L'intérieur d'un palpeur électronique

thierry74 · 2 Sept 2022

Bonjour,

Suite à un contrôle d'un porte à faux sur une Aciéra F1 avec un instrument au micron et un palpeur, @FTX et d'autres ont été intéressés pour voir comment est fait l'intérieur d'un palpeur électronique.
Dans ce genre d'appareil, la précision est de rigueur !!!

Avant de procéder au démontage, je vous mets les différents éléments

Une précision !!! comme j'ai dit dans l'autre post, je fais avec les moyens du bord parce que les palpeurs ne sont pas étalonnés de cette manière. le mien, ça va être grossier mais utilisable.

A+

Thierry

La photo sur laquelle @FTX a voulu en savoir un peu plus sur ce moyen de contrôle !!!
j'ai les 2 sortes d'appareils portatifs, le 1er qu'on appelle GNM que j'ai acheté sur le bon coin qui est très ancien ( pour ma collection ) et celui là, le TT10 acheté neuf, il y a environ 25 ans.
Maintenant il y a la 3 ème version mais le prix !!! wouah !!!

Que ce soit Mitutoyo ou TESA , les palpeurs se ressemblent au point de vue extérieur, ( touche, soufflet, bague, corps) je connais bien les palpeurs TESA mais l'intérieur des Mitutoyo, j'ignore

Le moyen de contrôle que je recherchais, c'est celui là, un TESATRONIC, je l'ai eu quand j'ai acheté ma SIP 302M, il était livré avec.

Les SIP étaient livrées avec ce genre d'instrument de contrôle, on peut mesurer jusqu'au 0.1 µm comme le TT10.

Sur la photo j'ai fait le 0, ensuite je vais mettre une cale de 1 mm, c'est juste pour vous montrer l'échelle sur laquelle on réglera le palpeur au remontage.

On voit qu'avec la cale de 1 mm, l'aiguille va à 10, c'est normal.

Maintenant je vous montre les échelles.
En bas à droite il y a des chiffres de 1 à 6, le curseur est sur 1 donc si on regarde sur "range"une division fait 50 µm et à 10 --> 1 mm

moufy55 · 2 Sept 2022

Ah, enfin, un adversaire dans la mesure de l’infiniment petit-petit

lion10 · 2 Sept 2022

bonjour. Ce serait donc un système proportionnel qui transforme un déplacement micrométrique en une valeur électrique. Ce n'est donc pas un capteur tout ou rien. Sujet à suvre avec votre démontage. Cdlt lion10

FTX · 2 Sept 2022

Bonjour

Merci pour ce nouveau sujet. Du très très beau matériel tout ça.

Ftx

thierry74 · 2 Sept 2022

moufy55 a dit:
Ah, enfin, un adversaire dans la mesure de l’infiniment petit-petit

A la fin je montrerai un palpeur qui est encore plus précis, la répétabilité limite est 0.015 µm (nanomètre) la mesure se fait sur 25 mm, par contre j'ai pas eu le droit de le démonter vu le prix qu'il coûte mais c'est pas un TESA.

lion10 a dit:
Ce serait donc un système proportionnel qui transforme un déplacement micrométrique en une valeur électrique. Ce n'est donc pas un capteur tout ou rien. Sujet à suvre avec votre démontage. Cdlt lion10

Ce palpeur fonctionne sur le principe du demi pont inductif, je vais continuer le démontage et ce sera plus compréhensible !!

FTX a dit:
Du très très beau matériel tout ça.

C'est sûr que je le laisse pas traîner dans les copeaux

Enlèvement des bagues et du soufflet.

On voit que c'est un noyau de ferrite qui va passer dans un système de bobines, c'est alimenté par une tension alternative et c'est le déplacement du noyau qui fait varier l'inductivité et produit un signal qui, amplifié et redressé, est transmis au TESATRONIC ou un autre instrument qui donne la valeur.

Le déplacement est guidé par une petite roue qu'on voit à coté du ressort.
Par contre il faut faire très attention quand on sort ce noyau et lorsqu'on le remonte parce que ça casse comme du verre.

L'intérieur, au fond où il y a les bobines.

gaston48 · 2 Sept 2022

Bonsoir,

Capteur LVDT
" Linear Variable Differentiel Transformer "

Bbr · 2 Sept 2022

Bonjour,

Un peu de lecture là sur les LVDT.

Je n'ai pas fait de recherche approfondies mais je suis sûr qu'il y a des schémas de l'électronique pour utiliser un LVDT sur le ouaib (LVDT signal conditioner).

Cordialement,
Bertrand

thierry74 · 3 Sept 2022

Bonjour,

gaston48 a dit:
Capteur LVDT
" Linear Variable Differentiel Transformer "

Oui, c'est bien ça mais si je l'avais appelé comme ça la plupart des personnes m'auraient dit " c'est quoi ça ?"

En effet c'est le vrai nom, je vais mettre la coupe en photo, ça sera plus parlant pour la plupart
C'est monté avec une cage à billes et il doit y a avoir aucune contrainte pour que le palpeur mesure juste

A+

Thierry

On voit comment sont constituées les bobines et ce noyau de ferrite qui passe au travers.
Les fils qui constituent une bobine, c'est de l'ordre de 0.2 à 0.3 mm à peu près. on voit que ça paraît gros sur la photo mais c'est très petit.
( pour info, le pas de la pièce en bleu c'est M 0.45 )
Les spires sont constituées sur une machine, ça s'enfile sur des petits tubes et il y a plusieurs longueurs suivant le palpeur.
Chez TESA, c'était principalement des femmes qui montaient les palpeurs, il faut avoir des doigts agiles pour faire ce genre de montage.

JASON · 3 Sept 2022

Bonjour,
Un excellent post !!!
JASON

thierry74 · 4 Sept 2022

Bonjour,

JASON a dit:
Un excellent post !!!

Merci @JASON , c'est vrai qu'on pense toujours à regarder l'extérieur mais à l'intérieur c'est encore mieux

Au bout de 13 ans dans la mécanique, à me servir de ces instruments, j'ai voulu voir comment on les fabriquait parce que j'étais curieux mais des entreprises qui font cela, il n'y en a pas beaucoup, à part à l'époque ROCH France, alors j'ai voulu aller voir plus loin et là en Suisse j'ai eu la chance de trouver ce que je voulais chez ROCH SUISSE et ensuite TESA, j'ai vraiment appris beaucoup de choses , ça n'a pas été facile de travailler avec les suisses, ils ont une culture du travail différente de chez nous mais j'ai quand même tenu 30 ans

Pour revenir à ce palpeur, on voit sur les 2 photos, différentes couleurs, il existe bien avec, mais en grandeur XXL , il fait 80 cm de long sur 80 mm de Ø, il était destiné à montrer aux visiteurs l'intérieur de cet instrument et il y en avait plusieurs qui étaient dans cette dimension.
Un micromètre ROCH , un pied à coulisse, un rapporteur d'angle, un indicateur à levier COMPAC qui fait normalement 6 cm, là, il faisait 60 cm de long,
On voyait tous les détails
Ce qui était marrant c'est qu'on marchait dans l'atelier avec ces instruments géants autour de nous !!!!

Maintenant je vous montre le remontage.

thierry74 a dit:
pour info, le pas de la pièce en bleu c'est M 0.45

Je pense que tout le monde avait compris que c'était un pas de 0.45 mm et non un M 0.45.

A+

Thierry

Un joint pour éviter que la poussière rentre et en plus il y a un soufflet qui recouvre l'ensemble !!

Le guidage en translation avec la petite roue

Des bagues avec un épaulement, pas facile à remettre sans couper le soufflet

Un réglage sur les anciens palpeurs pour affiner le réglage mais qui n'existe plus sur les nouveaux depuis longtemps

Remontage en vissant en limite du -1.2 mm, on ne peut pas faire le 0 sur la partie qui touche l'acier, comme pour les comparateurs

Essai au delà des 1.2 mm en vissant plus loin

Maintenant on peut serrer, l'instrument est réglé

Essai final, ça fonctionne comme avant

noirvodka · 4 Sept 2022

Bonjour,

Super ton post, vraiment très bien expliqué, mais je suis pas prêt de démonter mon palpeur pour voir comment c'est fait

A+
noirvodka

thierry74 · 4 Sept 2022

noirvodka a dit:
Super ton post, vraiment très bien expliqué, mais je suis pas prêt de démonter mon palpeur pour voir comment c'est fait

Si jamais tu as besoin d'un conseil, on fera ça en photo

j'ai oublié de vous dire pour l'épaisseur de la paroi du tube du palpeur, c'est 0.5 mm et usiné sur toute la longueur avec la partie filetage intérieur et il me semble que c'est honé pour que ça soit lisse à l'intérieur !!!!

A+

Thierry

thierry74 · 7 Sept 2022

Bonjour,

Je vous montre l'autre utilisation de mon TT10, je me suis fait une valise de contrôle pour colonne de mesure pour contrôler l'équerrage.
L'équerre a été achetée bien sûr (d'occasion mais comme neuve, je savais d'où elle venait) et elle est très précise !!!

J'ai fabriqué la valise pour la déplacer en toute sécurité, parce que c'est très fragile.
Elle a déjà servi pour quelqu'un du forum ( je ne la prête pas ) et quand la tienne, @noirvodka sera en place, ça fera une occasion de se rencontrer

A+

Thierry

noirvodka · 7 Sept 2022

Bonjour Thierry74,

Merci de te proposition, c'est vraiment très sympa de ta part de venir vérifier ma colonne de mesure, je pense mettre mon marbre en place à l'automne, ainsi après nous pourrons caler ta visite avec ton matériel de contrôle.

A+
noirvodka

vibram · 8 Sept 2022

Bbr a dit:
Bonjour,

Un peu de lecture là sur les LVDT.

Je n'ai pas fait de recherche approfondies mais je suis sûr qu'il y a des schémas de l'électronique pour utiliser un LVDT sur le ouaib (LVDT signal conditioner).

Cordialement,
Bertrand

Merci je vais regarder car je suis toujours à la recherche d'un module "pas cher" pour utiliser mon capteur

Capteur LVDT Tesa

Bonjour J'ai trouvé un capteur LVDT Tesa, je posterai les références tout à l'heure. Quelqu'un a t il déjà bricolé avec ce genre de capteur ? J'aimerais en faire un instrument de mesure (c'est à cela que ça sert) mais sans passer par les solutions pro qui sont hors de prix pour cette...

www.usinages.com

A première il faudrait utiliser un chip AD598 qui coûte 200 balles :(

Darback · 13 Nov 2022

Bonjour,

Ce sujet m'a particulièrement intéressé car j'ai mixé récemment deux capteurs TESA :
- 1 fonctionnel qui travaille sous pression d'air pour se déployer (soufflet vert avec anneaux anti-gonflement qui fait office de piston) ;
- 1 HS avec son noyau ferromagnétique cassé et corps déformé, avec un ressort de compression ;

En haut le système de compression avec le noyau absent, en bas celui de traction avec son ressort à spire jointive dans un joli petit boitier :

Les corps sont identiques, il n'y a aucune modification à faire, juste à inverser les ressorts.
J'ai remonté sans me soucier de la position. Fait un décalage du zéro sur le TT10 et voilà le résultat en photos :

Le TT10 a une étendue de mesure (EM) de +/-500 µm. N'ayant pas d'appareil avec une EM plus grande je n'ai donc pas pu optimiser la course de mesure disponible sur ce capteur, comme l'a bien fait Thierry74.

Bon tout ça c'était facile !

Maintenant, je m'interroge sur comment se démonte le solénoïde et le câble ??
L'idée est de pourvoir changer le câble, sans épissure, en cas d'accident sur ce dernier ...

Ci-dessous le "presse étoupe" relevé.

Je peux fabriquer une clé pour l'écrou repère 11 afin de le sortir, mais je ne pense pas que cela permettra de sortir le solénoïde, ni d'extraire le câble.

A la proposition de changer le corps du capteur avec son câble et solénoïde, je précise que celui qui est HS a son corps extérieur très déformé.

Si vous avez des idées, je suis preneur

Salutations

thierry74 · 13 Nov 2022

Bonjour,

Je vois que tu es bien outillé en métrologie @Darback

Une question avant de commencer !!! ton TT10 est étalonné ??? parce que s'il n'y est pas tu vas mesurer faux , à chaque fois qu'on change les piles , il faut ré-étalonner le TT10.

Par contre tu vas avoir des problèmes pour désolidariser le palpeur pour récupérer le câble et le solénoïde.

@noirvodka m'avait déjà demandé pour un problème de palpeur mais c'est emmanché/collé au départ et ensuite c'est impossible de le sortir.

Je te montre l'intérieur des fils mais c'est pas gagné

A+

Thierry

Après avoir enlevé la protection, la pièce en laiton est collée et difficile de la sortir.
On voit que la gaine est très abîmée, je vais récupérer l'intérieur du palpeur et le reste va finir à la poubelle.

Voilà comment c'est fait !!! donc pour récupérer

De ce coté, il y a une possibilité mais c'est pas gagné non plus.

Darback · 13 Nov 2022

Merci Thierry74 pour ta réponse très précise et détaillée

J'ai donc plus de chance de réussir à recalibrer mécaniquement le corps endommagé que j'ai que de refaire une connexion solénoïde - câble.
En cas d'échec, il me restera aussi la solution de l'épissure, si un jour j'ai un soucis sur le câble.

Avec la conversion présentée, j'ai 3 capteurs identiques. Pour l'instant le fait de remplacer le câble est plus au cas où un accident arriverait.
Maintenant, je sais qu'il est vain de vouloir déposer le solénoïde avec le câble.

Niveau calibration du TT10, j'ai pas encore eu besoin de changer les piles. Donc, j'ai pas encore appliqué la procédure décrite dans la notice.
Je le vérifie avec des cales étalons en classe 0 avant de faire des mesures importantes. Le plus dur avec les µm c'est de chasser l'air de manière sûre entre les cales.

En effet, je joue avec les cales de 1 à 1,5 mm par pas de 0,1 mm. Je cale le 0 mécanique et ajuste le 0 électronique sur la cale de 1mm. Ensuite, je présente les autres cales jusqu'à 1,5mm. Et pour l'échelle 0 ; - 500 µm, je fais l'inverse les 0 sur la cale de 1,5 et je descends à 1mm.

Pour l'instant, si je chasse bien l'air c'est OK à 1 µm. A voir, quand je devrai faire la calibration. Car là pas droit à l'erreur sur l'air entre cales.

En début de post tu parlais du capteur à 15 nanomètres. Tu nous as pas dit lequel ?

Il y a chez Heidenhain la série des CT2501 qui s'en approchent avec 5 nm en résolution sur les afficheurs ND 287 mais en précision c'est plutôt du 30 nm ...

Enfin, merci pour avoir répondu et pour ton post qui nous a bien éclairés sur ces capteurs TESA !!

thierry74 · 14 Nov 2022

Bonjour,

Darback a dit:
Niveau calibration du TT10, j'ai pas encore eu besoin de changer les piles. Donc, j'ai pas encore appliqué la procédure décrite dans la notice.
Je le vérifie avec des cales étalons en classe 0 avant de faire des mesures importantes. Le plus dur avec les µm c'est de chasser l'air de manière sûre entre les cales.

En effet, je joue avec les cales de 1 à 1,5 mm par pas de 0,1 mm. Je cale le 0 mécanique et ajuste le 0 électronique sur la cale de 1mm. Ensuite, je présente les autres cales jusqu'à 1,5mm. Et pour l'échelle 0 ; - 500 µm, je fais l'inverse les 0 sur la cale de 1,5 et je descends à 1mm.

Est ce que tu sais s'il a bien été étalonné parce qu'il faut décocher la languette 3 pour lancer la procédure ?? et que si c'est pas décoché, on ne le sait pas et on mesure faux.

Et pour l'étalonnage, 2 cales suffisent !! une de 1 mm et l'autre 1.5 mm et entre c'est calculé automatiquement.

Darback a dit:
En début de post tu parlais du capteur à 15 nanomètres. Tu nous as pas dit lequel ?

Il y a chez Heidenhain la série des CT2501 qui s'en approchent avec 5 nm en résolution sur les afficheurs ND 287 mais en précision c'est plutôt du 30 nm ...

Je reviens sur ce palpeur qui sert à mesurer les cales Etalon, c'est un Palpeur Heidenhain ND 287 et le module Heidenhain est un ND231, le palpeur a une course de 100 mm.

thierry74 a dit:
A la fin je montrerai un palpeur qui est encore plus précis, la répétabilité limite est 0.015 µm (nanomètre) la mesure se fait sur 25 mm, par contre j'ai pas eu le droit de le démonter vu le prix qu'il coûte mais c'est pas un TESA.

Je parlais de répétabilité et non de la résolution et on voit en dessous suivant la version qu'on a une répétabilité de 0.015 µm.

A+

Thierry

Darback · 14 Nov 2022

Bonjour et merci Thierry74,
Je ne connaissais pas ces matériels. On est clairement dans des machines de guerres pour la mesure des cales étalons
Le prix est aussi en correspondance
A mon modeste niveau le TT10 et ses capteurs satisfont mes attentes car je ne contrôle pas à ces niveaux de précision.
Déjà, il y a la limite de la planéité des marbres qui ne descend guerre en dessous de 0,5 µm.
J'ai mon sous-sol qui varie de 18 à 21 °c sur toute l'année et je régule humilité à 55 - 65 % HR. C'est bien, mais pas digne d'une vrai salle de métrologie ...
Pour l’étalonnage du TT10, j'ai bien vu dans sa notice qu'il fallait basculer un switch. Oui, l'appareil interpole entre deux cales qui doivent faire plus de 40% de l'EM à calibrer.
Pour l'instant j'ai juste contrôlé, pas étalonné, le TT10 en passant 10 cales, histoire de voir si il y a une non linéarité sur la plage de mesure.
Tôt ou tard, il me faudra changer les piles et je devrais alors me lancer à l’étalonnage comme tu l'indiques.
Peut-être faire un nouveau post sur ce sujet à cette occasion.
Merci pour tes précieux conseils !
Bonne journée à tous.

Darback · 25 Sept 2023

Bonjour à tous,
Pour faire vivre le sujet du TESA TT0, je vous partage une photo du contrôle d'un renvoi de mesure.
J'ai trouvé le montage et la manip sympathiques ...
Oui, je sais ; il m'en faut peu pour être heureux

Nota : j'ai pas calé le 0 à 0 pile poils mais je l'ai laissé à -6 µm ...

thierry74 · 25 Sept 2023

Bonjour,
Tu peux le mettre à 0 !!
Il faut juste que tu appuies sur les 2 petites touches en bas ou il y a les petits triangles noirs (0).
Tu peux augmenter ou diminuer et mettre à 0

A+

Thierry

Darback · 25 Sept 2023

Bonjour Thierry,
Oui en effet, tu as raison
Mais des fois la flemme est la plus forte
Je devais post-traiter les résultats sous Excel alors un peu plus un peu moins ...
Quand le montage est sain, le TT10 fonctionne vraiment super bien : très répétable et juste surtout !
Un vrai plaisir cet appareil !
Il faut que je trouve le temps de mettre un sujet de pupitas Compac qui réagit pas bien, et je compte sur tes bons conseils pour me trouver la solution
Bonne journée

thierry74 · 25 Sept 2023

Darback a dit:
Il faut que je trouve le temps de mettre un sujet de pupitas Compac qui réagit pas bien, et je compte sur tes bons conseils pour me trouver la solution

Si ton indicateur à levier ne réagit pas normalement , il y a sûrement un ou plusieurs problèmes , déjà une photo m'en dirait un peu plus
Les symptômes => appareil sale, roulements trop serrés, choc, etc ...

Un coup démonté, il repartira comme neuf

A+

Thierry

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