Les capteurs linéaires LVDT permettent des mesures de précision sur des pièces mécaniques ou sur tout objet pouvant être mesuré avec un palpeur à contact.
Associés à des amplificateurs de signal spécifiques, ils permettent la mesure de caractéristiques dimensionnelles (épaisseurs, largeurs, positions, hauteurs, diamètres, ovalité) et géométriques (planéité, parallélisme, perpendicularité, battement, excentricité et coaxialité) avec une précision au micron, même sur des pièces mécaniques complexes.
Il est possible de réaliser des capteurs LVDT avec système d’actionnement à ressort (à précharge mécanique fixe) ou des capteurs linéaires LVDT à actionnement pneumatique, particulièrement adaptés aux systèmes de mesure automatiques.
Certaines familles de palpeurs LVDT peuvent être réalisées avec un mécanisme de déplacement par le vide.
Il est possible de réaliser des capteurs à sortie de câble radiale, à sortie de câble axiale ou avec des systèmes de connexion et de déconnexion rapides.
RODER réalise des systèmes complets « clés en main » constitués de palpeurs LVDT, d’amplificateurs et de contrôleurs électroniques, de systèmes d’acquisition de données, de logiciels de contrôle statistique et d’une mécanique spécialement conçue.
Les systèmes de mesure RODER trouvent des applications dans de nombreux secteurs industriels : mécanique de précision, travail de la tôle, moulage plastique, électromédical, métallurgie et sidérurgie.
Vuoi un aiuto nella scelta del prodotto ? Applications des capteurs LVDT
Les applications typiques des systèmes de mesure basés sur des capteurs LVDT concernent la mesure de pièces mécaniques et de produits en matières plastiques, ainsi que le secteur du verre et celui du formage par déformation.
Mesures et contrôles dimensionnels et géométriques sur pièces embouties et découpées
Les palpeurs LVDT, associés aux systèmes MODULCHECK fabriqués par RODER, permettent de mesurer rapidement et directement en ligne de production la planéité de pièces embouties, découpées, laminées ou moulées sous pression. La mesure de planéité est réalisée avec une matrice de capteurs capable de détecter les écarts par rapport à un étalon de calibration certifié. Le résultat de l’essai est une cartographie des zones vérifiées avec la valeur numérique correspondante de l’écart par rapport à la forme idéale.
Une présentation graphique très intuitive permet de déterminer rapidement et de manière fiable les zones de non-conformité. Toutes les données obtenues peuvent être utilisées pour des calculs statistiques (Sigma, Cp, Cpk, Cm, Cmk) ou pour la réalisation de cartes de contrôle (XS, XR, tendance du processus, distribution de la population).
Contrôles de forme sur des pièces de grandes dimensions
Les capteurs linéaires LVDT, associés aux systèmes MODULCHECK fabriqués par RODER, permettent le contrôle de forme d’objets de toutes dimensions et de tous matériaux. Le contrôle de forme est effectué par comparaison avec un étalon de référence et tous les écarts sont mis en évidence de manière rapide et intuitive. Il est possible de générer des signaux de hors tolérance ou de non-conformité partielle du produit. Le système peut également être installé dans des zones de contrôle robotisées et des bancs de contrôle automatiques sans opérateur. Dans cette configuration, toutes les opérations de vérification peuvent être pilotées directement par un automate ou par un système automatique de production.
Mesures de battement et d’excentricité sur des pièces en rotation
Les palpeurs LVDT, associés aux systèmes MODULCHECK fabriqués par RODER, permettent de déterminer les caractéristiques géométriques de pièces mises en rotation entre pointes. Il est ainsi possible de mesurer des diamètres, des ovalisations et des battements, mais aussi la circularité, la cylindricité et les données du profil radial de l’objet (important dans des applications telles que la mesure d’arbres à cames). La mesure peut également être acquise par des machines de mesure spécialement développées pour ce type de contrôle en laboratoire de métrologie ou en ligne de production (machines de mesure 3D, profilomètres, machines optiques).
Caractéristiques communes des systèmes proposés par RODER
- Excellentes répétabilité, durabilité et longévité.
- Tous les palpeurs LVDT RODER sont montés sur roulements à billes, à l’exception des palpeurs axiaux miniatures.
- Le guidage à billes est très peu sensible aux forces radiales exercées sur la tige de mesure. Un dispositif antirotation assure un mouvement parfait du système de guidage mécanique.
- Les guidages des palpeurs axiaux sont très bien protégés contre la pénétration de liquides (huile) ou de solides (poussière) par des soufflets de protection en élastomère.
- Les touches (touches de mesure) peuvent être remplacées. Un large choix de formes géométriques et de dimensions est disponible.
- La force de mesure peut être réglée en changeant le ressort, selon le modèle de palpeur.
- Diamètre du corps du palpeur de 8 mm. Il peut être serré sur toute sa longueur.
- Indice de protection IP65 selon la norme CEI 60529.
- Large gamme d’accessoires, dont touches de mesure, jeux de ressorts, etc.
- Palpeurs LVDT compatibles avec les équipements de mesure d’autres fabricants disponibles sur demande.
RODER propose une famille complète de capteurs LVDT (palpeurs électroniques analogiques) et d’instruments de mesure dédiés aux applications les plus exigeantes.
Palpeurs standard LVDT RODER
Les palpeurs standard, également appelés palpeurs à demi-pont, fonctionnent selon le principe électrique du couplage magnétique. Les palpeurs LVDT peuvent être utilisés en combinaison avec des instruments de mesure d’autres constructeurs, afin d’obtenir une gamme complète de mesures et de relevés géométriques.
Ces palpeurs sont connus sous le nom de palpeurs LVDT (Linear Variable Differential Transformer). Tous les palpeurs électroniques RODER peuvent être utilisés aussi bien avec des instruments manuels, d’intérieur ou d’extérieur, qu’en combinaison avec d’autres instruments de mesure et supports courants.
RODER est en mesure de fournir des palpeurs axiaux à déplacement linéaire de la tige de mesure, des palpeurs angulaires à levier inclinable ou des palpeurs à guidage parallèle, spécialement conçus pour les dispositifs multicotes et tout autre équipement de contrôle en cours de fabrication, ce qui permet d’économiser de nombreux composants d’assemblage ; à de très rares exceptions près, ils effectuent essentiellement des mesures comparatives.
Sur la base d’un étalon principal, qui peut être un étalon de mesure, une bague de calibration ou toute autre pièce acceptée comme telle, différentes dimensions de la pièce contrôlée sont comparées.
Toutes les mesures sont effectuées avec une précision et une répétabilité élevées et permettent la certification du produit et du processus en temps réel.
Qu’est-ce qu’un capteur linéaire LVDT ?
LVDT est l’acronyme de Linear Variable Differential Transformer. Il s’agit d’un type de transducteur électromécanique capable de convertir le mouvement rectiligne d’un objet auquel il est mécaniquement couplé en un signal électrique correspondant. Les capteurs de position linéaire LVDT peuvent mesurer des mouvements allant de quelques millionièmes de millimètre à plusieurs millimètres.
La structure interne du capteur LVDT se compose d’un enroulement primaire centré entre une paire d’enroulements secondaires, espacés symétriquement par rapport au primaire. Les bobines sont enroulées sur un support unique thermiquement stable, encapsulé contre l’humidité, enveloppé dans un blindage magnétique à haute perméabilité, puis fixé dans un boîtier cylindrique en acier inoxydable. Cet ensemble de bobines est généralement l’élément fixe du capteur de position.
L’élément mobile d’un LVDT est une armature tubulaire séparée en matériau magnétiquement perméable. On l’appelle le noyau ; il est libre de se déplacer axialement dans l’alésage creux de la bobine et est mécaniquement couplé à l’objet dont on mesure la position. En fonctionnement, l’enroulement primaire du LVDT est excité par un courant alternatif d’amplitude et de fréquence appropriées, appelé excitation primaire.
Le signal électrique de sortie du LVDT est la tension alternative différentielle entre les deux enroulements secondaires, qui varie avec la position axiale du noyau dans la bobine du LVDT. Cette tension de sortie alternative est généralement convertie par des circuits électroniques appropriés en une tension ou un courant continu de haut niveau, plus pratique à utiliser.
Pourquoi utiliser un capteur linéaire LVDT ?
Résolution infinie
Comme un LVDT fonctionne selon les principes du couplage électromagnétique dans un système entièrement analogique, il peut mesurer des variations infiniment petites de la position du noyau. Cette capacité de résolution infinie n’est limitée que par le bruit du conditionneur de signal LVDT et par la résolution de l’afficheur de sortie. Ces mêmes facteurs confèrent à un LVDT son exceptionnelle répétabilité.
Répétabilité du point zéro
La position du point zéro central d’un LVDT est extrêmement stable et répétable, même sur sa large plage de température de fonctionnement. Un LVDT fonctionne ainsi très bien comme capteur de position de référence dans les systèmes de régulation en boucle fermée et dans les instruments d’équilibrage asservis à hautes performances.
Réponse dynamique rapide
Sa construction particulière permet à un LVDT de répondre très rapidement aux changements de position du noyau. La réponse dynamique d’un capteur LVDT lui-même n’est limitée que par les effets d’inertie de la faible masse du noyau.
Sortie absolue
Un LVDT est un dispositif à sortie absolue, par opposition à un dispositif à sortie incrémentale. Cela signifie qu’en cas de coupure d’alimentation, les données de position envoyées par le LVDT ne seront pas perdues. Lorsque le système de mesure est redémarré, la valeur de sortie du LVDT sera la même qu’avant la coupure de l’alimentation électrique.
Quelques exemples de capteurs linéaires LVDT
Le transducteur de déplacement inductif, également connu sous le nom de LVDT, est un dispositif électromagnétique utilisé pour la mesure de petits déplacements. Le transducteur LVDT offre une précision et une répétabilité élevées, même dans des conditions de travail sévères et en présence de contaminants.
Les capteurs de position et de déplacement sont robustes et fiables et assurent une longue durée de vie. Ils offrent des plages de mesure comprises entre 0,2 et 10 mm. Des versions économiques, miniaturisées, pressurisées, à palpeur à ressort, avec ou sans électronique intégrée, sont disponibles.
Il est également possible de réaliser des capteurs LVDT avec des plages de mesure plus grandes, des formes de construction personnalisées et des plages de température plus étendues.
Notes de construction des capteurs linéaires LVDT
Le transducteur est constitué d’un tube composé de trois enroulements disposés avec des axes parallèles et contenant un noyau cylindrique ferromagnétique mobile. L’enroulement central est appelé primaire et les deux autres secondaires : le primaire est relié à un générateur de tension AC, tandis que la tension de sortie est mesurée aux bornes des secondaires.
Lorsque le noyau est au centre, la tension induite dans les enroulements secondaires, ceux-ci étant bobinés en sens opposé, est égale mais opposée, de sorte que le signal de tension mesuré est pratiquement nul. Lorsque le noyau se déplace, en revanche, les inductances mutuelles changent et, selon qu’il se déplace vers la gauche ou vers la droite, le couplage inductif avec le secondaire de gauche ou de droite respectivement devient plus important. Par conséquent, le signal de sortie varie proportionnellement au déplacement du noyau.
Amplificateurs pour capteurs LVDT
Pour convertir le signal de sortie du LVDT, on utilise des démodulateurs discriminateurs de phase. Il s’agit de dispositifs électroniques qui permettent d’extraire la valeur efficace de la tension représentant le déplacement et de déterminer de quel côté du zéro se produit le déplacement. Le plus connu utilise un double pont de Graetz qui redresse le signal alternatif provenant des enroulements secondaires et en fait la somme algébrique. Selon le signe de la somme, il est possible de savoir de quel côté du zéro le déplacement s’est produit.
Le LVDT est un transducteur très sensible, capable de mesurer des déplacements de l’ordre de fractions de micromètre. Selon la fréquence d’alimentation du primaire et la masse du noyau, on obtient des fréquences de coupure de quelques centaines de hertz et donc de bonnes réponses dynamiques à des déplacements variant rapidement dans le temps.
Produits associés
Palpeurs de mesure LVDT
Logiciels de mesure et de contrôle
Systèmes DIGICHECK
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Site web : www.roder.it
Division vision industrielle : www.rodervision.com
Division instruments de mesure : www.innovacheck.com
Applicazioni correlate :
Îlots de contrôle automatiques pour la mesure des diamètres et de l’ovalisation de pièces réalisées sur centres d’usinage
Systèmes de vision industrielle pour le contrôle qualité en ligne de production
Contrôles dimensionnels avec capteurs LASER
Contrôle de l’intégrité, de la forme et des dimensions de bouchons en ligne de production
Mesure de longueur et de position pour profilés facilement déformables
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