Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
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Stéphane DURAND : Ingénieur de l’École nationale supérieure de mécanique et des microtechniques de Besançon - Docteur de l’université de Franche-Comté - Maître de conférences à l’École nationale supérieure d’ingénieurs du Mans
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Lire l’articleINTRODUCTION
Un déplacement peut être défini comme la variation, en fonction du temps, d’une position. Un système mécanique comporte six degrés de liberté : trois en translation et trois en rotation. Les capteurs de déplacement se regroupent ainsi en deux familles : les capteurs de déplacement linéaire et les capteurs de déplacement angulaire.
Le cadre du présent article se limite à la mesure des déplacements relatifs (c’est-à-dire par rapport à un repère lié à un solide de référence considéré comme fixe). Les capteurs présentés comportent donc généralement une partie fixe liée au solide de référence et une partie mobile liée au solide dont le déplacement est le mesurande. Certains capteurs échappent toutefois à cette règle, comme une partie des capteurs capacitifs (par exemple ceux fonctionnant par induction de charge sur la cible dont le déplacement est à mesurer).
Les capteurs présentés dans la suite de cet article sont classés par principe physique mis en œuvre :
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capteurs à impédance électrique variable ;
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capteurs à couplage inductif variable ;
-
capteurs numériques optiques.
L’exposé des principes physiques nécessaires à la description du fonctionnement des capteurs est volontairement limité afin de ne pas alourdir l’article.
Une dernière partie présente les sources d’incertitude liées au positionnement du capteur.
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version archivée 1 de avr. 1986 par Jacques BEAUSSIER
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Présentation
Capteurs à couplage inductif variable3. Capteurs à impédance électrique variable
Afin d’éviter toute redondance, la présentation du principe et des avantages du système push-pull (tire-pousse) est effectuée ici dans un cadre général. Son utilisation sera mentionnée ultérieurement à chaque fois que cela sera nécessaire. Ce type de structure, dont la mise en œuvre dépend du principe de fonctionnement du capteur (ce n’est pas applicable dans tous les cas), a pour but de doubler la sensibilité au mesurande et de compenser les non-linéarités d’ordre pair. Le terme compenser est ici opposé dans le sens au terme corriger en ce que la compensation est intrinsèque et structurelle (deux effets physiques opposés se compensent) et que la correction est corollaire (un signal est corrigé après avoir été créé, sur la base de données issues d’une autre mesure).
La structure d’un montage push-pull suppose un mesurande petit devant une des grandeurs constitutives du capteur. Dans le cas présent de la mesure de déplacement, la variation de position est rapportée, par exemple, à une dimension fixe, créant ainsi une variable réduite x sans unité. Si ce ratio est petit devant l’unité, un développement de Taylor de la fonction décrivant la variation de la grandeur électrique de sortie en fonction de cette variable s’exprime sous la forme :
Le principe du montage push-pull consiste à créer un capteur à structure symétrique (figure 1) de manière qu’une variation x d’un côté se traduise par une variation − x de l’autre. Un simple montage différentiel donne alors comme grandeur électrique de sortie :
On remarque que les termes d’ordre pair ont disparu, ce qui concerne en premier lieu la composante continue (ordre 0) et le premier terme de non-linéarité...
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Capteurs à impédance électrique variable
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - SAVELLI (M.), COMALLONGA (J.), BOGGIANO (L.) - Bruit de fond et mesures - . [R 310] (1992).
-
(2) - MATON (M.) - Mesures des vitesses et circuits associés - . (1993).
-
(3) - DEVAL (A.), AMAND (Y.) - Accélération - . (1992).
-
(4) - LE GOËR (J.-L), AVRIL (J.) - Extensométrie - . (1992).
-
(5) - LE GOËR (J.-L), AVRIL (J.) - Capteurs à jauges extensométriques - . (1992).
-
(6) - RADIX (J.-C.) - Accéléromètres inertiels - . (2000).
-
(7) - RADIX (J.-C.) - Gyroscopes et gyromètres mécaniques...
NORMES
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Détecteurs de proximité – Prescriptions pour les détecteurs de proximité possédant une sortie analogique. - NF EN 50319 - Déc. 1999
-
Appareillage à basse tension – Partie 5-2 : appareils et éléments de commutation pour circuits de commande – Détecteurs de proximité Constitué par : NF EN 60947-5-2:199903 (C63-147), NF EN 60947-5-2/A1:199912 (C63-147/A1). - NF EN 60947-5-2 - Déc. 1999
-
Appareillage à basse tension – Partie 5-3 : appareils et éléments de commutation pour circuits de commande – Prescriptions pour dispositifs de détection de proximité à comportement défini dans des conditions de défaut (PDF). - NF EN 60947-5-3 - Oct. 1999
-
Appareillage à basse tension – Partie 5-6 : appareillage et éléments de commutation pour circuits de commande – Interface à courant continu pour capteurs de proximité et amplificateurs de commutation (NAMUR). - NF EN 60947-5-6 - Juin 2000
-
Aéronautique. Détecteurs de proximité. Partie 1 : exigences générales. - ISO 6859-1:1982 - Fév. 1982
ANNEXES
Farrand Controls : http://www.ruhle.com/index.htm
Heidenhain : https://www.heidenhain.fr/
Midori America Corp. : http://www.midoriamerica.com/index.html
Fogale Nanotech : http://www.fogale.fr
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