• Document: CHAPITRE 5. Capteurs de position et de déplacement
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CHAPITRE 5 Capteurs de position et de déplacement Gwenaëlle TOULMINET – asi – 2002-2003 PLAN INTRODUCTION POTENTIOMETRES RESISTIFS CAPTEURS INDUCTIFS CAPTEURS CAPACITIFS CAPTEURS ULTRASONORE CAPTEURS OPTIQUES CAPTEURS DIGITAUX CONCLUSION Gwenaëlle TOULMINET – asi – 2002-2003 INTRODUCTION (1) Mesure de position et déplacement : - machines outils - robotique -… pour mesurer d’autres grandeurs physiques (corps d’épreuve) mesurande primaire : ex : force, pression, accélération,… mesurande secondaire : déplacement ou position Gwenaëlle TOULMINET – asi – 2002-2003 INTRODUCTION (2) Principes de mesure : 1. Capteurs absolus : le capteur fournit un signal qui est fonction de la position de l’une de ses parties liée à l’objet mobile ex : potentiomètre résistif, inductance à noyaux mobile, condensateur à armature mobile, codeurs digitaux absolus, … Gwenaëlle TOULMINET – asi – 2002-2003 INTRODUCTION (3) 2. Capteurs incrémentaux : le capteur délivre une impulsion à chaque déplacement élémentaire. La position et les déplacements sont déterminés par comptage des impulsions émises, ou décomptage selon le sens du déplacement 3. Capteurs de proximité : Ils sont caractérisés par l'absence de liaison mécanique avec l'objet dont ils mesurent la distance ou le déplacement. Gwenaëlle TOULMINET – asi – 2002-2003 POTENTIOMETRE RESISTIF (1) Réalisation : - une résistance fixe Rn (fil bobiné ou piste conductrice) - un curseur : - assure le contact électrique - est lié mécaniquement à la pièce dont on veut traduire le déplacement - isolé électriquement de cette pièce Gwenaëlle TOULMINET – asi – 2002-2003 POTENTIOMETRE RESISTIF (2) Selon la forme géométrique de la résistance fixe et donc du mouvement du curseur, on distingue : 1. le potentiomètre de déplacement rectiligne d  D Rd Rd S d E curseur V= E= E= E= E d R D−d R d RD D D V  S 2. le potentiomètre de déplacement circulaire  V= E M Gwenaëlle TOULMINET – asi – 2002-2003 POTENTIOMETRE RESISTIF (3) Avantages : - simplicité - peu coûteux - angle de mesure 10° à 3600° - la sortie est indépendant R => stable par rapport à la température Inconvénients : - charge mécanique - usure par frottements - influence de la source - influence de l'appareil de mesure. solution : amplificateur suiveur pour garantir la validité de l'utilisation du diviseur de tension Gwenaëlle TOULMINET – asi – 2002-2003 CAPTEURS INDUCTIFS (1) Principe Le déplacement que l'on veut mesurer est imposé à un des éléments d'un circuit magnétique entraînant une variation de flux. a. Linear Variable Differential Transformer (LVDT) Capteur de déplacement inductif utilisant le principe de variation de flux dus au mouvement du noyau. Le primaire est attaqué par un signal sinusoïdal. Vref .. Vs Un signal sinusoïdal est induit dans les 2 bobines du secondaire. Quand le noyau est au milieu du transformateur, primaire secondaire on a Vs =0, car les tensions induites dans les deux bobines sont d'amplitudes égales mais de noyau sens opposé. Gwenaëlle TOULMINET – asi – 2002-2003 CAPTEURS INDUCTIFS (2) Fonction de Transfert du LVDT Z 1 impédance dans le primaire −2 j  a E x déplacement du noyau V m= x Z1 E amplitude de la tension d'excitation C'est un capteur linéaire A : 1 coefficient de mutuelle induction RVDT Même principe que le LVDT sauf que c'est un capteur rotatif Caractéristiques métrologiques Étendue de mesure : ± 1 mm à ± 500 mm, ± 45° Erreur de linéarité : 0.05 % à 1% de l'E.M

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