Tout morceau de fil ordinaire change légèrement de résistance lorsqu’il est soumis à une tension. Les fils disposés de manière à maximiser cet effet forment une jauge de contrainte. Les jauges de contrainte sont généralement des feuilles gravées collées sur une barre de métal ou un autre matériau pouvant être tendu.
Dans un capteur de force, les jauges de contrainte sont placées de telle sorte que lorsque le capteur est chargé, les jauges sont soumises à une contrainte qui modifie leur résistance. La variation de résistance par unité de contrainte est très faible. Pour mesurer ces faibles variations de résistance ou de tension, ces capteurs sont presque toujours utilisés dans une configuration de pont avec une source d’excitation. Le pont de Wheatstone général se compose de quatre bras résistifs avec une tension d’excitation appliquée à travers le pont.
Différentes configurations existent:
– capteur à pont unique (une seule résistance change, tandis que les trois autres sont fixes);
– capteur à pont à deux points;
– capteur à pont à quatre points (les quatre éléments varient).
La dernière, également appelée « configuration à pont complet », est le type de pont utilisé dans les instruments SISGEO parce qu’une sortie très linéaire et sensible est nécessaire.
Lorsque l’instrument est connecté à un long câble (>50 mètres), il est nécessaire de réduire les erreurs dues aux chutes de tension dans la ligne d’excitation. Six fils sont donc nécessaires pour être connectés au lecteur/enregistreur de données en utilisant deux entrées analogiques, l’une pour mesurer la tension de sortie et l’autre pour mesurer la tension d’excitation. La chute de tension est ensuite divisée par la tension d’excitation pour trouver le rapport entre les deux.