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Auteur(s)
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Michel MATON : Ingénieur du Conservatoire National des Arts et Métiers - Ancien chef du Laboratoire des Mesures Physiques à la Direction des Études Automobiles Peugeot
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Lire l’articleINTRODUCTION
Dans la pratique industrielle, notamment dans le cas où il est nécessaire d’intégrer des capteurs dans une machine aux fins d’investigation, les contraintes d’environnement, les possibilités d’implantation, les considérations de disponibilité des capteurs, de délai, de coût, de temps d’implantation et de difficultés d’appareillage d’une machine sont souvent déterminantes dans le choix du capteur et de la technique de mesure. Pour faire un choix judicieux, il importe que l’ingénieur tienne compte des éléments suivants :
-
qualités métrologiques du capteur (précision, résolution, répétabilité, etc.) ;
-
paramètres du mouvement (vitesse, amplitude, vitesse d’acquisition) ;
-
nature de l’information (analogique ou binaire) ;
-
possibilités de couplage mécanique.
Le tableau 1 résume les différents types de capteurs utilisés en tachymétrie et repérage d’événements.
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3. Exploitation des signaux
Les signaux tachymétriques se présentent sous forme analogique (ddp, courant ou fréquence) ou binaire et sont traités par les méthodes classiques de traitement des signaux.
Nous traiterons dans ce paragraphe les aspects spécifiques de la mesure des vitesses, essentiellement par des exemples d’application.
3.1 Généralités
Dans la majorité des cas, on mesure la vitesse d’organes de machines ; cette vitesse peut être :
-
constante ou à variation continue (machines électriques par exemple) ;
-
modulée par la variation cyclique des forces et couples moteurs et résistants, comme dans les machines alternatives, moteurs Diesel, compresseurs, presses, etc.
En mécanique, les variations de vitesse seront le plus souvent des fonctions périodiques simples ou complexes (provoquées par des variations de force ou couples de pression ou d’inertie), parfois non périodiques ou transitoires (arbres multiples, mécanismes tels que cames...), parfois quasi sinusoïdales (pompage de régulateur) et pourront comporter des termes aléatoires, le plus souvent stationnaires ergodiques (exemple : forces de pression pendant la phase de combustion).
Dans le cas d’un signal tachymétrique à information fréquence, nous aurons un signal de fréquence instantanée :
avec :
- P :
- nombre d’impulsions par tour
- n i (tours /s) :
- vitesse de rotation instantanée.
3.2 Mesure des variations de vitesse. Modulation de fréquence
Le signal recueilli à la sortie d’un capteur incrémental (figure 27) est généralement modulé soit en amplitude, soit en fréquence.
-
Modulation en amplitude :
-
par la variation de vitesse : cas d’un capteur magnétique ;
-
par des mouvements parasites : vibrations, mouvement de précession...
-
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