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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 ;
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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.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de avr. 1986 par Jacques BEAUSSIER
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6. Sources d’incertitude liées au positionnement des capteurs
Les capteurs de déplacement sont le plus souvent constitués d’une partie liée au référentiel fixe et d’une partie liée au référentiel mobile (élément matériel pour les capteurs avec contact, immatériel pour les capteurs sans contact).
Les principales sources d’incertitude sont :
-
les défauts de positionnement Δx, Δy et Δz du corps du capteur par rapport au référentiel fixe ;
-
le défaut d’alignement α du corps du capteur et de la direction de mesure ;
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le défaut de guidage β de la partie mobile (défaut d’alignement de l’axe de mesure par rapport aux faces de fixation du corps du capteur pour les systèmes de mesure sans contact) ;
-
la différence de position γ entre le point de contact « idéal » et le point de contact réel sur la cible, compte tenu du rayon de courbure r de la cible au voisinage du point de mesure : r sin γ » (h + Δy) » r γ.
Les calculs ci-dessous sont valables dans le cas de l’approximation qui consiste à faire coïncider les axes des degrés de liberté en rotation avec le zéro mesure. L est la distance du capteur à la cible au zéro mesure (
est la longueur de la tige de palpage pour les capteurs avec contact, la distance de travail pour les capteurs sans contact) et d la valeur du mesurande, ce qui donne
. r est le rayon de courbure de la cible au point de mesure.
L’erreur de mesure δ due aux défauts de positionnement et d’alignement (figure 33) s’exprime comme suit (en considérant les angles α, β et γ petits) :
...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - SAVELLI (M.), COMALLONGA (J.), BOGGIANO (L.) - Bruit de fond et mesures - . [R 310] (1992).
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(2) - MATON (M.) - Mesures des vitesses et circuits associés - . (1993).
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(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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