Capteur LVDT

[DEN]

Si on cherche un peu sur le net avec un capteur de type LVDT, on peut se faire un comparateur électronique de très haute résolution. L'intéret n'étant pas de mesurer le micron de manière précise, mais bien de mesurer une variation autant que possible linéaire, puis convertir pour avoir une mesure de rugosité de surface par exemple ...

D'ailleurs bien étalonné on pourrait avoir même une mesure précise, du type comparateur classique. Faut juste plancher sur un design de capteur honnete, pas un truc fait sur un coin de table avec du scotch pour faire tenir le tout... quoi que sur youtube, un gars montre sur l'oscillo un truc fait avec deux pailles et ça marche de manière a vue d'oeil linéaire.

Voir aussi les Applications Notes du circuit AD598, encore disponible facilement sur RS un peu cher parcontre 38€.

Une autre idée est la sonde capacimétrique (diviseur capacitif, un peu le principe des micro electret) , mais là apparement il faut monter assez haut en fréquence pour la voir fonctionner correctement ...

J'aime bien l'idée d'une jauge séparée, amplifiée à volonté que l'on lit sur un grand galvanomètre ...

Si je fais quelque chose du genre, je metterai les photos ... Peut-etre un conditionnement du signal a composants discrets, 38€ c'est un peu exagéré tout de même ...

 

[Bbr]

Bonjour,

J'aime bien l'idée d'une jauge séparée, amplifiée à volonté que l'on lit sur un grand galvanomètre ...

J'ai utilisé ce genre de comparateur dans les années 70, c'était bien un capteur LVDT avec un grand galvanomètre comme afficheur et lire le micron ne posait pas de problème.

Cordialement,
Bertrand

 

[romain]

Bonjour,
J'utilise pas mal ce genre de bête à mon boulot.
La précision est donnée à 0,2% de la course complète du capteur.
Donc, pour un capteur de 5mm ça fait une précision de l'ordre du micron.
Certains existent maintenant avec une carte d'amplification intégrée permettant de lire directement le signal de sortie en volts.
Bonne journée.
Romain

 

[amurianum]

certaines règles de mesure sont basées sur ce principe il me semble

avec les systèmes capacitifs on est bien plus précis puisque l'on descend jusqu'à 0,1 nm

 

[romain]

Bonsoir,
Très juste, mais après il faut voir l'étendue de mesure.
Bonne soirée.

 

[moissan]

j'ai deja fabriqué des capteur capacitif , avec une resolution trés interressante , et une electronique simple avec que des circuit courant

oscillateur et diviseur par 2 CMOS 4047 pour faire un signal parfaitement symmetrique a 100KHz environ
interrupteur CMOS 4016 pour faire une demodulation synchrone
ampli operationel TL81

aujourd'hui il n'y aurait de meilleur choix pour l'ampli op , mais le 4016 reste un bon moyen de faire la detection synchrone

le LVDT est plus interressant pour des course plus longues , il a aussi l'avantage de pouvoir mettre une certaine longueur de fil entre le capteur et l'electronique ... alors qu'en capacitif il faut absolument fixer l'electronique sur le capteur

le LVDT est vraiment le bon truc pour faire un comparateur electronique

la realisation est simple : il suffit d'un petit bobinage cylindrique a 2 bobine , et un baton de ferrite qui se deplace dedans

pour une bonne precision il suffit d'une grande stabilité geometrique du bobinage : noyé dans de la bonne resine epoxy par exemple

 

[DEN]

Le principe de votre capteur capacitif me parait très-très interressant ! Auriez vous quelques détails en plus, malheureusement sur la toile j'ai pas trouvé grand chose. J'ai meme pas réussi a trouver leb bon mot clef. J'ai quand-meme glanné quelques articles interessants de la Penn State : MDRL (Machine dynamics research Laboratory). Il semble que pour mesurer le déplacement de leur broche de super précision ils utilisent justement des capteurs capacitifs, mais rien n'est dit sur l'électronique.

Informations a consommer sans moderation :
http://mdrl.mne.psu.edu/
Faudrait essayer de se procurer les ouvrages complets...
Leurs tournages au diamant monocristalin, avec des états de surface tenant dans quelques dizaines de nm...

Pour le LVDT c'est effectivement pour fair un comparateur électronique analogique pour aller titiller le micron et un poil moins, qui me servirait pour le réglage de broche de la fraiseuse par exemple (2 microns), controller l'état de surface de grattage, (profondeur des touches), et si la linéarité est au rendez-vous - la courbure générale des surfaces grattées ... Et controle approximatif du marbre à la potence ... (j'ai toujours l'impression qu'il est un peu creux au centre ...)

 

[moissan]

il faut que je retrouve tout ça ... mon projet de derniere année a l'ecole d'ingenieur a besançon avait été des gyroscope et acelerometre pour helicoptere modele reduit : capteur d'effort des gyrometre , et accelerometre etaient fait avec le même capteur capacitif , très simple a construire

une lame souple entre 2 electrode alimenté par 2 signaux en opposition de phase

la lame souple etait fixé entre 2 electrode de garde pour annuler les capacité parasite

a l'epoque le but etait de faire très simple et leger ... pour en faire de la metrologie il faudrait ameliorer un peu : exiter avec des signaux sinusoidaux et non simplement carré ... mettre un ampli op plus performant ... mais je garderait le 4016 ou 4066

je vais rechercher les plan de l'epoque et les passer au scanner

 

[DEN]

Super ! Ca sera aussi un bon capteur à tester !
En attendant je vais commencer par expérimenter sur le LVDT, faudra réflechir au nombre de spires, mais au début je ferai au pif...
J'ai quelque part une grosse bobine de cuivre en 0.1 et même en 0.067. Une question que je me suis posée, ce capteur ne va pas se transformer simplement en une espèce de haut parleur si j'alimente la bobine avec 10kHz... ? (d'où vibrations et autres ennuis ?)

 

[amurianum]

ce capteur ne va pas se transformer simplement en une espèce de haut parleur si j'alimente la bobine avec 10kHz... ? (d'où vibrations et autres ennuis ?)

tant que ça ne devient pas une plaque à induction

il faut certainement un certain ajustement entre la bobine et le noyau mais pourquoi 10 Khz ?

 

[moissan]

pour faire un lvdt il ne faut pas une bobine mais au moins 2

quand la ferrite est egalement engagé dans les 2 bobine les 2 inductance sont egale ... si il y a deplacement de la ferrite il y a desequilibre

il y a plusieur solution de realisation :

2 bobine en serie : chaque bout et alimenté par 2 tension en opposition de phase , le point millieu donne un tension nulle a l'equilibre , ou en phse avec un bout ou l'autre en cas de desequilibre

autre solution , 3 bobine , les 2 premiere pour l'exitation , et la 3eme pour la sortie , qui donne un signal dans une phase ou l'autre en cas de desequilibre

la solution a 3 bobine simplifie un peu l'electronique ... mais avec l'electronique actuelle qui ne coute plus rien je prefere le capteur le plus simple a 2 bobines

 

[moissan]

pour le choix de la frequence , plus la frequence est haute plus les effet inductif sont fort plus on peut se contenter de faible nombre de tours ... mais probleme inverse , a trop haute frequence l'electronique est plus difficile a realiser

entre 100kHz et 1MHz c'est le plus pratique

 

[stanloc]

Bonjour,
Je tombe par hasard sur ce post et comme je possède 2 ou 3 capteurs LVDT et leur coffret électronique de la marque TESA je puis vous dire que vous vous faites beaucoup d'illusion au sujet de se "bricoler" un système de mesure chez soi. Les "crayons" ne sont d'ailleurs pas très chers car l'industrie en consomment à la pelle mais l'électronique est déjà du domaine de l'investissement. Certes le principe du capteur a été décrit mais de là à fabriquer sur ce principe un appareil de MESURE il y a un monde. J'ai beaucoup utilisé durant toutes mes dernières années d'activité ces capteurs et l'électronique coutait très cher et cela d'autant que l'on veut de la précision. Celle que j'utilisais donnaient une résolution du centième de µm et était vendu par TESA principalement aux fabricants de cales étalon.
J'ai déjà essayé de revendre mon matériel mais je n'ai trouvé personne qui soit prêt à investir dans ce matériel même en occasion car l'intérêt au niveau de l'amateur est très faible. Un comparateur à afficahge digital est bien plus utile (et encore, un mécanique à aiguille suffit largement) car la course des crayons LVDT les plus courants est de +ou-2mm
Stan

 

[DEN]

Je vais essayer l'AD598, solution single chip toute faite, ça coute alors que 38€ chez RS... Après je tenterai d'approcher la meme chose à coup d'ampli-op et composants discrets.

Si tu as une solution pour avoir des "crayons" pas cher, chez RS le moins cher que j'ai vu est à 80€ ...

La solution de mesure complète avec électronique et afficheur tourne aux environs de 400€ ... meme si je m'en tire à 120€ je suis content ... je préfère l'affichage analogique à aiguille plus intuitif, donc un galvanomètre + ampli-op avec potentiometre pour la calibration et c'est parti ...

Puis le micron ou un peu moins me suffit largement comme resolution, je n'ai pas de besoin de descendre au centième.

Faut voir pourquoi l'électronique est si chère ... il y a sans doute soit bcp de R&D derrière avec une programmation de dsp et traitement de signaux, soit une calibration certifiée, soit quelque compensation thermique ajustement automatique... et puis faut savoir qu'il y a facilement un facteur 5 à 10 sur le prix de revient et le prix commercial de l'appareil en question ... donc j'ai bon espoir pour le AD598, et encore il est fort probable que ça soit la solution du riche ...

 

[moissan]

en electronique la precision coute tres chere au dessus d'une certaine dynamique , mais en dessous ça ne coute rien

tans qu'on ne depasse pas une dynamique de 100 c'est du bricolage facile ... donc course de 1mm et affichage a 0,01mm très facile

afficher le micron en se limitant a une course de 0,1mm est facile aussi avec les même circuit a quelques euro

pour une dynamique de 1000 il faut faire un peu mieux mais ça ne demande toujours pas de composant très couteux

ensuite il y a dans le commerce du materiel de metrologie avec encore plus de chiffre significatif dans la mesure ... mais le nombre de chiffre du prix est en proportion

idem pour la realisation du capteur et des bobine ... en visant une performance raisonable il suffit d'une bonne stabilité dimensionelle des materiaux utilisé ... avec une dynamique plus large il faut que le choix des materiaux soit super bien etudié dans les moindre detail ... voir même severement controlé et trié pour ne garder que les meilleur et jeter les autres

 

[Bombyx14]

Bonsoir à tous,
Je ne connaissais pas bien tous ces capteurs inductifs autonomes avec leur électronique embarquée et ai découvert par hasard, dans une brocante à vil prix un maxµm ll de Federal Mahr qui est assez fantastique en performance: le micron sur une course de 1mm... Seules les 2 batteries 4,5V américaines ont du être remplacées et montées hors du boitier; cela fonctionne depuis plus d'un an sur mon marbre, l'affichage est tolérancé et peut servir en contrôle d'une série de pièces.
Voici un lien pour ce type de produit, attention le prix neuf est d'environ 400€, très dissuasif !!
Millimess Comparateur inductif Maxµm III - Mahr Metrology:
http://www.mahr.com/index.php?NodeID=10216&ContentID=4756
Cordialement

 

[amurianum]

effectivement un beau coup de chance, je suppose que tu l'utilises dans un environnement contrôlé en température, parce qu'on a pas parlé de cet aspect là dans le sujet

 

[MARECHE]

Bonjour,
J'en ai construit quelques uns dans le passé sous la forme de transformateurs différentiels: trois bobines, une centrale recevant un courant alternatif et deux latérales montées en opposition, le tout bobiné sur la même bobine à trois gorges, et une détection synchrone pour l'affichage, genre lock-in PAR (Princeton Applied Research) Le soin et la régularité du bobinage sont primordiaux pour la linéarité de la réponse, il est utile de polir la carcasse de la bobine et il vaut mieux éviter les fils trop fins < 1/10 de mm pour lesquels on est pas sûr qu'ils sont bien jointifs. De même il vaut mieux pas trop de couches de fil si on ne les bobine pas PARFAITEMENT. Pour l'étalonnage on peut utiliser un palmer, soit un 0-25 que l'on coupe en deux pour récupérer la vis, soit un grand dans lequel le capteur rentrera entier. On place l'ensemble verticalement et on déplace le noyau avec la vis, ce qui permet de déterminer le point de zéro, la zone linéaire et le coefficient de réponse.
Salutations

 

[stanloc]

Bonjour,
J'en ai construit quelques uns dans le passé sous la forme de transformateurs différentiels: trois bobines, une centrale recevant un courant alternatif et deux latérales montées en opposition, le tout bobiné sur la même bobine à trois gorges, et une détection synchrone pour l'affichage, genre lock-in PAR (Princeton Applied Research) Le soin et la régularité du bobinage sont primordiaux pour la linéarité de la réponse, il est utile de polir la carcasse de la bobine et il vaut mieux éviter les fils trop fins < 1/10 de mm pour lesquels on est pas sûr qu'ils sont bien jointifs. De même il vaut mieux pas trop de couches de fil si on ne les bobine pas PARFAITEMENT. Pour l'étalonnage on peut utiliser un palmer, soit un 0-25 que l'on coupe en deux pour récupérer la vis, soit un grand dans lequel le capteur rentrera entier. On place l'ensemble verticalement et on déplace le noyau avec la vis, ce qui permet de déterminer le point de zéro, la zone linéaire et le coefficient de réponse.
Salutations

Bonjour,
Si quelqqu'un en veut une, j'en ai une à céder à qui veut. Mais il faut connaitre car je ne pense pas que beaucoup de gens ici en ait déjà utilisé une.
Stan

 

[DEN]

Je serrai interessé par un capteur,après ça dépend à quel prix évidement ...

 

[stanloc]

Je serrai interessé par un capteur,après ça dépend à quel prix évidement ...

http://www.ebay.com/sch/i.html?_odkw=TESA++gauge+heads&_osacat=0&_from=R10&LH_IncludeSIF=1&_armrs=1&_mPrRngCbx=1&_trksid=p2045573.m570.l1313&_nkw=TESA++GT-21&_sacat=0

Stan

 

[pierrepmx]

et une détection synchrone pour l'affichage, genre lock-in PAR (Princeton Applied Research)

Bonjour,
Si quelqqu'un en veut une, j'en ai une à céder à qui veut. Mais il faut connaitre car je ne pense pas que beaucoup de gens ici en ait déjà utilisé une.
Stan

Salut MARECHE,

de quel modèle s'agit-il ?

soit un grand dans lequel le capteur rentrera entier. On place l'ensemble verticalement et on déplace le noyau avec la vis, ce qui permet de déterminer le point de zéro, la zone linéaire et le coefficient de réponse.

Je dois mal visualiser la procédure, car je ne vois pas comment ne pas déséquilibrer le transfo avec la tige du palmer (et même le corps, dans une moindre mesure).

 

[moissan]

la bobine est surtout sensible a la position du noyaux a l'interieur ... mais aussi a la position de tout ce qui est autour

heureusement il y a des solution : on pourait penser a un tube en ferrite autour de la bobine pour fermet le circuit magnetique ... mais ça pose des probleme et degrade la precision ... la permeabilité de la ferrite n'est pas enorme et il continue a avoir du flux magnetique qui se promene en dehors du capteur

il y a une autre solution : un tube de cuivre autour de la bobine : pas trop tres : il faut que le flux magnetique ait la place de passer entre la bobine et le cuivre : la conductivité du cuivre est trés bonne et il s'y fait des courant de foucauld qui interdisent radicalement au flux de sortir du tube en cuivre

pour la tige de commande du noyaux de ferrite mobile il faut un materiaux ni conducteur ni magnetique : donc fibre de verre et resine epoxy

 

[pierrepmx]

Salut,

il me semblait que les tiges étaient en alu ? (amagnétique)

 

[moissan]

l'alu est amagnetique ... mais il est aussi très bon conducteur de l'electricité , et il interdit aux flux magnetique haute frequence de le traverser , ce qui n'est pas forcement un probleme et peu même augmenter l'efficacité du capteur

non seulement le noyau ferrite favorise le passage du flux ... mais de l'alu ou du cuivre aux deux bout reduit le flux hors de la ferrite

 

[romain]

Salut,
Pour ceux que ça intéresse, je peux en avoir des anciens modèles sans électronique intégrée de différentes courses. Il faut y ajouter une carte de conditionnement de signal pour lire facilement la valeur.
Contactez moi en MP si intéressé.
Bonne soirée.

 

[DEN]

Un aspect à préciser avec la température, que l'on a tendance à faire intervenir à toutes les sauces est que le plus important est d'avoir une température constante sur l'objet mesuré pendant la mesure (transfert de chaleur mains objet) , et préférablement éviter qu'il y ai un gradient de température le long de l'objet mesuré. Pour le reste pour faire un relevé de surface, une mesure de faux rond, une mesure de défaut de pérendicularité - la température controlée n'aura qu'une influence marginale. On commencera à avoir des problèmes dans les cas de mesure par rapport a des cales calibrées qui n'auraient pas le meme coefficient de dilatation et/ou ne seraient pas à la meme température.
Bref, un strict controle de la température n'est nécessaire que dans certains cas précis, souvent éviter le gradient de température, et la variation de température durant la mesure peuvent suffire. Mais bon il y a pas mal d'ouvrages qui traitent du sujet, et expliquent le pourquoi du comment pour chaque cas précis.

Pour les quelques applications sous le centième, jusqu'ici mon souci majeur étaient les grains de poussière, et le manque de rigidité de la pièce que je suis en train de gratter et peut être dans le futur la précision du marbre, un autre problème est la stabilité du pied du comparateur (sera résolu dans peu de temps par la réalisation d'un suport avec pied en fonte).

Voilà, bons microns à tous !

 

[DEN]

Ca c'est pas mal comme livre! Ces derniers temps je trouve de super bouquins. Mais aurai je le temps de tous les lire ...

http://books.google.it/books?id=5UE...ce=gbs_ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false