Avantages de la technologie des capteurs de déplacement LVDT
Qu'est-ce que le LVDT ?
LVDT signifie Linear Variable Differential Transformer (transformateur différentiel variable linéaire), un type de capteur électromécanique qui convertit les changements mécaniques dans le mouvement linéaire en signaux électroniques correspondants. Les capteurs de position linéaire LVDT peuvent mesurer des déplacements aussi petits que 0,1 mm, et peuvent également mesurer des déplacements jusqu'à 1000 mm. En savoir plusTutoriel sur les capteurs LVDT
Avantages techniques des capteurs LVDT
Les capteurs de déplacement LVDT présentent certaines caractéristiques et certains avantages dus au principe physique ou aux matériaux et à la technologie utilisés dans leur construction.
Mesure sans frottement
L'une des caractéristiques les plus importantes des capteurs LVDT est la mesure sans frottement. Dans une application typique, il n'y a pas de contact mécanique entre le noyau et la structure d'assemblage de la bobine d'un LVDT, comme le frottement, la traînée ou d'autres facteurs qui peuvent causer des frottements. Cette caractéristique est particulièrement importante pour les essais de matériaux, les mesures de déplacement par vibration et les systèmes de mesure dimensionnelle à haute résolution.
Résistance aux environnements extrêmes
Le LVDT est un capteur très robuste qui convient à une grande variété d'environnements de travail grâce aux matériaux et aux techniques d'assemblage utilisés. L'enroulement de la bobine est encapsulé dans une résine époxy et placé à l'intérieur d'un tube en acier inoxydable, ce qui assure une excellente protection contre l'humidité, ainsi qu'une grande résistance aux vibrations et aux chocs. En outre, le blindage magnétique hautement perméable à l'intérieur réduit au minimum l'influence des effets du champ magnétique alternatif externe.
Les boîtiers et les noyaux sont fabriqués à partir de matériaux métalliques résistants à la corrosion et les boîtiers offrent également une isolation renforcée contre les champs magnétiques. Dans les applications où le capteur doit être exposé à des vapeurs et des liquides inflammables et corrosifs, ou à des fluides sous pression, le boîtier et la structure de l'ensemble de la bobine peuvent être complètement scellés au moyen d'un processus de collage par fusion.
Normalement, les LVDT conviennent à une très large gamme de températures de fonctionnement. Dans les environnements extrêmes (très basses températures, très hautes températures, radiations nucléaires), il faut envisager des capteurs LVDT sans conditionneur de signal intégré, car les circuits électroniques ne peuvent normalement résister qu'à des températures de -20°C à +80°C. Abeck dispose d'une large gamme de conditionneurs de signal externes qui peuvent être utilisés avec des LVDT installés dans des environnements extrêmes, et les longueurs de câble entre le LVDT et le conditionneur de signal peuvent être supérieures à 100 mètres. La longueur de câble entre le capteur LVDT et le conditionneur de signal peut être supérieure à 100 mètres.
Résolution illimitée
Comme le LVDT est mesuré au moyen du principe de couplage électromagnétique utilisant une structure sans frottement, il est capable de mesurer des changements extrêmement faibles dans la position du noyau. Cette capacité de résolution infinie n'est limitée que par la résolution du conditionneur de signal LVDT et le nombre de bits dans l'instrument d'affichage de sortie. Il y aura une petite ondulation dans la sortie du conditionneur de signal LVDT, mais elle est très élevée en fréquence et ne sera donc même pas remarquée dans la plupart des applications.
Durée de vie mécanique infinie
En règle générale, il n'y a pas de contact entre le noyau et la structure de la bobine d'un LVDT, de sorte qu'aucun des composants ne frotte l'un contre l'autre ou ne s'use, ce qui signifie que les LVDT ont une caractéristique non mécanique limitant leur durée de vie. Cette caractéristique est particulièrement importante dans les applications nécessitant une grande fiabilité, telles que les aéronefs, les satellites, les véhicules spatiaux et les équipements d'énergie nucléaire. Les LVDT sont également très demandés dans de nombreux systèmes de contrôle des processus industriels et d'automatisation des usines.
Ne sera pas endommagé par un dépassement de la plage de mesure
La plupart des LVDT des capteurs Abek ne sont pas fermés aux extrémités de l'alésage. Si, en raison d'une manipulation involontaire, leur course de mesure nominale est dépassée, le noyau magnétique traversera complètement la structure de la bobine du capteur sans causer de dommages. Cette caractéristique non destructive fait du LVDT un transducteur de mesure de position idéal pour les équipements d'essai de dommages matériels tels que les tensiomètres qui sont fixés à des assemblages d'essai afin de tester leur tension, par exemple les séries FCNA-FCXA10, FCNA19, FCNA20 et FHNV19.
Insensible aux variations radiales
Le LVDT ne réagit qu'au mouvement du noyau le long de l'axe de la bobine et ne détecte normalement pas le mouvement du noyau transversal à l'axe transversal ou la position radiale du noyau. Par conséquent, les LVDT peuvent encore fonctionner correctement dans des applications où ils ne sont pas montés en ligne ou flottants, et lorsque le mouvement du LVDT n'est pas précisément en ligne droite.
Bobines et noyaux séparables
Comme il n'y a qu'une interaction de couplage magnétique entre le noyau et la bobine du LVDT, un manchon de pression non magnétique peut être inséré entre le noyau et la paroi interne pour isoler le noyau de la bobine. De cette manière, le fluide sous pression peut être enfermé dans le manchon d'isolation et la bobine peut alors être isolée du fluide sous pression, ce qui réduit le risque d'endommagement de la bobine. Les LVDT utilisés pour le retour de position dans les valves proportionnelles ou servo des systèmes hydrauliques utilisent souvent cette caractéristique, voir la série FCNA20.
Répétabilité zéro
La position zéro inhérente au LVDT est très stable et hautement reproductible, même au-delà de sa plage de température de fonctionnement. Cette caractéristique fait du LVDT un excellent capteur de position pour les applications dans les systèmes de contrôle de boucle et les servomoteurs de haute performance.
Réponse dynamique rapide
En général, la nature sans frottement des LVDT leur permet de répondre très rapidement aux changements de position du noyau, et la réponse dynamique du LVDT lui-même n'est limitée que par les effets inertiels de la masse minuscule du noyau. En général, la vitesse de réponse d'un système d'induction LVDT dépend de la largeur de bande de sortie du conditionneur de signaux.
sortie de la valeur absolue
Contrairement aux capteurs incrémentaux, qui doivent être remis à zéro après chaque coupure de courant, le LVDT est un capteur à sortie absolue qui fournit toujours la position réelle, même lorsque l'alimentation électrique est activée et désactivée, ce qui est extrêmement important pour les applications qui nécessitent une sortie absolue, telles que la surveillance des structures, les soupapes de sécurité, les systèmes de servocommande, et bien d'autres encore.
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