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Théorie des capteurs LVDT, demi-pont et numériquesinductive1

Technologie inductive

Principe de fonctionnement
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.



inductive2Les 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.



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.
inductive3

Capteurs LVDT, demi-pont et numériques

Cette rubrique décrit le transformateur différentiel variable linéaire (LVDT) et le demi-pont, deux approches possibles du format avec bobines. Les capteurs LVDT et demi-pont convertissent en signal électrique détectable le mouvement d’un noyau dans le champ magnétique produit par une bobine excitée.

Demi-pont conventionnel

Le capteur demi-pont forme la moitié d’un pont de Wheatstone, qui permet de déterminer aisément une variation par rapport à la position nulle. L’autre moitié du pont est incorporée à l’amplificateur. Lorsque le noyau est en position centrale, les deux signaux VA et VB sont égaux. À mesure que le noyau se déplace, l’inductance relative des deux enroulements varie, entraînant une variation complémentaire de VA et VB.

HB LVDT1

LVDT conventionnel

Lorsque le noyau est en position centrale, le couplage du primaire (VEXC) à chaque secondaire est égal, de sorte que VA=VB et que la sortie est Vout= 0. À mesure que le noyau se déplace, VA diffère de VB, et la sortie VOUT varie en amplitude et en phase proportionnellement au mouvement.
HB LVDT2

Capteurs demi-pont et LVDT de Solartron

Le développement continu par Solartron Metrology de fourreaux moulés de précision et de bobines multi-compartiments assure une linéarité et une stabilité thermique excellentes sur toute la gamme.

HB LVDT3

Capteurs numériques Solartron Orbit

Les capteurs numériques de Solartron Metrology sont étalonnés à l’aide d’un interféromètre traçable et font l'objet d'un certificat d’étalonnage. Tous les capteurs numériques sont dotés d’une électronique intégrée, qui stocke des informations telles que l’identification du palpeur, l'étendue, l’erreur à l’étalonnage, etc. Les capteurs numériques offrent des performances supérieures à celles des capteurs analogiques traditionnels.

 

 

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