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Pages: 10 (2337 mots) Publié le: 6 août 2014
̈ S olutions ̇
MESURES MÉCANIQUES

LES JAUGES
DE CONTRAINTES...
EXAMINÉES À LA LOUPE
s Les jauges de contraintes (ou jauges d’extensométrie) sont
largement utilisées depuis de nombreuses années pour la
mesure de déformations à la surface des structures. La pression,
la force, l’accélération, le couple... bref toute grandeur mécanique dont l’action sur un corps d’épreuve entraîne sadéformation est mesurable par extensométrie. Mais l’on oublie parfois
que cette mesure n’a rien d’anodin. C’est pourquoi nous vous
proposons ici d’en revoir les principales caractéristiques.

1 - Un choix judicieux
des matériaux
La qualité d’un capteur à jauges de contraintes
passe tout d’abord par un choix de matériaux
adaptés pour le corps d’épreuve, le support
isolant et la jauge elle-même.Le corps d’épreuve. C’est l’élément fondamental du capteur puisque c’est lui qui est

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doc. Sonepar Electronique

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raduire en variation de résistance
électrique la déformation de la pièce sur laquelle elles sont fixées: tel
est le principe de base des jauges de
contraintes. Celles-ci sont généralement constituées d’une grille formée par un conducteur
imprimé ou collé sur unsupport isolant, luimême collé sur la pièce (le corps d’épreuve)
dont on veut connaître les déformations.
Il existe deux types de jauges de contraintes:
les jauges piézorésistives (ou à semi-conducteurs) et les jauges métalliques, ces dernières
étant actuellement les plus utilisées en extensométrie. A l’origine, elles étaient constituées
d’un fil (généralement en constantan) collé
en spiresrapprochées sur un support mince.
Aujourd’hui, on trouve plutôt des jauges à
trame pelliculaire obtenues à partir d’une
feuille métallique mince (quelques
µm d’épaisseur) et d’un support isolant (une
résine synthétique) que l’on traite, comme
un circuit imprimé, par lithographie et attaque
à l’acide. C’est à ce type de jauges que nous
nous intéresserons plus particulièrement.

soumis auxdéformations. La tendance naturelle consiste à choisir des matériaux se prêtant à
des déformations importantes, afin d’obtenir
des signaux de grande amplitude. Il faut alors
éviter d’aller aux limites d’élasticité des matériaux afin de s’affranchir des risques de déformations permanentes voire de ruptures.
Les métaux répondant à ces critères ont chacun leurs avantages et leurs inconvénients. Lesaciers alliés (E4340 par exemple) présentent
une excellente résistance à la fatigue, mais ils
doivent être protégés contre la corrosion. Les
aciers inoxydables n’ont pas ce problème mais
ils sont peu homogènes et donnent des capteurs peu précis. On utilise aussi des alliages
d’aluminium, qui conviennent bien pour la
réalisation de capteurs de faible capacité.
Le choix de matériaux adaptés nesuffit pas.
Il faut aussi optimiser la géométrie du corps
d’épreuve, afin de trouver des zones de déformations maximales et éviter de trop fortes
concentrations de contraintes. L’analyse par
éléments finis permet aujourd’hui d’optimiser la conception du corps d’épreuve en fonction de la répartition des contraintes qui lui
sont appliquées.
Le support. Afin de transmettre le plus fidèlementpossible les déformations du corps
d’épreuve, le support de la jauge doit avoir
des caractéristiques bien spécifiques: une bonne aptitude au collage, un coefficient de dilatation relativement faible, une
bonne tenue en température,

A bras cisaillés, en S, en poutre, en acier inoxydable, miniatures... il existe une grande variété de
capteurs à jauges de contraintes. Tous permettent de mesurerl’effort exercé sur une structure à
travers la déformation qu’il engendre. Le choix de l’un ou l’autre des capteurs dépendra de
l’application envisagée et des conditions d’emploi (température...).
MESURES 725 - MAI 2000

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Différents types de montage
s Les variations de résistance des jauges sont

trop faibles pour être mesurables directement. Les jauges sont donc...
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