Grâce à une construction mécanique, la force détectée déforme unjauge de contrainte. La jauge de contrainte mesure la déformation (souche) comme un changement de résistance électrique, qui est une mesure de la contrainte et donc des forces appliquées. Une cellule de charge se compose généralement de quatre jauges de contrainte dans unPont de Wheatstoneconfiguration. Des cellules de charge à une jauge de contrainte (quart de pont) ou à deux jauges de contrainte (demi-pont) sont également disponibles. Le signal électrique de sortie est généralement de l'ordre de quelques millivolts et nécessite une amplification par unamplificateur d'instrumentationavant de pouvoir l'utiliser. La sortie du transducteur peut être mise à l'échelle pour calculer la force appliquée au transducteur. Parfois, une haute résolutionADC, généralement 24-bit, peut être utilisé directement.
Les cellules de charge à jauge de contrainte sont les plus courantes dans l'industrie. Ces cellules de charge sont particulièrement rigides, ont de très bonnes valeurs de résonance et ont tendance à avoir de longs cycles de vie en application. Les cellules de charge à jauge de contrainte fonctionnent sur le principe selon lequel lajauge de contrainte(une résistance plane) se déforme/s'étire/se contracte lorsque le matériau des cellules de charge se déforme de manière appropriée. Ces valeurs sont extrêmement faibles et sont liées à la contrainte et/ou à la déformation que subit la cellule de charge matérielle à ce moment-là. Le changement de résistance de la jauge de contrainte fournit un changement de valeur électrique qui est calibré en fonction de la charge placée sur la cellule de charge.
Les cellules de charge à jauge de contrainte convertissent la charge agissant sur elles en signaux électriques. Les jauges elles-mêmes sont collées sur une poutre ou un élément structurel qui se déforme lorsqu'un poids est appliqué. Dans la plupart des cas, quatre jauges de contrainte sont utilisées pour obtenir une sensibilité et une compensation de température maximales. Deux des jauges sont généralement en tension (elles peuvent être représentées par T1 et T2) et deux en compression (elles peuvent être représentées par C1 et C2) et sont câblées avec des réglages de compensation. La cellule de charge à jauge de contrainte est fondamentalement un ressort optimisé pour la mesure de contrainte. Les jauges sont montées dans des zones qui présentent une contrainte en compression ou en tension. Lorsqu'un poids est appliqué à la cellule de charge, les jauges C1 et C2 se compriment, ce qui diminue leur résistance. Simultanément, les jauges T1 et T2 sont étirées, ce qui augmente leur résistance. Le changement de résistance entraîne un courant plus important à travers C1 et C2 et un courant moins important à travers T1 et T2. Ainsi, une différence de potentiel est ressentie entre les fils de sortie ou de signal de la cellule de charge. Les jauges sont montées sur un pont différentiel pour améliorer la précision des mesures. Lorsque le poids est appliqué, la contrainte modifie la résistance électrique des jauges proportionnellement à la charge. D'autres cellules de charge tombent dans l'oubli, car les cellules de charge à jauge de contrainte continuent d'augmenter leur précision et de réduire leurs coûts unitaires.
