps
- Longueur de grille : de 13 à 51 mm
- Variation de la résistance en fonction des brins cassés
- Température d'utilisation : -269 à +230 °C
Jauge pré-câblée
Jauge avec câble déjà soudé. Réalisation en standard ou sur mesure
- Longueur de grille : à la demande
- Longueur des câbles : à la demande
- Température d'utilisation : à la demande
Jauge spécifique : incluse pour béton, manganin, diaphragme, chaînette...
Pour les applications spécifiques
- Jauge chaînette pour mesure des gradients de contraintes
- Jauge à autocompensation élevée pour matières plastique
- Jauge pour champs magnétiques intenses,...
Colle
M-200
Applications classiques, colle type méthyl-2-cyanonoacrylate
- Température d'utilisation : -185 à +95 °C
- Allongement : > 6% à 24 °C
- Polymérisation : 1 minute
AE-10
Colle deux composants type époxyde pour essais en température
Fortement résistante à l'humidité et à la plupart des agents chimiques
- Température d'utilisation : -195 à +95 °C
- Allongement : de 1 à 15 % suivant la température
- Polymérisation : minimum 6 heures à 25 °C
AE-15
Identique à la AE-10 sauf moins d'accélérateur. Conseillée pour les capteurs
- Température d'utilisation : -269 à +95 °C
- Allongement : de 2 à 15 % suivant la température
- Polymérisation : minimum 6 heures à 50 °C
M-600
Pour les applications en température et haute performance (capteurs)
- Température d'utilisation : -269 à +370 °C
- Allongement : de 1 à 3% suivant la température
- Polymérisation : minimum 4 heures à 80 °C
M-610
Identique à la M-600 mais avec moins de durcisseur, colle type époxy-phénolique
- Température d'utilisation : -269 à +370 °C
- Allongement : de 1 à 3% suivant la température
- Polymérisation : minimum 4 heures à 100 °C
Colle spécifique
Il existe un grand choix de colle pour les applications les plus spécifiques
- Type : M-43-B, GA-61, GA-2, A-12,...
- Précision, température d'utilisation,...
- N'hésitez pas à nous contacter pour vous conseillez
Protection
M-COAT-A
Polyuréthane en solution dans du xylène, film de 0,1 à 0,25 mm
- Usage générale en laboratoire, transparent, flexible
- Bonne résistance à l'humidité
- Température d'utilisation : -75 à + 150 °C
M-COAT-B
Caoutchouc nitruré en solution dans un méthyl-éthylcétone
- Bonne résistance à l'essence et aux huiles
- Ne pas utilisé directement sur les trames ou fils nus
- Température d'utilisation : -195 à +150 °C
M-COAT-C
Elastomère de silicone en solution dans du xylène, film de 0,4 à 0,5 mm
- Protection en laboratoire ou sur site
- Bonne résistance chimique et contre les projections d'eau
- Température d'utilisation : -60 à +290 °C
M-COAT-D
Résine acrylique en solution dans du toluène, film de 0,1 à 0,25 mm
- Résistance à l'humidité, résistance chimique faible
- Couleur blanche, forme un film dur
- Température d'utilisation : -75 à +160 °C
M-COAT-F
Conçu pour l'application sur le chantier, protection mécanique
- Utilisation sur : pipelines, tunnels, ponts, structures en béton
- Inclus : caoutchouc butyle, néoprène, teflon, scotch alu
- Température d'utilisation : -55 à +120 °C
RTV 3140
Caoutchouc silicone, non corrosif, transparent
- Facile à mettre en oeuvre d'où son emploi courant
- film de 0,7 à 1,5 mm
- Température d'utilisation : -75 à +315 °C
RTV 3145
Identique au RTV 3140 mais de couleur grise
- Protection plus résistante mais moins souple
- Peut servir pour maintenir les câbles
- Température d'utilisation : -75 à +315 °C
Accessoire
Outillage
Chaque corps de métier possède ses outils particuliers. l'extensométrie n'échappe pas à cette règle.
- Pince coupante, pince à dénuder, pointe de dentiste,...
- Feuilles et rubans adhésifs
- Dispositif de chauffe
Cosses relais
Presques toutes les jauges, il n'est pas conseillé de sourder directement les fils de liaison aux instruments sur les pattes des jauges.
- Supports avec film polyimide ou epoxy renforcé fibre de verre
- Différentes tailles disponibles
- Différentes formes géométriques
Soudure et fer à souder
La soudure des jauges avec les câbles est un élément capital de l'installation
- Diamètre de la soudure : de 0,5 à 1 mm
- Température solide/liquide : 183 à 301 °C
- Nous commercialisons également un grand choix de fer à souder
Fils et câbles
mono-conducteur ou multi-brins, blindé ou non,...
- Température de fonctionnement : de -270 à +300 °C
- Bobine de 10, 30, 100, 15 ou 300 mètres
- Réalisation de câbles spécifiques
Préparations de surface
Pour obtenir un bon collage des jauges, la surface de la pièce doit être chimiquement propre et totalement libre de contaminants avant l'application de la colle
- Solvants de nettoyage : CSM3, GC-6,..
- Solutions acides et basiques : CMA et MN5A
- Abrasifs : SC et PA
Résistances de précision
Elles sont utilisées pour la calibration-shunt des instruments
- Disponibles en 120, 650 ou 1000 Ω
- type : standard, bobiné, hermétique
- Stabilité : de 5 à 30 ppm/an
Kit de collage
Valise de collage avec ou sans outillage, avec ou sans colle,...
- Valise complète avec outillage, fer à souder,..
- Valise de collage avec uniquement les produits de collage
- Valise spécifique ou sur mesure
Modules de complément de pont
Pour la réalisation de complèment de pont avec l'étage de conditionnement
- Complèment 1/2 pont ou pont complet
- Disponible de 50 à 5000 Ω
- Tolérance : +/- 0,01 %
Instrument de contrôle et de calibration
Contrôleur d'installation de jauge GIT 1300
Mesure de l'isolement électrique GIT1300 entre la jauge et la structure ainsi que la résistance de la jauge
- Fonctionnement sur piles
- Pour jauges 120 ou 350 Ω
- Boîtier compact
Soudeuse par points V 700
Le système V700 est un système portable pour la soudure par points et brasure
- Système sur batterie
- Fer à souder intégré
- Boîtier compact
Simulateur étalon de jauges et de capteurs SIC 1550-B
Le SIC1550 est un véritable pont de Wheatstone permettant la simulation d'un pont de jauges
- Simule : quart (1/4) de pont, demi (1/2) pont et pont complet
- 120 et 350 Ω
- Etalonnage de tous les ponts et chaînes de mesures
Simulateur de jauges V/E 40
Boîte à décades V/E40
- Résolution 0,01 Ω
- Précision +/-0,02 % de la valeur affichée
Système de perçage RS 200
Système de perçage RS200 pour réaliser des trous et de déterminer les contraintes résiduelles par la méthode du trou
- Système complet : Trépied, turbine, fraise,...
- Microscope et lumière de précision inclus
Instrument de mesure
Système portable autonome P3
Système de visualisation et d'enregistrement de jauges de déformation
- 4 entrées : 1/4 de pont, 1/2 pont et pont complet
- Afficheur LCD
- Sortie USB, enregistrement sur carte SD
Conditionneur 2100
Conditionneur dynamique
- Bande passante jusqu'à 50 KHz
- Excitation des jauges jusqu'à 12 Vcc
- Sortie tension 10 Vcc
Conditionneur 2200
Conditionneur dynamique avec pré-équilibrage automatique
- Bande passante 100 KHz
- Gain de 1 à 3300
- Filtres actifs Bessel passe-bas
Conditionneur 2300
Conditionneur multi-voies
- Tension d'excitation de 0,5 à 15 Vcc
- Bande passante jusqu'à 50 KHz
- Gain de 1 à 11 000
Système Student DAQ
Le système StudentDAQ est un système mono-voie qui se branche directement sur un port USB
- Tension d'excitation fixe à 2,5 Vcc
- Fréquence d'échantillonnage maxi : 80 Hz
- Gain fixe, logiciel inclus, VI National Instrument
Système D4
Le système D4 comporte 4 entrées, il est auto-alimenté par le port USB
- 4 entrées : 1/4 de pont, 1/2 pont et pont complet
- Fréquence d'échantillonnage 8 Hz
- Tension d'excitation fixe : 1,5 Vcc
Système d'acquisition 7000
Interface Ethernet, carte de 8 voies, écran LCD en face avant
- Fréquence d'échantillonnage jusqu'à 2 KHz
- Type d'entrée : Jauge, thermocouple, tension
- Précision : +/-0,05 %
Système d'acquisition 8000
Système universel avec entrées jauge, thermocouple, tension sélectionnables par logiciel
- Scanner de 8 voies (maximum 128 voies)
- Fréquence d'échantillonnage de 10 à 1000 Hz
- Interface Ethernet
Système d'acquisition 9000
Système 12 entrées jauges, jusqu'à 48 voies
- 4 entrées supplémentaires pour : tension, thermocouple, ICP
- Fréquence d'échantillonnage jusqu'à 50 KHz
- Interface Ethernet
Logiciel
Logiciel VISHAY STRAINSMART
Logiciel de configuration et d'acquisition pour les applications en extensométrie
- Intégration d'une base de données matériaux
- Réalisation de différents calculs : Calcul de rosette, méthode du trou,...
- Compensation thermique des jauges
Photoélasticimétrie
Système photostress de VISHAY
Mesure par réflexion, système complet : lumière, filtres,...
- Caméra numérique avec logiciel de calcul
- Filtres polarisants inclus
- Kit de galbage (option)
Fibre optique
Nous proposons une alternative à la jauge de contrainte pour les mesures de déformation. La fibre optique possède des caractéristiques intéressantes pour des mesures dans des environnements difficiles : Radioactivité, perturbation électromagnétique, zone ATEX,...La faible dérive dans le temps ainsi que l'absence de calibration sont également des points avantageux dans certaines applications.
La fibre se colle (comme une jauge de déformation) sur la structure et permet une mesure de l'allongement de celle-ci avec une très faible dérive en température. La sonde se branche sur des électroniques spécifiques pour fibre optique pour : afficher, enregistrer ou traiter les données. Les systèmes WLPI peuvent être portables (mesure sur chantier ou sur un site difficile d'accès) ou transportables (généralement utilisés dans les laboratoires).
Mesure de déformation par fibre optique OSP-A
Faible dérive en température et aux effets transverses
- Etendues de mesure : de +/-1000 à 5000 µm/m
- Température d'utilisation : -40 à +250 °C
- Sortie câble 1,5 mètres en standard
