Information technique sur les capteurs de déplacement ou de position
Principe de la technologie magnétostrictive
Les capteurs de déplacement servent à mesurer une position, une épaisseur ou un écart. Ils sont utilisés dans de nombreux domaines d’application.
Nous proposons des produits complémentaires pouvant répondre à différentes contraintes de fonctionnement :
- Température d’utilisation,
- Précision,
- Encombrement,
- Bande passante,…
Nos capteurs de position utilisent différentes technologies qui sont liées à leurs utilisations : LVDT, magnétostrictif, potentiométrique, courant de Foucault, triangulation laser.
A l’intérieur du capteur, une striction dans un guide d’ondes magnétostrictif est induite par l’interaction de deux champs magnétiques et d’une impulsion de courant générée par la tête électronique.
Le champ magnétique est crée par un aimant permanent mobile.
L’interaction entre les deux champs magnétiques et l’impulsion de courant produit une impulsion de retour qui se déplace à la vitesse du son le long du guide d’onde du capteur.
L’impulsion de retour est détecté par la tête électronique.
La position de l’aimant mobile est précisément déterminée en mesurant le temps écoulé entre l’émission de l’impulsion de courant et l’arrivée de l’impulsion de retour.
Vous pouvez télécharger la documentation sur le principe de fonctionnement de la magnétostriction, ou vous rendre à la rubrique informations techniques.
Les capteurs de position MTS Sensors Temposonics offrent tous les avantages des principes magnétostrictifs :
- Mesures effectuées sans contact,
- Sans usure mécanique,
- Reproductibilité maximum,
- Durée d’utilisation maximum.
L’utilisation en milieu difficile est particulièrement adapté à ces capteurs :
- Température de fonctionnement jusqu’à 100°C,
- Grande tenue à la vibration et aux chocs,
- IP67, 68 69K,
- Certification ATEX, IECEx.
Afin de déterminer le capteur le plus adapté à votre application ou à votre besoin, n’hésitez pas à nous contacter.
Nouvelle génération de capteur de déplacement série R5
Les capteurs de position Temposonics® R-Series V sont prêts pour les applications de l‘industrie 4.0. Ils prennent en charge une série de fonctions intelligentes qui permettent aux utilisateurs de récupérer des informations supplémentaires dans l‘application.
Les utilisateurs des capteurs de position absolus sans contact bénéficient de performances améliorées car ils ont une résistance aux chocs, aux vibrations et aux températures élevées plus élevée que jamais.
La rétrocompatibilité de la série V permet aux utilisateurs de remplacer simplement le modèle installé par la nouvelle génération de capteurs.
Cela signifie que les applications existantes peuvent également bénéficier des nouvelles caractéristiques de Temposonics® R-Series V.
Les plus :
- Meilleure précision et fiabilité,
- Plus robuste aux chocs et aux vibrations,
- Jusqu’à 30 mesures de position ou vitesse simultanément
- Disponible en version RH5 et RP5,
- Statistiques opérationnelles supplémentaires de l’usine 4.0 (IIoT) disponible avec le module Tempolink smart assistant.
Principe de la technologie LVDT
Un capteur inductif de déplacement de type LVDT est constitué d’un transformateur statique (enroulement primaire) et de deux enroulements secondaires.
Les enroulements sont formés sur un fourreau creux à travers lequel un noyau magnétique peut se déplacer.
Le noyau magnétique forme un chemin permettant de relier les bobines par le biais du flux magnétique. Lorsque l’enroulement primaire est raccordé à une alimentation en c.a., le courant commence à circuler dans les bobines secondaires.
La figure illustre un schéma électrique simplifié.
(référence et source : schéma et texte AMETEK SOLARTRON METROLOGY)
Les bobines secondaires A et B sont reliées en opposition de série, de sorte que les deux tensions VA et VB sont en opposition de phase, et la tension de sortie du capteur vaut VA-VB.
Si le noyau est en position centrale, des tensions d’amplitude égale mais en opposition de phase seront induites dans chaque enroulement secondaire et la tension nette en sortie sera nulle.
À mesure que le noyau est déplacé dans un sens, la tension dans la bobine secondaire correspondante augmente tandis que l’autre bobine subit une diminution complémentaire de la tension.
L’effet net est une tension de sortie du capteur qui est proportionnelle au déplacement.
Si l’on connaît l’amplitude et la phase en sortie par rapport au signal d’excitation, on peut en déduire la position et le sens de mouvement du noyau à partir de la position nulle.
(référence et source : schéma et texte AMETEK SOLARTRON METROLOGY)
La tension de sortie d’un LVDT est une fonction linéaire du déplacement sur son étendue de mesure d’étalonnage.
Au delà de cette plage, la sortie devient de moins en moins linéaire. L’étendue de mesure est définie comme la distance ± depuis la position nulle du capteur.
(référence et source : schéma et texte AMETEK SOLARTRON METROLOGY)
Principe de la technologie des courants de FOUCAULT
La technologie des courants de Foucault permet la mesure d’une distance (position) sans contact entre une cible ou objet et le capteur.
Le système de mesure est composé d’une tête de mesure (capteur) d’un câble et d’une électronique de conditionnement.
De par la technologie, la cible doit obligatoirement être conductrice d’électricité : acier, aluminium, cuivre, titane,….
Les capteurs à courants de Foucault ne fonctionnent donc pas sur les plastiques, le bois, le béton ou autres matériaux de cette nature.
Ce moyen de mesure possède plusieurs avantages :
- Une bande passante importante pour mesurer des déplacements rapides,
- Une très bonne précision et résolution,
- Un fonctionnement dans des environnements extrêmes (dans l’huile, température de fonctionnement du cryogénique à plus de 550 °C,…).
Le principe de fonctionnement est le suivant :
- Une bobine est parcourue par un courant haute fréquence qui génère un champ magnétique variable.
- Une cible métallique qui entre dans le champ magnétique sera le siège des courants de Foucault.
D’après la loi de Lenz, il y aura création d’une induction de sens contraire à celle de la bobine qui lui à donné naissance, ce qui va entrainer une diminution de son coefficient d’auto-induction.
Principe de la technologie potentiométrique
Un capteur potentiométrique est constitué d’une résistance fixe (Rh).
Sur cette résistance, se déplace un curseur (c) qui relié mécaniquement à une pièce en mouvement (déplacement à mesurer).
La tension mesurée (Us) entre le curseur et une extrémité de la résistance est proportionnelle au déplacement mécanique.
Principe du capteur de déplacement à câble
Un capteur à câble mesure un déplacement linéaire à l’aide d’un élément de mesure rotatif. L’élément sensible peut être : un potentiomètre, un codeur optique, RVTD, système inductif,…
Le capteur est composé de plusieurs organes :
- Un câble qui réalise le lien entre la pièce que l’on souhaite mesurer et l’élément sensible,
- Un tambour (intégrant un ressort) qui est fixé mécaniquement à l’élément sensible,
- Le câble est accroché à un élément mobile (partie où l’on souhaite connaître le déplacement).
- Le corps du capteur est fixé sur une partie immobile.
S’il y a mouvement, le câble va sortir du corps du capteur et mettre en rotation l’élément sensible. La calibration en usine permet de connaître le lien entre le mouvement linéaire et rotatif.
Le ressort a pour but de mettre en tension le câble.
