Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Les capteurs magnétiques et capacitifs sont utilisés pour mesurer des positions ou des déplacements de faibles ou de moyennes amplitudes. Les équipements standards permettent une mesure de 50 mm à une fraction de micromètre. Il existe des équipements spécifiques avec des résolutions de l'ordre du nanomètre. L’encombrement de ces capteurs est généralement faible et ils peuvent être adaptés pour fonctionner dans des conditions de température et de pression difficiles. Cet article décrit le principe, les principales caractéristiques et les utilisations des capteurs magnétiques et capacitifs.
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-
Jean-Louis CHARRON : Ingénieur au Centre technique des industries mécaniques (CETIM)
INTRODUCTION
Les capteurs magnétiques et capacitifs sont utilisés pour mesurer des positions ou des déplacements de faibles ou de moyennes amplitudes (de la fraction de micromètre à 50 mm). Des réalisations spéciales permettent d’obtenir des résolutions de l’ordre du nanomètre.
L’encombrement de ces capteurs est généralement faible et ils peuvent être adaptés pour fonctionner dans des conditions de température et de pression difficiles. Des grandes bandes passantes sont obtenues avec des principes de mesures n’utilisant pas de fréquence porteuse.
Cet article s’insère dans une série consacrée aux capteurs de mesures dimensionnelles sans contact :
-
Mesures sans contact. Généralités Mesures sans contact- Généralités ;
-
Mesures sans contact. Méthodes magnétiques et capacitives [R 1 331] ;
-
Mesures sans contact. Méthodes optiques (partie 1) Mesures sans contact- Méthodes optiques (partie 1) ;
-
Mesures sans contact. Méthodes optiques (partie 2) Mesures sans contact- Méthodes optiques (partie 2) ;
-
Mesures sans contact. Mesures sans contact- Autres méthodes ;
-
Mesures sans contact. Comparatif Mesures sans contact.
Le lecteur consultera utilement les articles Contrôle dimensionnel en production de série [R 1 305] et Capteurs de déplacement Capteurs de déplacement dans ce traité.
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Capteurs magnétiques
En anglais
2. Capteurs capacitifs
2.1 Principe
Un capteur capacitif est très généralement réalisé avec une électrode plane entourée d’un anneau de garde (figure 16). L’électrode forme avec la pièce à mesurer un condensateur plan. La détermination de la distance d entre cette électrode et la surface de la pièce à mesurer est réalisée en mesurant la capacité C du condensateur. Elles sont liées par l’équation :
avec :
- ε :
- permittivité du diélectrique existant entre le capteur et la pièce à mesurer
- S :
- surface de l’électrode du capteur
- d :
- distance à mesurer.
La mesure de la capacité du condensateur est réalisée en injectant un courant alternatif i et en mesurant la tension v qui apparaît à ses bornes. Leurs valeurs sont liées par la relation :
avec :
- ω :
- pulsation du courant d’alimentation : ω = 2πf.
Cette tension v est proportionnelle à la distance d.
Une électrode de garde est placée autour de celle de mesure et son potentiel est porté à la même valeur afin d’améliorer la linéarité en rendant les lignes de champ normales à l’électrode centrale, elle élimine donc les effets de bord.
La liaison entre le capteur et le conditionneur est généralement réalisée à l’aide d’un câble triaxial (figure 17 a), l’âme centrale est reliée à l’électrode...
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