ta4 5 RP/MS REPUBLIQUE DU SENEGAL PRI ...
ta4 5
RP/MS
REPUBLIQUE DU SENEGAL
PRI
PRIMATURE
SECRETARIAT D'ETAT
A LA RECHERCHE ~SCIENTIFIQUE ET TECHNIQUE
PROJET D'EQUIPEMENT VUN TRACTEUR BCUYER TE
POUR EFFWfUER BE8 MC8UffEB AU CHAMP
Septembre 1980
Centre National de Recherches Agronamique-
de BAMBEY
INSTITUT SE:NEGALAIS DE RECHERCHES AGR:ICOLES
(1, S. R. A.)
1
Suite & un stage effectué au CNEEMA en 1977 sur les
matériels d'expérimentation, il avait ét6 prévu que la Division
du Machinisme Agricole fasse l'acquisition d'une petits chafne de
mesure à monter sur un tracteur de motorisation intermédiaire (TE
EXJUYER). Malheureusement le financement n'a pu étre acquis qu'en
fin 1980 dans le cadre FAC,
Avant de rédiger ce rapport , je comptais tester la chafn-
en conditions réelles afin d'en faire ressortir les Cventuels dé-
fauts et les corriger. Ainsi ceux qu'elle intéresserait dispose-
raient alors d’un appareil à peu pr&s au point;,
Quittant le service en fin 1980 , j e n e p e u x d o n c realiscr
mon souhait et me suis donc d6cidé à publier ce projet de chaZnzl
i m p r é c i s e n c o r e s u r d e n o m b r e u x p o i n t s e t surtout n’ayant fait
l'objet d'aucun test. J e l a i s s e d o n c l e s o i n iit mon successeur de
concrétiser l'idée et de procéder à u n e c r i t i q u e objective d a n s le
but de disposer d'un outil de travail utile et fiable.
Le CNEEMA a 6té choisi pour la confection de cette chaiilno,
Il sera indispensable que ceux qui l'ont conçue participent au
montage et aux essais,
2
Il est nécessaire de pouvoir effectuer des essais sur
des matériels agricoles afin de pouvoir identifier les qualités,
les défauts, de pouvoir les régler et enfin de pouvoir les compa-
rer.
Deux types d'essais sont envisageables :
- des essais type OCDE qui se font dans des condi-
tions contrblées (piste, temps...) et qui permettent ainsi la
comparaison de matériels essayes dans des lieux différents. Ces
essais sont assez théoriques et il est difficile de les relier à
l a r é a l i t é .
- des essais pratiques, oui se font sur les terrain:,
agricoles et pendant que le tracteur effectue un travail.
Il va sans dire que les essais du deuxième type sont plus-
délicats et difficiles que c e u x d u I e r t y p e . I l s s o n t e n e f f e t
realisés aux champs ; les appareils de mesures doivent @tre portés
par la machine ce oui necessite toute une installation préalable,
ou bien il faut disposer d'un système dtémission afin de recueil'
les données dans un camion - l a b o r a t o i r e a u b o r d d u Ch?amp.
Dans les essais du premier type les efforts sont toujoor
simulés en laboratoire ou sur un terrain normalise et les mesures
recueillies toujours dans les mêmes conditions. Cependant, pour
1 ‘utilisateur, ce sont les essais sur le terrain oui sont le plus
intéressants car ils correspondent à u n s o u c i réel et precis (par
exemple : consommation en labour, puissance absorbée, etc.,.)‘+
Si certaines mesures sont assez faciles à faire (tempr
vitesse de rotation. ,.) dl autres sont plus délicates (efforts,
glissement, consommation.. .) et vont nécessiter des appareillages
plus ou moins compliques,
Nous allons commencer par passer en revue les appareils
utilisables dans des chaînes de mesures.
+:- Il est évident qu'on ne pourra comparer deux matériels que si
ils ont ete essayes le même jour, au merne endroit et pour un tre-
vail bien défini.
3
DIFFERENTS MAILLONS DES CHAINES DE MESURES (1)
On peut separer une chafne en 3 maillons differentn :
- le capteur
- la transmission
- le récepteur.
1/ - Les capteurs
II - Capteurs mecaniques
C'est une pièce Qui se déforme sous l'action de la gr;an-
d@ur à mesurer. Ce sont des capteurs assez robustes, qui peuvent
sIemployer dans des conditions d'ambiance sévères. Leur principal
inconvénient est qu’il leur est impossible de suivre des phénomènes
rapides.
12 - Capteurs hydrauliques
C'est un dispositif transformant la grandeur à mesurer
en pression sur un fluide. Ils sont surtout utilisés pour des me-
sures de force plus .facilc h u t i l i s e r q u e l e s c a p t e u r s m é c a n i q u e s ,
mais présentant une grande inertie,
13 - Capteurs é l e c t r i q u e s
On mesure la déformation d'un corps par un système élec-
trique.
131 - C a p t e u r s à potentiom&tre
Les deformations sont transmises & un potentiomètra et
ainsi transformdes en variation de résistance ou de tensiori.
Pticision moyenne.
132 - Ch;:;urs 2 transfqrmateurs e t à v a r i a t e u r s dlinduc-
7
Les déformations provoquent le déplacement d’un noyau de
fer doux dans un bobinage, On mesure alors ou la tension de sortie
(transformateur) ou la variation de self
(Variation d'inductance).
Ces capteurs ont l’avantage de n’avoir aucun frottement
mais nécessitent un système de mise en forme du signal de sortie
a s s e z i m p o r t a n t p o u r étre précis.
133 -Capteurs à ,iauqe de contrainte
On mesure la ddformation superficielle du corps d’épreuve
à l'aide de petites resistances Qui y sont collees, L'avantage de
ce système est qu'il est sensible, simple, peu encombrant et permet
d e s f r é q u e n c e s d e t r a v a i l é l e v é s .
134 - Capteurs piezo électriques
Ce sont des cristaux gui, sous l'e'fet d'une pression se
chargent do courant, Ils sont assez fragiles,
135 - Cqteurs
a thermocouples
- I-w_.---
Pour mesurer les températures.
74 - Equipements associes aux capteurs
Ces capteurs electriques ne peuvent &tre employés seuls :
ils doivent être completes par des appareils permettant d’abord
l'alimentation en lcourant convenable du capteur (Alimentation)
ensuite la lecture de la courbe de réponse par l’intermediaire du
signal de sortie
(Amplificateur).
Ce sont des appareils plus ou mains compli9ués en fonc-
tion de ce que l'on attend d'eux comme précision,
Il est évident que, vue l'utilisation de ces appareils
ils doivent être robustes.
21 - Les systèmes de transmission
Ils sont directement lies aux systèmes des capteurs :
21
- Transmission mécanique
Utilisable avec capteurs mécaniques, Composa d’engrenages
de bielles et de leviers permettant de reproduire et dlamplifier
les déformations, A utiliser dans les installations fixes car .ils
ne sont pas facilement adaptables.
22 - Transmission hydraulique
Utilisable avec capteur hydraulique. Elle transmet la
pression au récepteur. Montage très facile et très souple d’emploi.
23 - Transmission électrique
F i l s é l e c t r i q u e s t r a n s m e t t a n t a u rcécepteur l e c o u r a n t
venant du capteur sur son parcours. Il faut Guiter des sources de
parasites risquant tAe fausser les mesures. Pour des capteurs tour-
nants, on place des collecteurs avec des balais. Il est souvent
nécessaire d’amplifier le courant avant de passer par ces contacts
afin de diminuer les erreurs dues au systéme.
24 - Transmission radio
Permet d'éliminer les liaisons capteur-récepteur.
Tr+s intéressant dans le cas de machines mobiles mais
onéreuses et délicates d'emploi,
31 - Les récepteurs
Permettent la visualisation, la mesure et 6vcntuellement
le stockage des grandeurs mesurees.
3 1 - A p p a r e i l j l e c t u r e d i r e c t e
311 - Appareils 5 aiquille
Une aiguille se déplace sur un cadran et reproduit les
variations de la grandeur mesurée, On lit alors les m e s u r e s s u r l e
cadran gradué,
Ces appareils sont réservés à des phenomenes variant
lentement,
sinon l'aiguille ne suit plus,
Ces appareils sont compatibles avec: des systèmes électri-
ques ou mécaniques,
312 - A p p a r e i l s à l e c t u r e diqitaa
La mesure s’inscrit sur un cadran de façon régulière.
On trouve des appareils electromagnétiques et des appareils
électroniques.
3 2 - Les enreqistreurg
Permettent le stockage en continu des donneos recueillies.
32 1 - E n r e q i s t r e u r s à e n c r e
-
-
I l s s o n t directcment derivés des appareils ;.I aigJille,
mais l’aiguille
porte un stylet qui se déplace sur un papier qui
défile.
Lc: déroulement du papior est reglable soit en fonction du
temps, soit en ?011~;1I~,i L;'Y~L~~LI!s jLcl,,dGUî~
(iGplacement pa:r exemple).
Les inconvenients restent les memes que pour les appareils à lec-
ture directe. On peut trouver des appareils multicourbes. D’autres
enregistreurs dits “& pointés”, enregistrr,3t s u r u n mÊme p a p i e r
avec des "points" differents des grandeurs distinctes, De même ils
ne peuvent enregistrer que des grandeurs variant lentement.
322 - Enregistreurs photoqraphiques
Ce sont des onrogistreurs utilisas pour suivre dxs varia-
tions rapides. Ils sont fragiles et sensibles aux vibrations, Ils
sont composés d'un pinceau lumineux refléchi, un petit miroir ct
frappant un papier photo, Gené ralement la longueur d'onde utilisée
est celle des UV car le papier peut se développer 51 la lumière du
jour ; il n'y a alors pas de problème de chambre noire,
32 3 - Enreqistreurs maqr-&tiques
Ils sont moins sensibles aux vibrations et peuvent enre-
gistrer de nombreux parametres.
I l y a p l u s i e u r s t y p e s d’cnregis-
trements mais le meilleur est celui en modulation de frequence.
Le dgpauillement est fait avec soit directement dos c&-
culatrices électroniques, soit par visualisation des donnees (cour-
bes sur papier)
C’est sûrement 1 ‘enregistreur idéal mais il demande
do la technicité et: de nnmh~~"V nnn-nn: -le ^---..I- - .-
., I . .
CONCEPTION DE LA CHAINE
-- -
1 - CHOIX DES GRANDEURS A MESURER
Nous nous limiterons volontairement à l'essai de trac-
teurs agricoles aux champs et des outils qui s'y adaptent.
On peut donc considerer deux types d'essais :
- Essais du tracteur proprement dit
- Essais des materiels s'y adaptant.
Les premiers essais serviront à déterminer la valeur
intrinsèque du trzctcur : consommation en fonction de l'effort,
glissement en fonction du terrain, des pneus etc..,
Les deuxiemes serviront 2 comparer plusieurs matériels
pour évaluer leurs qualites techniques, leurs retombeus economiques.
Les deux types nécessitent la mise en place de système
de mesures au niveau du tracteur qui peuvent se limiter à :
- mesure de l'effort de traction
- mesure de la consommation en gas-oil
- mesure du glissement.
On pourrait y adjoindre un système de mesure permettant
de juger de la p6nibilitG
du travail. Ceci pourrait etre mesure
au niveau du moteur (température et vitesse de rotation). On peut
cependant considérer que la fatigue du moteur est liée à l'effort
fourni et à sa consommation,
II - CHOIX DES MATERIELS
A/ - Enregistrement des donnees
L'idéal est de simplifier au maximum les relevés. Comme
nous l'avons vu plus haut, les enregistreurs magnétiques sont
idéals. Malheureusement ils demandant trop de technicité et coûtent
cher. Il nous faut rester dans un domaine technique relativement
simple et peu onéreux.
Toujours dans le meme but, il est intéressant de regrouper
la lecture et les rcleves aussi, ce sont les systèmes ;: lecture di-
roctu sur cadran qui ont et6 choisio. Tous 1~s cadrans sont regroupes
sur une m@me console ce qui permet ainsi leurs relevés simultanes.
Ceci limite évidemment les donnees recueillies, car cc système ne
donne que des mesures moyennes. On peut alors penser & prévoir la
possibilité d'adjoindre des systèmes d'onregistremcnt en continu,
dans le cas de necessite de telles mesures.
De tels releves induisent des capteurs électriques. Il
est évidemment possible de prendre d'autres types de syst&me nais
cela complique les relt!ves ct induisent des risques d'erreurs
(voir plus loin).
7
On obtiendra donc une console de lecture que l'on peut
schématiser en figure I :
- 'I compteur électromagnétique pour la mesure du
temps ;
- ‘1 compteur 6loctromagnStiquo pour la mesure de 1
l'effort de traction ;
- ‘l compteur électromagnétique pour la mesure de la
consommation ;
- 'l compteur électromagnetique pour la mesure du
glissement ;
- '1 compteur electromagnétique pour la mesure de la
distance parcourue.
Tous ces compteurs peuvent &tre remis 3. zero ensemble par
système électromag& tique, On paut adjoindre un appareil de lecture
directe en continu (type voltmètre) pour l'effort de traction.
2/ - Mesure de l’effort d e tract’on
Les outils agricoles sont actuelldment employes en
“porté !. Ceci signifie qu'ils sont solidaires du tracteur par un
système 3 points qui permet un emploi trés commode, Malheureusement
cela complique les relevés de mesure d’effort.
Plusieurs systèmes sont possibles D
21
- Système d'attelage type CNEEMA permettant de connaf-
trc toutes les forcos s'exerçant sur le tracteur. Il a l’avantage
d'8trc démontable mais le dopq
J,vantagc d’@tre complique de fabrica-
tion et do décaler legèrement vars l’arrière les points d’attelage,
En fait ce qui nous interesse plus spécialement est llef-
f o r t t o t a l h o r i z o n t a l , celui auquel le moteur et les transmissions
du tracteur doivent faire face.
22 - Systemc de l'Institut Agricole Allemand. Cc! système
ne mesure que l’effort horizontal auquel est soumis lc tracteur. Il
a l'inconvénient d’être fixe sur un tracteur mais il est assez
facile de réalisation. Il a l'avantage de conserver les coordonn6es
des points d'attelage de l'outil et d'utiliser des dynamomètres vcn-
dus dans le commerce.
I l s e composa d e ( v o i r f i g u r e s 2 - 3 - 4 ) .
- 1 cadra p o r t e - o u t i l s u r l e q u e l s o n t p l a c e s Los
2 points d'attaches inférieurs des bras du relevage, et le point
d'attache supérieur du 3e point. Les emplacements seront ceux
d'origine sauf pour les points inferieurs qui pourront Btre déca-
les dans le sens de la larqeur seulement et ceci de façon égale de
chaque côte de façon à ne pas modificr'axe de traction.
- 4 bicllettes de support aux quatre coins du cadre.
Les biellettes sont fixees,
en haut sur le tracteur et en bas sur
le cadre. Celui-ci se trouve ainsi en balance par rapport au trac-
teur.
-m._,“.._.._
1 r-----?
i.--J
-w--d
f--~--r
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”
_.,__.^
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- 2 b i e l l c t t c s de maintien latéral qui font liaison
e n t r e l e t r a c t e u r e t 10 c a d r e d a n s u n p l a n h o r i z o n t a l ,
L e s biellcttcs s o n t a r t i c u l é e s à l e u r s d e u x extrémites p a r
un système à rotule. Ceci permet un déplacement dans 2 plans per-
pendiculaires.
Cependant cc! ditail n ‘est pas indispensable etant
d o n n e q u e l e dynamomècrt: utlli.4
sera 6iectrique l’ecart entre sa
p o s i t i o n à l’arret et sa position en travail sera négligeable, Lc
cadre reste pratiquement en place, I l o s t à n o t e r a u s s i q u e , v u e
le deplacement négligeable du cadre, les frottements au niveau des
r o t u l e s s o n t e u x a u s s i nbgligeables
d e v a n t l ’ e f f o r t e n r e g i s t r e
(moins de 1 $).
E n f i n i l e s t necessaire d e b i e n r e n f o r c e r l e c a d r e p o r -
t a n t l e 3 e p o i n t p a r u n s y s t è m e B t r i a n g u l a t i o n par eXC?mple,
D ’ une façon ge ne raie , les cadres doivent etre penses
différemment pour chaque tracteur, on prendra soin, afin de limiter
au strict minimum les frottements parasites (de prendre la longueur
d e s b i e l l e s l a p l u s g r a n d e p o s s i b l e .
On installe ensuite le dynamomètre entre le cadre et lr
tracteur. L’effort mesure donne alors 1 ‘eff,-lrt horizontal auquel
Cst s o u m i s l e t r a c t e u r . I l f a u t pr6voir u n s y s t è m e d e réglagi? a u
niveau des fixations du dynamomètre a f i n d ’ é l i m i n e r lo j e u evontuel
e n t r e le cadre et le tracteur,
L’enregistrement par compteur electrique induit 1 ‘utilisa-
tion de dynamomètre élcctriquo à jauges de contrainte, Ces jauges
sont collées sur unE pièce qui, subissant un effort, dhformc ces
j a u g e s e t m o d i f i e a i n s i l e u r rdsistancc.
Un mesure la variation
r e l a t i v e d e r é s i s t a n c e q u i est e n genéral p r o p o r t i o n n e l l e 21 l a
déformation relative du corps de forme.
L e t y p e d e dynamametre
n’est pas er tore d é f i n i . I l d e v r a
a v o i r l e s qualit&s suL~a,~~os :
- C?tre “rustique” - etanche à l a
poussiere
- supporter uno s u r c h a r g e d e 50 $
- o n s e c o n t e n t e r a d’une e r r e u r d e 5 $ m a i s o n
e x i g e r a u n e b o n n e f i d é l i t é .
L e n i v e a u d ’ e f f o r t c h o i s i p o u r l a p r é s e n t e chaîne est
de 0 - 1 . 0 0 0 k g . Ccpcndant il est intéressant de possèder d’autres
g a m m e s s ’ a c c o r d a n t avec l e m o n t a g e ( 0 - 2 . 0 0 0 k g , 0 - 4..OOC k g )
afin de pouvoir sIen servir sur d’autres montages et notamrnont en
motorisation conuentionnello ( 6 0 - 80 C V ) . Lo c h o i x d u système
d’enregistrement (compteur à impulsion) nécessite une petite modi-
f i c a t i o n s u r l ’ a p p a r e i l l a g e d e m i s e o n f o r m e d u s i g n a l d e s o r t i e
pour la mesure de l’effort, En effet, les dynamomètres eloctriques
d é l i v r e n t u n f a i b l e c o u r a n t v a r i a b l e q u i , après amplification donno
d e f a ç o n c o n t i n u e l a masure do l’effort. Dans le cas de lecture
s u r c o m p t e u r d i g i t a l i l e s t n é c e s s a i r e d ’ i n t é g r e r 1 ‘ e f f o r t p e n d a n t
u n c e r t a i n t e m p s _. t , L a v a l e u r l u e s u r l e c o m p t e u r e s t a l o r s l a
valeur moyenne de 1 ‘offort proportionnel à ce temps 2 t. (C’est
p o u r c e l a qu’il est int6rcssantde p o u v o i r s u i v r e , s u r u n c a d r a n
5-é p are
l ’ é v o l u t i o n reolle d e 1 ‘offort).
Le CNEEMA a mis au point un appareil permettant cette
+rs,ncfr\\tmmC;--
“- .-.,-..A -WC
_
.
W
m 0 3
w pz
9
4
- capteur de force comprenant un pont de 4 jauges
??
extcnsiom6triques qui se déséquilibre sous l'effet de la charge,
2. -- Conditionneur qui fournit la tension d'alimenta-
tion et le dispositif d'équilibrage du pont de jauge.
3 -1 Amplificateur de niveaux qui porte la tension
de quelques millivolts recueillis aux bornes du pont de jauge fil un
niveau suffisant pour exciter le convertisseur tension-frlsquonce,
4 -0 Convertisseur tension - fréquence qui joue le
râble à la fois de convcrtisscur analogique - numérique et par son
principe de fonctionnement d'intégrateur (basé sur lc principe de
charge et décharge d'un condensateur),
5 et 7 - Diviseurs de frtiquence qui permettent d'abais-
ser la fréquence des impulsions issues de la borne et ciu convertis-
seur à une valeur suffisamment basse pour attaquer 1~s co:nptcurs
d'impulsions électrom6caniques ciui sont des systémcs lents,
a - Portes ot amplis de courant qui contrôlent et
amplifient en courant les impulsions fournies par les diviseurs de
fréquence pour pouvoir attaquer les compteurs d'impulsion.
9 et 10 - Compteurs d'impulsions électromagnétiqws,
11 - Convertisseur de tension gui fournit llalimenta-
tion de + 15 - 15 volts aux circuits à parti.r de la tension d'une
batterie (2 12 v).
3 - Plesure de la consommation - Plusieurs systémos sont
disponibles, le plus commode étant le compteur de consommation
SOLEX de chez EMERSON BROOKS. C'est un compteur prgvu pour dtre
placé sur les véhicules quels qu'ils soient, Il est de plus très
sin p 1 2 do montage, d'entretien ct d'utilisation, et prucis (1 $).
Il se compose de :
(voir figures 6-7),
- un contrôleur do consommation Diesel adapté au
montage volant sur les canalisations de gas-oil,
- un indicateur éloctromécanique totalisant la
consommation en millilitre.
Ce contrôleur, en raison de sa faible perte de chargc,
peut Btre monté en amont do la pompe d~alimcntation. Co principe dr,
montage est donc standard pour tous 10s type:; de pompu d'injection.
Un préfiltre est toujours nécessaire on avant. du contrâlcur.
N..B,
: Dans le cas do pompe rotative il est nécessaire de placer un
radiateur k ailette sur lc circuit du retour car il y a cJlé-
vation de tamp6 raturz
de façon sensible et cela risque do
perturber le bon fonctionnomcnt du compteur.
Le contrC3lour lui-memc si compose dc : (voir Figure 0).
- un dogazour SOLEX
- un compteur BROOKS 4150.
Flllre 20 microtls
Filtre
secondetre
.
t-
11
* -4. Filtre
Il
* Lo degazeur est prevu pour éliminer J.cs gaz du gas-oil pro-
venant du circuit de retour de la pompe et des injecteurs car leur
p r é s e n c e r i s q u e a u s s i d e p o r t u r b c r l e foncti.onnement {du compteur,
* Le compteur est un système à deux rout.‘s ovales tournant
dans un cors usine avec précision. A chaque tour de roue, un aimant
noyé dans une des roues ouvre! et ferme un contact magnétiouc placé
à l’extericur de la chambre eliminant ainsi tout risque do fuite
ou prise d’air. CO compteur est aveugle, Le volume entre deux con-
tacts correspond très oxactoment h 1 m l ( v o i r f i g u r e 3 ) .
4 . Mesure des deplacements - On mcsurora 2 deplacements :
* le déplacement reel de la machine : Dr
* l e d6placcment t h é o r i q u e : Dt q u i e s t l e nombre de t o u r s d e s
roues motrices :c leur circonfé rencc,
O n a u r a a i n s i lo g l i s s e m e n t :
G =
Dt - Dr
Dt
Le dgplacement réel se mesurera soit directement au sol par des
jalons entre lesquels on fera la mesure, soit par un système de
roues dont on comptera les tours pour en déduire la distance par-
courue.
Plusieurs systèmes pouvent 6trc proposés pour la mesure
do la distance réelle parcourue par une roue.
a/ - On utilise une des deux roues avant du tracteur
m a i s i l y a risou d ’ e r r e u r d u e o u a u bordoyagc d u t r a c t e u r , o u à
un manque d’adhérence du train avant (dans Lt cas do labour par
exemple),
b/ - O n u t i l i s e unc r o u l e t t e i.ndependantc fixoe
dans l'ase du tracteur, On s’arrangera pour .La prendre de diam&trrc:
assez grand afin cl~6liminor les risques de patinage et de fausses
mesures dans le cas de terrain cahoteux (la potita roue suit tous
les reliefs augmentant ainsi la distance réo.Lle),
Dans le 2c cas il faut prevoir un système de ra.J1.t.;vagc do
la roue en bout de raio afin CIL' ne pas la forcer. Cc dispositif
p e u t étre o u i n d é p e n d a n t ou li6 a u r c l e v a g e . ( V o i r f i g u r e 10).
I l f a u t p e n s e r 21 montor, s u r c e t t e r o u l e t t e , u n p n e u
avec des dessins adgquats l i m i t a n t a u maximum les risques de patinagc2.
Pour la mosurc du nombre de tour de roues il est; intéros-
s a n t d e p o u v o i r en compter dos fractions. Pour ce et pour des ro-
tations faibles il faut placer un système muLtiplicatcur do façon
à l i m i t e r 1 ‘ e r r e u r ( 1 à 5 ;X).
Pour la mesure du nombre de tours de roues mlotrices qui
est proportionnel au régime moteur (rapports de la boîte de vitssso)
i l e s t a i s é d e p l a c e r u n compteur d ' i m p u l s i o n sur la prise de force,
Il suffira de connaître ce rapport entre la vitesse de prise de
force et la vitesse enclanchéc (donnée par le constructeur) pour en
deduire l e n o m b r e d e tnurs r i e P~III‘G
11
Si l'on mesure la distance réelle par roues sur .lc sol,
on placera, après un système de multiplication, aussi un compteur
d'impulsion,
Il existe deux sortes de compteurs d'impulsion :
*- soit le système à rupteur CL came(comme les rupteurs de cir-
cuit d'allumage automabile). Ce système, mécanique, n6cessite
certains aménagements pas toujours realisables ;
++ soit le système ci detccteur de proximité qui est un capteur
reagissant aux modifications de champs magnétioues. 11 suffit de
la placer alors prés d'un pignon ou arbre cranté pour qu'il. compte
le nombre de dents ou cie cannelures. Ce système est très précis et
p ratiq ue e
III - RECAPITULATION DE LA CHAINE
On peut donc reconstituer la chaine comme suit : (voir
f i g u r e 11). Le c o u r a n t e s t f o u r n i par une bat-teris 12 V ds bonne
oualite (si possible Ca. Ni,).
Elle alimente :
l/ - Le c o n v e r t i s s e u r i- 15 - 15 Volts alimentant le sys-
tème de mesure dynamométri.C~uc et les détecteurs de pro::imité.
2/ - Le c'ompteur de carburant,
Le conditionneur-amplificateur du système de mesure dy-
namométrique nous donne aussi la base temps, Toutes les liaisons
électriques sont faites avec des prises étanches et 3 vis afin de
limiter les usures. Elles sont entièrement indépendantes des appa-
rcils, ceci afin de permettre un démontage et remontage faciles
pour un entreposage dans un endroit adequat.
Toutes les entrées et
sorties sont repé rees.
* Utilisation de la chatne
L'utilisation de la chaîne se fera très simplement :
deux façons sont possibles ;
a/ - avec des jalons à distance fixe (voir figure $2).
Cette façon a l'avantage de simplifier les calculs ultérieurs, Dr)
place 2 fois deux jalons h une distance fixe (100 mètres par exem-
ple). Quand l e t r a c t e u r p a s s e d e v a n t les premiers jalons, 011 appuie
sur la remise à zéro de la console de lecture, quand il pas.se devant
les seconds jalons on arrête la lecture, On relève les compteurs
avant de continuer.
La feuille des relcves sera identiow à la console, ce,
afin d ’ é v i t e r l e s r i s q u e s d ’ e r r e u r ( v o i r f i g u r e 13).
Le compteur de distance réelle n'est alors pas nécessaire.
l
I
b/ - Sans jalons - On relève tous les compteurs, y
compris le compteur de distance réelle,
Les relev6s permettent de calculer :
- l a v i t e s s e &clle
- l’effort m o y e n d e m a n d é
- la consommation (horaire - spécifique)
- la puissance r6olle absorbéa
- le glissement.
-)f- Etalonnaqe de la chaîne
v--m
Il est évidemment indispensable d'ktalonner régulièrement
la chaîne.
- Mesure des déplacements
-
-
- : On mesure au sol une distance
donn6e et l'onvérifie les compteurs avec le tracteur en déplace-
ment lent.
- Mesure de la consommation : On branche en d6riwation
sur l'alimentation en gas-oil un système 2 Eprouvette graduee et
l’on vérifie le moteur en marche (voir figure 14).
- M e s u r e d e l’ef?or% : On peut verifier l’offort h l'aide
d'un dynamomètre à lecture directe en imprimant un cadre, par l'in-
termédiaire d 'un table, un effort constant (voir figure 15).
La mise kt ZQro du pont de jauges de contrainte nécessite
quelquefois l'acquisition d'un multimètre de laboratoire assez
précis. L a m é t h o d e d’équilibrage est à préciser lors de la livrai-
son du dynamomètre ; elle reste simple B effectuer,
..:
.>
,
‘
4
>
1 3
11 est dommage que ce rapport reste assez théorique mais,
pour les raisons que nous avons vues plus haut, il n’est pas possi-
ble d'aller plus lsin.
L a chafns propos&e est evidemment une chaîne minimum,
permettant à prix réduit, de suivre quelques grandeurs indispensa-
b l e s a u c o u r s d ’ e s s a i s a u c h a m p . I l e s t é v i d e n t q u e s i l ’ o n p e u t
s ’ é q u i p e r m i e u x o n a u r a t o u t intéret à l e fai.re. Il f a u t c e p e n d a n t
penser aux problèmes techniques que demande Ilentretien de chaîna
compliquee,
s u r t o u t d a n s d e s c o n d i t i o n s d ’ u t i l i s a t i o n a f r i c a i n e ,
Aussi avant de se lancer dans u n e t e l l e v o i e i l f a u d r a b i e n s ’ e n t o u -
rer de 1 ‘environnement technique adéquat.
On peut proposer :
++ Mesure de couple transmis par une prise de force. C'est un
mate rie1 indispensable dans une chaîne de mesure, malheureusement
i l e s t d’un c o û t a s s e z elevh, Il permet de mesurer le couple trans-
mis donc d’en déduire la puissance effectivement transmise. C’est
un appareil qui dait pouvoir se brancher sur une prise de farce
standard de tracteur et si possible, amovible de façon à pouvoir
l’utiliser sur differents mod&les, La mesure peut, comme pour un
dynamomètre
électronique, @tre int%grée o u l u e d i r e c t e m e n t .
* Mesure de tomoératurc. I l peut f2tre i n t é r e s s a n t d e ,nesurer
l ’ é v o l u t i o n d e l a temperature d u m o t e u r a u c o u r s d’un travail. On
p e u t u t i l i s e r a l o r s des thermocouples ou des appareils à résistance
variable.
* Mesure de profondeur de travail - Elles sont moins courantes
mais peuvent 6tre intéressantes dans le cas de labours, La mesure
automatique permet un contrôle continu de la profondeur, Elle pourra
fitre effectuée par exemple avec un système de bras au bout duquel
sera fixée une roua . Le support ciu bras sera lié, d’une façon ou
d ‘une autre , à l a s u r f a c e d u sol(sur l a r o u l o t t e d e terraga p o u r l e
cas d’une charrue en possédant une), ot, le bras montant
i>t d e s -
tendant,
a u f u r o t à mosurc des c.Gnivcllations, o n m e s u r e r a Ilangle
d e c e b r a s a v e c l’horizontt,l p a r l’intermédiaire
d’un potentiometre
r o t a t i f p a r exemple, L’onrsgistremont s e fera alors de façon continue.
* Enregistrement des données - C’est sOrsment u n c&té t r è s
intéressant, en effet, si toutes les données peuvent être enregis-
trées simultanément p la manipulation des donnQcs s’effectue alors
au labo ratai re . C e t t e m é t h o d e Qlimine les relevés sur lo t e r r a i n
avec tous les ennuis que cela comporte. Les enregistrcmonts peuvent
@tre o p t i q u e s o u ma.gnetiques :
d’
* L e s apparoilsfinegistrements o p t i q u e s o n t 1 ‘inconvenient
d’ôtrc assez fragiles, surtout il faut les transporter sur le trac-
teur. Il est nécessaire dans ce cas de les monter sur des dispositifs
amortisseurs assez élabores.
14
Les plus commodes sont 6vidcmment .Les enregistreurs magné-
tiques Raais ils nécessitent une miso en forme des signaux d’entrée
et de sortie, donc un appareillago Clcctronique compliciue. Ils
demandent donc un environnemont technique élevé. Ils permettent
entre autre un stockage des donn6cs commodes sur bandes mag&tigues
et leur utilisation possible en direct sur un ordinateur. Il est
évidemment possible aussi de retranscrirc les donnécs à l’aide dc;
table traçanta optique ou mecaniquc.
On trouvera en annexe quelquas adresses de fournisseurs
dc matériels pour la confection dos chaînes. La CPJEEPIA, ayant conçu
des chaînes de mesures tr&s 61aboroas sera toujours prBt & donner
des conseils.
15
QUELG!UES ADRESSES
* MARTIN DECKER 3431 Cherry, Avenue Long Bealc California lJSA.
Dynamométr@ à lecture directe.
.iI STUTZ, 13 rue Esouermoix Lille
Dynamomètres à lecture directe.
* ERICHSEN 5600 WUPPERTAL - BARMEN NITTENSTEIN STRASSE 52 Allemagne
DynamomGtres à lecture directe et 21 enregistrement (hy-
draulique)
+t TESTUT, 8 rue Popincourt '75011 Paris
Dynamomètres à lecture directe.
++ PIAB AS. PRODUKTIONS MATERIEL STOCKOLM VA Suède
Dynamomètres à lecture directe et à enregistrement elec-
tronique)
* SFIM, 73 fivenue 14 Ramolfo Garnior 91301 MASSY
Dynamomètres eloctronioucs a enregiztremcnt
* TEST WELL 36 bis rue do la Tour d'Auvergne '75009 Paris
Dynamomètros glectroniques à enregistrement.
+ AUTOMATISNE & CONTROLE BP 34 38001 GRENOBLE CEDEX
Détoctcurs de proximit6.
* ROGO 61 CIE 85 Rue du Château Zu - rhain 68059 Mulhouse Codex
Compteurs d'impulsions
Dé tocteurs de proximité
* AUXILEC 188 rue d'Esticnnes dlOrvos 9270'7 COLOMBES CEDEX
Alimentation de laboratoire
* BELL & HOWELL 112 rue do SORTET SILIC 138 94523 RUNGIS CEDEX
Enregistreurs magnetioues
Enregistreurs
oscillographiqucs (optiques)
Compteurs d'impulsion
Ponts de ; auges + conditionneurs.
* METRIX Chemin de la Croix ROUQE BP 30
74100 ANNECY
Multimetres de laboratnire
16
* SCHLUMBERGER 5, rue Daguerre 42030 Saint EItienne
Alimentations
stabilisées de laboratoire
Conditionneurs d'oxtensiométrie
1, IJLJB r::icupo:t cp 5:;
713140 VILLACOUBLAY
Enregistreurs optiques UV
Enregistreurs magnetiques portables
12, place des Etats-Unis 92120 MONTROUGE
Dé tectcurs de proximite
* TEKELEC AIRTRONIC BP 2, Cité des Bruyères, Rue Carlc! Vernet
92310 SEURES
Enregistreurs magnetiques portables
Enregistreurs optiques UV
-xc AMPHEMOL 131 Avanue Aristitic Eriand 92120 IYONTROUGE
Connecteurs. Relais. Potentiomètrcs
+ SEDEME 9 bis et 11 rue Simonet 75340 Paris
Dynamomètre s electronioues
Conditionncurs d'extensiométrie
Enregistreurs optiques
* HENGSTLER Zahlerfabrik D7209 Adlingen Postfach 100
Générateurs d'impulsion
Compteurs d'impulsion
* SYRACUSE ELECTRO,\\IQLJE 38 Boulevard d'Aulnay 932 50 VILLEMOMBLE
Compteurs
* AFÎPEX 17-23 rue du Dôme 92100 BOULOGNE
Enregistreurs magnetioues
-::- PHILIPPS INDUSTRIE 105, rue de Paris 93002 BOBIGNY
Enregistreurs magnetiques
4: RADIO ENERGIE 10, rue Carnot 91300 MASSY PAL AISEAU
Dynamos c!t alternateurs'tachymétrioues
* IFELEC 190, rue Championnat 75018 PARIS
Tables traçantes
s A 0 1 P 83-85 Boulevard Vincent Auriol 750'13 PARIS
Appareils dc mesure.
1 7
* PROXIMA 12, place des Etats-Unis 91120 MONTROUGE
Détecteurs de proximitc
++ VIBRO METRE 43, rue dc: Chateaudun 75009 PARIS
Couplem&trcs
-:ç ACIR - ZIVY 29-31, rue de Naples 75008 PAR:!S
Chronomètre mGcani.que - Blcctrique
* EMERSON ELECTRIC 3, rue des Pyhnéos SILIC 401 Y4573 RINGIS CEDEX
Contrôleurs de consommation./-
RP/MS
REPUBLIQUE DU SENEGAL
PRI
PRIMATURE
SECRETARIAT D'ETAT
A LA RECHERCHE ~SCIENTIFIQUE ET TECHNIQUE
PROJET D'EQUIPEMENT VUN TRACTEUR BCUYER TE
POUR EFFWfUER BE8 MC8UffEB AU CHAMP
Septembre 1980
Centre National de Recherches Agronamique-
de BAMBEY
INSTITUT SE:NEGALAIS DE RECHERCHES AGR:ICOLES
(1, S. R. A.)
1
Suite & un stage effectué au CNEEMA en 1977 sur les
matériels d'expérimentation, il avait ét6 prévu que la Division
du Machinisme Agricole fasse l'acquisition d'une petits chafne de
mesure à monter sur un tracteur de motorisation intermédiaire (TE
EXJUYER). Malheureusement le financement n'a pu étre acquis qu'en
fin 1980 dans le cadre FAC,
Avant de rédiger ce rapport , je comptais tester la chafn-
en conditions réelles afin d'en faire ressortir les Cventuels dé-
fauts et les corriger. Ainsi ceux qu'elle intéresserait dispose-
raient alors d’un appareil à peu pr&s au point;,
Quittant le service en fin 1980 , j e n e p e u x d o n c realiscr
mon souhait et me suis donc d6cidé à publier ce projet de chaZnzl
i m p r é c i s e n c o r e s u r d e n o m b r e u x p o i n t s e t surtout n’ayant fait
l'objet d'aucun test. J e l a i s s e d o n c l e s o i n iit mon successeur de
concrétiser l'idée et de procéder à u n e c r i t i q u e objective d a n s le
but de disposer d'un outil de travail utile et fiable.
Le CNEEMA a 6té choisi pour la confection de cette chaiilno,
Il sera indispensable que ceux qui l'ont conçue participent au
montage et aux essais,
2
Il est nécessaire de pouvoir effectuer des essais sur
des matériels agricoles afin de pouvoir identifier les qualités,
les défauts, de pouvoir les régler et enfin de pouvoir les compa-
rer.
Deux types d'essais sont envisageables :
- des essais type OCDE qui se font dans des condi-
tions contrblées (piste, temps...) et qui permettent ainsi la
comparaison de matériels essayes dans des lieux différents. Ces
essais sont assez théoriques et il est difficile de les relier à
l a r é a l i t é .
- des essais pratiques, oui se font sur les terrain:,
agricoles et pendant que le tracteur effectue un travail.
Il va sans dire que les essais du deuxième type sont plus-
délicats et difficiles que c e u x d u I e r t y p e . I l s s o n t e n e f f e t
realisés aux champs ; les appareils de mesures doivent @tre portés
par la machine ce oui necessite toute une installation préalable,
ou bien il faut disposer d'un système dtémission afin de recueil'
les données dans un camion - l a b o r a t o i r e a u b o r d d u Ch?amp.
Dans les essais du premier type les efforts sont toujoor
simulés en laboratoire ou sur un terrain normalise et les mesures
recueillies toujours dans les mêmes conditions. Cependant, pour
1 ‘utilisateur, ce sont les essais sur le terrain oui sont le plus
intéressants car ils correspondent à u n s o u c i réel et precis (par
exemple : consommation en labour, puissance absorbée, etc.,.)‘+
Si certaines mesures sont assez faciles à faire (tempr
vitesse de rotation. ,.) dl autres sont plus délicates (efforts,
glissement, consommation.. .) et vont nécessiter des appareillages
plus ou moins compliques,
Nous allons commencer par passer en revue les appareils
utilisables dans des chaînes de mesures.
+:- Il est évident qu'on ne pourra comparer deux matériels que si
ils ont ete essayes le même jour, au merne endroit et pour un tre-
vail bien défini.
3
DIFFERENTS MAILLONS DES CHAINES DE MESURES (1)
On peut separer une chafne en 3 maillons differentn :
- le capteur
- la transmission
- le récepteur.
1/ - Les capteurs
II - Capteurs mecaniques
C'est une pièce Qui se déforme sous l'action de la gr;an-
d@ur à mesurer. Ce sont des capteurs assez robustes, qui peuvent
sIemployer dans des conditions d'ambiance sévères. Leur principal
inconvénient est qu’il leur est impossible de suivre des phénomènes
rapides.
12 - Capteurs hydrauliques
C'est un dispositif transformant la grandeur à mesurer
en pression sur un fluide. Ils sont surtout utilisés pour des me-
sures de force plus .facilc h u t i l i s e r q u e l e s c a p t e u r s m é c a n i q u e s ,
mais présentant une grande inertie,
13 - Capteurs é l e c t r i q u e s
On mesure la déformation d'un corps par un système élec-
trique.
131 - C a p t e u r s à potentiom&tre
Les deformations sont transmises & un potentiomètra et
ainsi transformdes en variation de résistance ou de tensiori.
Pticision moyenne.
132 - Ch;:;urs 2 transfqrmateurs e t à v a r i a t e u r s dlinduc-
7
Les déformations provoquent le déplacement d’un noyau de
fer doux dans un bobinage, On mesure alors ou la tension de sortie
(transformateur) ou la variation de self
(Variation d'inductance).
Ces capteurs ont l’avantage de n’avoir aucun frottement
mais nécessitent un système de mise en forme du signal de sortie
a s s e z i m p o r t a n t p o u r étre précis.
133 -Capteurs à ,iauqe de contrainte
On mesure la ddformation superficielle du corps d’épreuve
à l'aide de petites resistances Qui y sont collees, L'avantage de
ce système est qu'il est sensible, simple, peu encombrant et permet
d e s f r é q u e n c e s d e t r a v a i l é l e v é s .
134 - Capteurs piezo électriques
Ce sont des cristaux gui, sous l'e'fet d'une pression se
chargent do courant, Ils sont assez fragiles,
135 - Cqteurs
a thermocouples
- I-w_.---
Pour mesurer les températures.
74 - Equipements associes aux capteurs
Ces capteurs electriques ne peuvent &tre employés seuls :
ils doivent être completes par des appareils permettant d’abord
l'alimentation en lcourant convenable du capteur (Alimentation)
ensuite la lecture de la courbe de réponse par l’intermediaire du
signal de sortie
(Amplificateur).
Ce sont des appareils plus ou mains compli9ués en fonc-
tion de ce que l'on attend d'eux comme précision,
Il est évident que, vue l'utilisation de ces appareils
ils doivent être robustes.
21 - Les systèmes de transmission
Ils sont directement lies aux systèmes des capteurs :
21
- Transmission mécanique
Utilisable avec capteurs mécaniques, Composa d’engrenages
de bielles et de leviers permettant de reproduire et dlamplifier
les déformations, A utiliser dans les installations fixes car .ils
ne sont pas facilement adaptables.
22 - Transmission hydraulique
Utilisable avec capteur hydraulique. Elle transmet la
pression au récepteur. Montage très facile et très souple d’emploi.
23 - Transmission électrique
F i l s é l e c t r i q u e s t r a n s m e t t a n t a u rcécepteur l e c o u r a n t
venant du capteur sur son parcours. Il faut Guiter des sources de
parasites risquant tAe fausser les mesures. Pour des capteurs tour-
nants, on place des collecteurs avec des balais. Il est souvent
nécessaire d’amplifier le courant avant de passer par ces contacts
afin de diminuer les erreurs dues au systéme.
24 - Transmission radio
Permet d'éliminer les liaisons capteur-récepteur.
Tr+s intéressant dans le cas de machines mobiles mais
onéreuses et délicates d'emploi,
31 - Les récepteurs
Permettent la visualisation, la mesure et 6vcntuellement
le stockage des grandeurs mesurees.
3 1 - A p p a r e i l j l e c t u r e d i r e c t e
311 - Appareils 5 aiquille
Une aiguille se déplace sur un cadran et reproduit les
variations de la grandeur mesurée, On lit alors les m e s u r e s s u r l e
cadran gradué,
Ces appareils sont réservés à des phenomenes variant
lentement,
sinon l'aiguille ne suit plus,
Ces appareils sont compatibles avec: des systèmes électri-
ques ou mécaniques,
312 - A p p a r e i l s à l e c t u r e diqitaa
La mesure s’inscrit sur un cadran de façon régulière.
On trouve des appareils electromagnétiques et des appareils
électroniques.
3 2 - Les enreqistreurg
Permettent le stockage en continu des donneos recueillies.
32 1 - E n r e q i s t r e u r s à e n c r e
-
-
I l s s o n t directcment derivés des appareils ;.I aigJille,
mais l’aiguille
porte un stylet qui se déplace sur un papier qui
défile.
Lc: déroulement du papior est reglable soit en fonction du
temps, soit en ?011~;1I~,i L;'Y~L~~LI!s jLcl,,dGUî~
(iGplacement pa:r exemple).
Les inconvenients restent les memes que pour les appareils à lec-
ture directe. On peut trouver des appareils multicourbes. D’autres
enregistreurs dits “& pointés”, enregistrr,3t s u r u n mÊme p a p i e r
avec des "points" differents des grandeurs distinctes, De même ils
ne peuvent enregistrer que des grandeurs variant lentement.
322 - Enregistreurs photoqraphiques
Ce sont des onrogistreurs utilisas pour suivre dxs varia-
tions rapides. Ils sont fragiles et sensibles aux vibrations, Ils
sont composés d'un pinceau lumineux refléchi, un petit miroir ct
frappant un papier photo, Gené ralement la longueur d'onde utilisée
est celle des UV car le papier peut se développer 51 la lumière du
jour ; il n'y a alors pas de problème de chambre noire,
32 3 - Enreqistreurs maqr-&tiques
Ils sont moins sensibles aux vibrations et peuvent enre-
gistrer de nombreux parametres.
I l y a p l u s i e u r s t y p e s d’cnregis-
trements mais le meilleur est celui en modulation de frequence.
Le dgpauillement est fait avec soit directement dos c&-
culatrices électroniques, soit par visualisation des donnees (cour-
bes sur papier)
C’est sûrement 1 ‘enregistreur idéal mais il demande
do la technicité et: de nnmh~~"V nnn-nn: -le ^---..I- - .-
., I . .
CONCEPTION DE LA CHAINE
-- -
1 - CHOIX DES GRANDEURS A MESURER
Nous nous limiterons volontairement à l'essai de trac-
teurs agricoles aux champs et des outils qui s'y adaptent.
On peut donc considerer deux types d'essais :
- Essais du tracteur proprement dit
- Essais des materiels s'y adaptant.
Les premiers essais serviront à déterminer la valeur
intrinsèque du trzctcur : consommation en fonction de l'effort,
glissement en fonction du terrain, des pneus etc..,
Les deuxiemes serviront 2 comparer plusieurs matériels
pour évaluer leurs qualites techniques, leurs retombeus economiques.
Les deux types nécessitent la mise en place de système
de mesures au niveau du tracteur qui peuvent se limiter à :
- mesure de l'effort de traction
- mesure de la consommation en gas-oil
- mesure du glissement.
On pourrait y adjoindre un système de mesure permettant
de juger de la p6nibilitG
du travail. Ceci pourrait etre mesure
au niveau du moteur (température et vitesse de rotation). On peut
cependant considérer que la fatigue du moteur est liée à l'effort
fourni et à sa consommation,
II - CHOIX DES MATERIELS
A/ - Enregistrement des donnees
L'idéal est de simplifier au maximum les relevés. Comme
nous l'avons vu plus haut, les enregistreurs magnétiques sont
idéals. Malheureusement ils demandant trop de technicité et coûtent
cher. Il nous faut rester dans un domaine technique relativement
simple et peu onéreux.
Toujours dans le meme but, il est intéressant de regrouper
la lecture et les rcleves aussi, ce sont les systèmes ;: lecture di-
roctu sur cadran qui ont et6 choisio. Tous 1~s cadrans sont regroupes
sur une m@me console ce qui permet ainsi leurs relevés simultanes.
Ceci limite évidemment les donnees recueillies, car cc système ne
donne que des mesures moyennes. On peut alors penser & prévoir la
possibilité d'adjoindre des systèmes d'onregistremcnt en continu,
dans le cas de necessite de telles mesures.
De tels releves induisent des capteurs électriques. Il
est évidemment possible de prendre d'autres types de syst&me nais
cela complique les relt!ves ct induisent des risques d'erreurs
(voir plus loin).
7
On obtiendra donc une console de lecture que l'on peut
schématiser en figure I :
- 'I compteur électromagnétique pour la mesure du
temps ;
- ‘1 compteur 6loctromagnStiquo pour la mesure de 1
l'effort de traction ;
- ‘l compteur électromagnétique pour la mesure de la
consommation ;
- 'l compteur électromagnetique pour la mesure du
glissement ;
- '1 compteur electromagnétique pour la mesure de la
distance parcourue.
Tous ces compteurs peuvent &tre remis 3. zero ensemble par
système électromag& tique, On paut adjoindre un appareil de lecture
directe en continu (type voltmètre) pour l'effort de traction.
2/ - Mesure de l’effort d e tract’on
Les outils agricoles sont actuelldment employes en
“porté !. Ceci signifie qu'ils sont solidaires du tracteur par un
système 3 points qui permet un emploi trés commode, Malheureusement
cela complique les relevés de mesure d’effort.
Plusieurs systèmes sont possibles D
21
- Système d'attelage type CNEEMA permettant de connaf-
trc toutes les forcos s'exerçant sur le tracteur. Il a l’avantage
d'8trc démontable mais le dopq
J,vantagc d’@tre complique de fabrica-
tion et do décaler legèrement vars l’arrière les points d’attelage,
En fait ce qui nous interesse plus spécialement est llef-
f o r t t o t a l h o r i z o n t a l , celui auquel le moteur et les transmissions
du tracteur doivent faire face.
22 - Systemc de l'Institut Agricole Allemand. Cc! système
ne mesure que l’effort horizontal auquel est soumis lc tracteur. Il
a l'inconvénient d’être fixe sur un tracteur mais il est assez
facile de réalisation. Il a l'avantage de conserver les coordonn6es
des points d'attelage de l'outil et d'utiliser des dynamomètres vcn-
dus dans le commerce.
I l s e composa d e ( v o i r f i g u r e s 2 - 3 - 4 ) .
- 1 cadra p o r t e - o u t i l s u r l e q u e l s o n t p l a c e s Los
2 points d'attaches inférieurs des bras du relevage, et le point
d'attache supérieur du 3e point. Les emplacements seront ceux
d'origine sauf pour les points inferieurs qui pourront Btre déca-
les dans le sens de la larqeur seulement et ceci de façon égale de
chaque côte de façon à ne pas modificr'axe de traction.
- 4 bicllettes de support aux quatre coins du cadre.
Les biellettes sont fixees,
en haut sur le tracteur et en bas sur
le cadre. Celui-ci se trouve ainsi en balance par rapport au trac-
teur.
-m._,“.._.._
1 r-----?
i.--J
-w--d
f--~--r
,.
--.
.,
,.,
”
_.,__.^
a
- 2 b i e l l c t t c s de maintien latéral qui font liaison
e n t r e l e t r a c t e u r e t 10 c a d r e d a n s u n p l a n h o r i z o n t a l ,
L e s biellcttcs s o n t a r t i c u l é e s à l e u r s d e u x extrémites p a r
un système à rotule. Ceci permet un déplacement dans 2 plans per-
pendiculaires.
Cependant cc! ditail n ‘est pas indispensable etant
d o n n e q u e l e dynamomècrt: utlli.4
sera 6iectrique l’ecart entre sa
p o s i t i o n à l’arret et sa position en travail sera négligeable, Lc
cadre reste pratiquement en place, I l o s t à n o t e r a u s s i q u e , v u e
le deplacement négligeable du cadre, les frottements au niveau des
r o t u l e s s o n t e u x a u s s i nbgligeables
d e v a n t l ’ e f f o r t e n r e g i s t r e
(moins de 1 $).
E n f i n i l e s t necessaire d e b i e n r e n f o r c e r l e c a d r e p o r -
t a n t l e 3 e p o i n t p a r u n s y s t è m e B t r i a n g u l a t i o n par eXC?mple,
D ’ une façon ge ne raie , les cadres doivent etre penses
différemment pour chaque tracteur, on prendra soin, afin de limiter
au strict minimum les frottements parasites (de prendre la longueur
d e s b i e l l e s l a p l u s g r a n d e p o s s i b l e .
On installe ensuite le dynamomètre entre le cadre et lr
tracteur. L’effort mesure donne alors 1 ‘eff,-lrt horizontal auquel
Cst s o u m i s l e t r a c t e u r . I l f a u t pr6voir u n s y s t è m e d e réglagi? a u
niveau des fixations du dynamomètre a f i n d ’ é l i m i n e r lo j e u evontuel
e n t r e le cadre et le tracteur,
L’enregistrement par compteur electrique induit 1 ‘utilisa-
tion de dynamomètre élcctriquo à jauges de contrainte, Ces jauges
sont collées sur unE pièce qui, subissant un effort, dhformc ces
j a u g e s e t m o d i f i e a i n s i l e u r rdsistancc.
Un mesure la variation
r e l a t i v e d e r é s i s t a n c e q u i est e n genéral p r o p o r t i o n n e l l e 21 l a
déformation relative du corps de forme.
L e t y p e d e dynamametre
n’est pas er tore d é f i n i . I l d e v r a
a v o i r l e s qualit&s suL~a,~~os :
- C?tre “rustique” - etanche à l a
poussiere
- supporter uno s u r c h a r g e d e 50 $
- o n s e c o n t e n t e r a d’une e r r e u r d e 5 $ m a i s o n
e x i g e r a u n e b o n n e f i d é l i t é .
L e n i v e a u d ’ e f f o r t c h o i s i p o u r l a p r é s e n t e chaîne est
de 0 - 1 . 0 0 0 k g . Ccpcndant il est intéressant de possèder d’autres
g a m m e s s ’ a c c o r d a n t avec l e m o n t a g e ( 0 - 2 . 0 0 0 k g , 0 - 4..OOC k g )
afin de pouvoir sIen servir sur d’autres montages et notamrnont en
motorisation conuentionnello ( 6 0 - 80 C V ) . Lo c h o i x d u système
d’enregistrement (compteur à impulsion) nécessite une petite modi-
f i c a t i o n s u r l ’ a p p a r e i l l a g e d e m i s e o n f o r m e d u s i g n a l d e s o r t i e
pour la mesure de l’effort, En effet, les dynamomètres eloctriques
d é l i v r e n t u n f a i b l e c o u r a n t v a r i a b l e q u i , après amplification donno
d e f a ç o n c o n t i n u e l a masure do l’effort. Dans le cas de lecture
s u r c o m p t e u r d i g i t a l i l e s t n é c e s s a i r e d ’ i n t é g r e r 1 ‘ e f f o r t p e n d a n t
u n c e r t a i n t e m p s _. t , L a v a l e u r l u e s u r l e c o m p t e u r e s t a l o r s l a
valeur moyenne de 1 ‘offort proportionnel à ce temps 2 t. (C’est
p o u r c e l a qu’il est int6rcssantde p o u v o i r s u i v r e , s u r u n c a d r a n
5-é p are
l ’ é v o l u t i o n reolle d e 1 ‘offort).
Le CNEEMA a mis au point un appareil permettant cette
+rs,ncfr\\tmmC;--
“- .-.,-..A -WC
_
.
W
m 0 3
w pz
9
4
- capteur de force comprenant un pont de 4 jauges
??
extcnsiom6triques qui se déséquilibre sous l'effet de la charge,
2. -- Conditionneur qui fournit la tension d'alimenta-
tion et le dispositif d'équilibrage du pont de jauge.
3 -1 Amplificateur de niveaux qui porte la tension
de quelques millivolts recueillis aux bornes du pont de jauge fil un
niveau suffisant pour exciter le convertisseur tension-frlsquonce,
4 -0 Convertisseur tension - fréquence qui joue le
râble à la fois de convcrtisscur analogique - numérique et par son
principe de fonctionnement d'intégrateur (basé sur lc principe de
charge et décharge d'un condensateur),
5 et 7 - Diviseurs de frtiquence qui permettent d'abais-
ser la fréquence des impulsions issues de la borne et ciu convertis-
seur à une valeur suffisamment basse pour attaquer 1~s co:nptcurs
d'impulsions électrom6caniques ciui sont des systémcs lents,
a - Portes ot amplis de courant qui contrôlent et
amplifient en courant les impulsions fournies par les diviseurs de
fréquence pour pouvoir attaquer les compteurs d'impulsion.
9 et 10 - Compteurs d'impulsions électromagnétiqws,
11 - Convertisseur de tension gui fournit llalimenta-
tion de + 15 - 15 volts aux circuits à parti.r de la tension d'une
batterie (2 12 v).
3 - Plesure de la consommation - Plusieurs systémos sont
disponibles, le plus commode étant le compteur de consommation
SOLEX de chez EMERSON BROOKS. C'est un compteur prgvu pour dtre
placé sur les véhicules quels qu'ils soient, Il est de plus très
sin p 1 2 do montage, d'entretien ct d'utilisation, et prucis (1 $).
Il se compose de :
(voir figures 6-7),
- un contrôleur do consommation Diesel adapté au
montage volant sur les canalisations de gas-oil,
- un indicateur éloctromécanique totalisant la
consommation en millilitre.
Ce contrôleur, en raison de sa faible perte de chargc,
peut Btre monté en amont do la pompe d~alimcntation. Co principe dr,
montage est donc standard pour tous 10s type:; de pompu d'injection.
Un préfiltre est toujours nécessaire on avant. du contrâlcur.
N..B,
: Dans le cas do pompe rotative il est nécessaire de placer un
radiateur k ailette sur lc circuit du retour car il y a cJlé-
vation de tamp6 raturz
de façon sensible et cela risque do
perturber le bon fonctionnomcnt du compteur.
Le contrC3lour lui-memc si compose dc : (voir Figure 0).
- un dogazour SOLEX
- un compteur BROOKS 4150.
Flllre 20 microtls
Filtre
secondetre
.
t-
11
* -4. Filtre
Il
* Lo degazeur est prevu pour éliminer J.cs gaz du gas-oil pro-
venant du circuit de retour de la pompe et des injecteurs car leur
p r é s e n c e r i s q u e a u s s i d e p o r t u r b c r l e foncti.onnement {du compteur,
* Le compteur est un système à deux rout.‘s ovales tournant
dans un cors usine avec précision. A chaque tour de roue, un aimant
noyé dans une des roues ouvre! et ferme un contact magnétiouc placé
à l’extericur de la chambre eliminant ainsi tout risque do fuite
ou prise d’air. CO compteur est aveugle, Le volume entre deux con-
tacts correspond très oxactoment h 1 m l ( v o i r f i g u r e 3 ) .
4 . Mesure des deplacements - On mcsurora 2 deplacements :
* le déplacement reel de la machine : Dr
* l e d6placcment t h é o r i q u e : Dt q u i e s t l e nombre de t o u r s d e s
roues motrices :c leur circonfé rencc,
O n a u r a a i n s i lo g l i s s e m e n t :
G =
Dt - Dr
Dt
Le dgplacement réel se mesurera soit directement au sol par des
jalons entre lesquels on fera la mesure, soit par un système de
roues dont on comptera les tours pour en déduire la distance par-
courue.
Plusieurs systèmes pouvent 6trc proposés pour la mesure
do la distance réelle parcourue par une roue.
a/ - On utilise une des deux roues avant du tracteur
m a i s i l y a risou d ’ e r r e u r d u e o u a u bordoyagc d u t r a c t e u r , o u à
un manque d’adhérence du train avant (dans Lt cas do labour par
exemple),
b/ - O n u t i l i s e unc r o u l e t t e i.ndependantc fixoe
dans l'ase du tracteur, On s’arrangera pour .La prendre de diam&trrc:
assez grand afin cl~6liminor les risques de patinage et de fausses
mesures dans le cas de terrain cahoteux (la potita roue suit tous
les reliefs augmentant ainsi la distance réo.Lle),
Dans le 2c cas il faut prevoir un système de ra.J1.t.;vagc do
la roue en bout de raio afin CIL' ne pas la forcer. Cc dispositif
p e u t étre o u i n d é p e n d a n t ou li6 a u r c l e v a g e . ( V o i r f i g u r e 10).
I l f a u t p e n s e r 21 montor, s u r c e t t e r o u l e t t e , u n p n e u
avec des dessins adgquats l i m i t a n t a u maximum les risques de patinagc2.
Pour la mosurc du nombre de tour de roues il est; intéros-
s a n t d e p o u v o i r en compter dos fractions. Pour ce et pour des ro-
tations faibles il faut placer un système muLtiplicatcur do façon
à l i m i t e r 1 ‘ e r r e u r ( 1 à 5 ;X).
Pour la mesure du nombre de tours de roues mlotrices qui
est proportionnel au régime moteur (rapports de la boîte de vitssso)
i l e s t a i s é d e p l a c e r u n compteur d ' i m p u l s i o n sur la prise de force,
Il suffira de connaître ce rapport entre la vitesse de prise de
force et la vitesse enclanchéc (donnée par le constructeur) pour en
deduire l e n o m b r e d e tnurs r i e P~III‘G
11
Si l'on mesure la distance réelle par roues sur .lc sol,
on placera, après un système de multiplication, aussi un compteur
d'impulsion,
Il existe deux sortes de compteurs d'impulsion :
*- soit le système à rupteur CL came(comme les rupteurs de cir-
cuit d'allumage automabile). Ce système, mécanique, n6cessite
certains aménagements pas toujours realisables ;
++ soit le système ci detccteur de proximité qui est un capteur
reagissant aux modifications de champs magnétioues. 11 suffit de
la placer alors prés d'un pignon ou arbre cranté pour qu'il. compte
le nombre de dents ou cie cannelures. Ce système est très précis et
p ratiq ue e
III - RECAPITULATION DE LA CHAINE
On peut donc reconstituer la chaine comme suit : (voir
f i g u r e 11). Le c o u r a n t e s t f o u r n i par une bat-teris 12 V ds bonne
oualite (si possible Ca. Ni,).
Elle alimente :
l/ - Le c o n v e r t i s s e u r i- 15 - 15 Volts alimentant le sys-
tème de mesure dynamométri.C~uc et les détecteurs de pro::imité.
2/ - Le c'ompteur de carburant,
Le conditionneur-amplificateur du système de mesure dy-
namométrique nous donne aussi la base temps, Toutes les liaisons
électriques sont faites avec des prises étanches et 3 vis afin de
limiter les usures. Elles sont entièrement indépendantes des appa-
rcils, ceci afin de permettre un démontage et remontage faciles
pour un entreposage dans un endroit adequat.
Toutes les entrées et
sorties sont repé rees.
* Utilisation de la chatne
L'utilisation de la chaîne se fera très simplement :
deux façons sont possibles ;
a/ - avec des jalons à distance fixe (voir figure $2).
Cette façon a l'avantage de simplifier les calculs ultérieurs, Dr)
place 2 fois deux jalons h une distance fixe (100 mètres par exem-
ple). Quand l e t r a c t e u r p a s s e d e v a n t les premiers jalons, 011 appuie
sur la remise à zéro de la console de lecture, quand il pas.se devant
les seconds jalons on arrête la lecture, On relève les compteurs
avant de continuer.
La feuille des relcves sera identiow à la console, ce,
afin d ’ é v i t e r l e s r i s q u e s d ’ e r r e u r ( v o i r f i g u r e 13).
Le compteur de distance réelle n'est alors pas nécessaire.
l
I
b/ - Sans jalons - On relève tous les compteurs, y
compris le compteur de distance réelle,
Les relev6s permettent de calculer :
- l a v i t e s s e &clle
- l’effort m o y e n d e m a n d é
- la consommation (horaire - spécifique)
- la puissance r6olle absorbéa
- le glissement.
-)f- Etalonnaqe de la chaîne
v--m
Il est évidemment indispensable d'ktalonner régulièrement
la chaîne.
- Mesure des déplacements
-
-
- : On mesure au sol une distance
donn6e et l'onvérifie les compteurs avec le tracteur en déplace-
ment lent.
- Mesure de la consommation : On branche en d6riwation
sur l'alimentation en gas-oil un système 2 Eprouvette graduee et
l’on vérifie le moteur en marche (voir figure 14).
- M e s u r e d e l’ef?or% : On peut verifier l’offort h l'aide
d'un dynamomètre à lecture directe en imprimant un cadre, par l'in-
termédiaire d 'un table, un effort constant (voir figure 15).
La mise kt ZQro du pont de jauges de contrainte nécessite
quelquefois l'acquisition d'un multimètre de laboratoire assez
précis. L a m é t h o d e d’équilibrage est à préciser lors de la livrai-
son du dynamomètre ; elle reste simple B effectuer,
..:
.>
,
‘
4
>
1 3
11 est dommage que ce rapport reste assez théorique mais,
pour les raisons que nous avons vues plus haut, il n’est pas possi-
ble d'aller plus lsin.
L a chafns propos&e est evidemment une chaîne minimum,
permettant à prix réduit, de suivre quelques grandeurs indispensa-
b l e s a u c o u r s d ’ e s s a i s a u c h a m p . I l e s t é v i d e n t q u e s i l ’ o n p e u t
s ’ é q u i p e r m i e u x o n a u r a t o u t intéret à l e fai.re. Il f a u t c e p e n d a n t
penser aux problèmes techniques que demande Ilentretien de chaîna
compliquee,
s u r t o u t d a n s d e s c o n d i t i o n s d ’ u t i l i s a t i o n a f r i c a i n e ,
Aussi avant de se lancer dans u n e t e l l e v o i e i l f a u d r a b i e n s ’ e n t o u -
rer de 1 ‘environnement technique adéquat.
On peut proposer :
++ Mesure de couple transmis par une prise de force. C'est un
mate rie1 indispensable dans une chaîne de mesure, malheureusement
i l e s t d’un c o û t a s s e z elevh, Il permet de mesurer le couple trans-
mis donc d’en déduire la puissance effectivement transmise. C’est
un appareil qui dait pouvoir se brancher sur une prise de farce
standard de tracteur et si possible, amovible de façon à pouvoir
l’utiliser sur differents mod&les, La mesure peut, comme pour un
dynamomètre
électronique, @tre int%grée o u l u e d i r e c t e m e n t .
* Mesure de tomoératurc. I l peut f2tre i n t é r e s s a n t d e ,nesurer
l ’ é v o l u t i o n d e l a temperature d u m o t e u r a u c o u r s d’un travail. On
p e u t u t i l i s e r a l o r s des thermocouples ou des appareils à résistance
variable.
* Mesure de profondeur de travail - Elles sont moins courantes
mais peuvent 6tre intéressantes dans le cas de labours, La mesure
automatique permet un contrôle continu de la profondeur, Elle pourra
fitre effectuée par exemple avec un système de bras au bout duquel
sera fixée une roua . Le support ciu bras sera lié, d’une façon ou
d ‘une autre , à l a s u r f a c e d u sol(sur l a r o u l o t t e d e terraga p o u r l e
cas d’une charrue en possédant une), ot, le bras montant
i>t d e s -
tendant,
a u f u r o t à mosurc des c.Gnivcllations, o n m e s u r e r a Ilangle
d e c e b r a s a v e c l’horizontt,l p a r l’intermédiaire
d’un potentiometre
r o t a t i f p a r exemple, L’onrsgistremont s e fera alors de façon continue.
* Enregistrement des données - C’est sOrsment u n c&té t r è s
intéressant, en effet, si toutes les données peuvent être enregis-
trées simultanément p la manipulation des donnQcs s’effectue alors
au labo ratai re . C e t t e m é t h o d e Qlimine les relevés sur lo t e r r a i n
avec tous les ennuis que cela comporte. Les enregistrcmonts peuvent
@tre o p t i q u e s o u ma.gnetiques :
d’
* L e s apparoilsfinegistrements o p t i q u e s o n t 1 ‘inconvenient
d’ôtrc assez fragiles, surtout il faut les transporter sur le trac-
teur. Il est nécessaire dans ce cas de les monter sur des dispositifs
amortisseurs assez élabores.
14
Les plus commodes sont 6vidcmment .Les enregistreurs magné-
tiques Raais ils nécessitent une miso en forme des signaux d’entrée
et de sortie, donc un appareillago Clcctronique compliciue. Ils
demandent donc un environnemont technique élevé. Ils permettent
entre autre un stockage des donn6cs commodes sur bandes mag&tigues
et leur utilisation possible en direct sur un ordinateur. Il est
évidemment possible aussi de retranscrirc les donnécs à l’aide dc;
table traçanta optique ou mecaniquc.
On trouvera en annexe quelquas adresses de fournisseurs
dc matériels pour la confection dos chaînes. La CPJEEPIA, ayant conçu
des chaînes de mesures tr&s 61aboroas sera toujours prBt & donner
des conseils.
15
QUELG!UES ADRESSES
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Dynamométr@ à lecture directe.
.iI STUTZ, 13 rue Esouermoix Lille
Dynamomètres à lecture directe.
* ERICHSEN 5600 WUPPERTAL - BARMEN NITTENSTEIN STRASSE 52 Allemagne
DynamomGtres à lecture directe et 21 enregistrement (hy-
draulique)
+t TESTUT, 8 rue Popincourt '75011 Paris
Dynamomètres à lecture directe.
++ PIAB AS. PRODUKTIONS MATERIEL STOCKOLM VA Suède
Dynamomètres à lecture directe et à enregistrement elec-
tronique)
* SFIM, 73 fivenue 14 Ramolfo Garnior 91301 MASSY
Dynamomètres eloctronioucs a enregiztremcnt
* TEST WELL 36 bis rue do la Tour d'Auvergne '75009 Paris
Dynamomètros glectroniques à enregistrement.
+ AUTOMATISNE & CONTROLE BP 34 38001 GRENOBLE CEDEX
Détoctcurs de proximit6.
* ROGO 61 CIE 85 Rue du Château Zu - rhain 68059 Mulhouse Codex
Compteurs d'impulsions
Dé tocteurs de proximité
* AUXILEC 188 rue d'Esticnnes dlOrvos 9270'7 COLOMBES CEDEX
Alimentation de laboratoire
* BELL & HOWELL 112 rue do SORTET SILIC 138 94523 RUNGIS CEDEX
Enregistreurs magnetioues
Enregistreurs
oscillographiqucs (optiques)
Compteurs d'impulsion
Ponts de ; auges + conditionneurs.
* METRIX Chemin de la Croix ROUQE BP 30
74100 ANNECY
Multimetres de laboratnire
16
* SCHLUMBERGER 5, rue Daguerre 42030 Saint EItienne
Alimentations
stabilisées de laboratoire
Conditionneurs d'oxtensiométrie
1, IJLJB r::icupo:t cp 5:;
713140 VILLACOUBLAY
Enregistreurs optiques UV
Enregistreurs magnetiques portables
12, place des Etats-Unis 92120 MONTROUGE
Dé tectcurs de proximite
* TEKELEC AIRTRONIC BP 2, Cité des Bruyères, Rue Carlc! Vernet
92310 SEURES
Enregistreurs magnetiques portables
Enregistreurs optiques UV
-xc AMPHEMOL 131 Avanue Aristitic Eriand 92120 IYONTROUGE
Connecteurs. Relais. Potentiomètrcs
+ SEDEME 9 bis et 11 rue Simonet 75340 Paris
Dynamomètre s electronioues
Conditionncurs d'extensiométrie
Enregistreurs optiques
* HENGSTLER Zahlerfabrik D7209 Adlingen Postfach 100
Générateurs d'impulsion
Compteurs d'impulsion
* SYRACUSE ELECTRO,\\IQLJE 38 Boulevard d'Aulnay 932 50 VILLEMOMBLE
Compteurs
* AFÎPEX 17-23 rue du Dôme 92100 BOULOGNE
Enregistreurs magnetioues
-::- PHILIPPS INDUSTRIE 105, rue de Paris 93002 BOBIGNY
Enregistreurs magnetiques
4: RADIO ENERGIE 10, rue Carnot 91300 MASSY PAL AISEAU
Dynamos c!t alternateurs'tachymétrioues
* IFELEC 190, rue Championnat 75018 PARIS
Tables traçantes
s A 0 1 P 83-85 Boulevard Vincent Auriol 750'13 PARIS
Appareils dc mesure.
1 7
* PROXIMA 12, place des Etats-Unis 91120 MONTROUGE
Détecteurs de proximitc
++ VIBRO METRE 43, rue dc: Chateaudun 75009 PARIS
Couplem&trcs
-:ç ACIR - ZIVY 29-31, rue de Naples 75008 PAR:!S
Chronomètre mGcani.que - Blcctrique
* EMERSON ELECTRIC 3, rue des Pyhnéos SILIC 401 Y4573 RINGIS CEDEX
Contrôleurs de consommation./-