Transducteurs linéaires LVDT pour le contrôle dimensionnel et géométrique

I Les transducteurs LVDT permettent des mesures de précision sur les pièces mécaniques ou sur tout objet pouvant être mesuré avec une sonde de contact.

Combinés à des amplificateurs de signaux spéciaux, ils permettent mesure des caractéristiques dimensionnelles (épaisseurs, largeurs, positions, hauteurs, diamètres, ovalité) et géométrique (planéité, parallélisme, perpendicularité, oscillation, excentricité et coaxialité) avec une précision millénaire même sur des pièces mécaniques complexes.

Les transducteurs LVDT avec système d'entraînement à ressort (avec précontrainte mécanique fixe) ou les transducteurs LVDT avec entraînement pneumatique conviennent particulièrement aux systèmes de mesure automatiques.

Certaines familles de sondes LVDT peuvent être réalisées avec un mécanisme de déplacement basé sur le vide.

Des transducteurs avec sortie de câble radiale, avec sortie de câble axiale ou avec des systèmes de connexion et de déconnexion rapides sont possibles.

RODER fabrique des systèmes «clé en main» complets comprenant des sondes LVDT, des amplificateurs et des contrôleurs électroniques, des systèmes d'acquisition de données, des logiciels de contrôle statistique et mécanique spécialement conçus.

Les systèmes de mesure RODER trouvent des applications dans de nombreux secteurs industriels: mécanique de précision, tôlerie, moulage plastique, électro-médical, métallurgique et fer et acier.


Applications des transducteurs LVDT

Les applications typiques des systèmes de mesure basés sur des transducteurs LVDT sont liées à la mesure de pièces mécaniques, produites en matières plastiques, dans le secteur du verre, dans le secteur du traitement de la déformation.

Mesures et contrôles dimensionnels et géométriques des pièces découpées et découpées

Les sondes LVDT, combinées aux systèmes MODULCHECK de production RODER, permettent la mesure en des temps rapides et directement dans la chaîne de production du planéité des pièces moulées, tranchées, stratifiées ou moulées sous pression. La mesure de planéité est effectuée avec un réseau de capteurs capable de détecter les différences par rapport à un maître d'étalonnage certifié. Le résultat du test est une cartographie des zones vérifiées avec la valeur numérique relative de l'écart par rapport à la forme idéale. 

Une présentation graphique très intuitive vous permet de déterminer rapidement et de manière fiable les domaines de non-conformité. Toutes les données obtenues peuvent être utilisées pour des calculs statistiques (Sigma, Cp, Cpk, Cm, Cmk) ou pour la réalisation de cartes de contrôle (XS, XR, tendance du processus, répartition de la population).

Contrôle de la forme des grosses particules

Les sondes LVDT, associées aux systèmes MODULCHECK produits par RODER, permettent contrôle de la forme d'objets de toute taille et de tout matériau. Le contrôle de forme est effectué par comparaison avec un maître de référence et toutes les différences sont mises en évidence rapidement et intuitivement. Il est possible de générer des signaux hors tolérance ou de non-conformité partielle du produit. Le système peut également être installé dans zones de contrôle robotique et bancs de contrôle automatique sans surveillance. Dans cette configuration, toutes les opérations de vérification peuvent être contrôlées directement par un PLC ou un système de production automatique.

Mesures d'oscillation et d'excentricité sur des pièces tournantes

Sondes LVDT, associées aux systèmes MODULCHECK produits par RODER, permet de déterminer les caractéristiques géométriques des pièces soumises à rotation sur des contre-pointesIl est ainsi possible de mesurer les diamètres, les ovalisations et les oscillations mais aussi la rondeur, la cylindricité et les données du profil radial de l'objet (important dans des applications telles que la mesure d'arbres à cames). La mesure peut également être acquise par des machines de mesure spécialement développées pour ce type de contrôle en laboratoire métrologique ou en ligne de production (machines de mesure 3D, profilomètres, machines optiques).

Caractéristiques communes des systèmes proposés par RODER

  • Excellente répétabilité, durabilité et longévité.
  • Toutes les sondes LVDT RODER sont montées sur roulements à billes, à l'exception des sondes axiales miniatures.
  • Le guide à roulement à billes est très insensible aux forces radiales exercées sur la tige de mesure. Un dispositif anti-rotation assure un mouvement parfait du système de guidage mécanique.
  • Les guides de sonde axiaux sont hautement protégés contre la pénétration de liquides (huile) ou de solides (poussière) à travers des soufflets de protection en élastomère.
  • Les inserts (inserts de mesure) peuvent être remplacés ou remplacés. Un large choix de formes et de tailles géométriques est disponible.
  • La force de mesure peut être ajustée en changeant le ressort, selon le modèle de sonde.
  • Diamètre du boîtier de sonde de 8 mm. Il peut être bloqué sur toute sa longueur.
  • Degré de protection IP65 selon CEI 60529.
  • Large gamme d'accessoires, y compris des inserts de mesure, des jeux de ressorts, etc.
  • Sondes LVDT compatibles avec les équipements de mesure d'autres fabricants disponibles sur demande.

RODER propose une famille complète de capteurs LVDT (sondes électroniques analogiques) et d'instruments de mesure dédiés pour les applications les plus exigeantes.

Sondes standard LVDT RODER

Les sondes standard, également appelées sondes en demi-pont, fonctionnent selon le principe électrique du couplage magnétique. Les sondes LVDT peuvent être utilisées en combinaison avec des instruments de mesure d'autres fabricants, pour obtenir une gamme complète de mesures et de mesures géométriques.

Ces sondes sont appelées sondes LVDT (Linear Variable Differential Transformer). Toutes les sondes électroniques RODER peuvent être utilisées avec des instruments manuels, internes ou externes, ou en combinaison avec d'autres instruments de mesure et supports typiques.

RODER est en mesure de fournir des sondes axiales à déplacement linéaire de la tige de mesure, des sondes angulaires à levier basculant ou des sondes de guidage parallèles, spécialement conçues pour les dispositifs à quotas multiples et tout autre équipement de contrôle en cours de fabrication, permettant ainsi d'économiser de nombreux composants de assemblage qui, à de très rares exceptions près, effectue essentiellement des mesures comparatives.

Sur la base d'un maître principal, qui peut être un bloc de mesure, une bague de réglage ou toute autre pièce acceptée en tant que telle, différentes dimensions de la pièce testée sont comparées - Toutes les mesures sont effectuées avec une grande précision.

Qu'est-ce qu'un transducteur linéaire LVDT ?

LVDT signifie transformateur différentiel variable linéaire. Il s'agit d'un type de transducteur électromécanique capable de convertir le mouvement rectiligne d'un objet auquel il est couplé mécaniquement en un signal électrique correspondant. Les capteurs de position linéaires LVDT sont capables de mesurer des mouvements de quelques millionièmes de millimètres à plusieurs millimètres.

La structure interne du capteur LVDT est constituée d'un enroulement primaire centré entre une paire d'enroulements secondaires, espacés symétriquement du primaire. Les bobines sont enroulées sur un seul support thermiquement stable, encapsulées contre l'humidité, enveloppées dans un blindage magnétique à haute perméabilité, puis fixées dans un boîtier cylindrique en acier inoxydable. Cet ensemble de bobines est généralement l'élément fixe du capteur de position.

L'élément mobile d'un LVDT est un renfort tubulaire séparé en matériau magnétiquement perméable. C'est ce qu'on appelle le noyau, qui est libre de se déplacer axialement à l'intérieur du trou creux de la bobine et couplé mécaniquement à l'objet dont la position est mesurée. Pendant le fonctionnement, l'enroulement primaire du LVDT est excité par un courant alternatif d'amplitude et de fréquence adéquates, connu sous le nom d'excitation primaire.

Le signal de sortie électrique du LVDT est la tension alternative différentielle entre les deux enroulements secondaires, qui varie avec la position axiale du noyau à l'intérieur de la bobine LVDT. Habituellement, cette tension de sortie CA est convertie par des circuits électroniques appropriés en une tension ou un courant CC de haut niveau qui est plus pratique à utiliser.

Pourquoi utiliser un transducteur linéaire LVDT ?

Résolution infinie

Puisqu'un LVDT fonctionne selon les principes du couplage électromagnétique dans un système totalement analogique, il peut mesurer des variations infiniment petites de la position du noyau. Cette capacité de résolution infinie n'est limitée que par le bruit dans un conditionneur de signal LVDT et la résolution de l'affichage de sortie. Ces mêmes facteurs confèrent à un LVDT sa répétabilité exceptionnelle.


Répétabilité du point zéro

La position du point zéro central d'un LVDT est extrêmement stable et reproductible, même dans sa large plage de températures de fonctionnement. Cela fait qu'un LVDT fonctionne bien en tant que capteur de position de référence dans les systèmes de contrôle en boucle fermée et les outils d'équilibrage d'asservissement haute performance.


Réponse dynamique rapide

La construction particulière permet à un LVDT de répondre très rapidement aux changements de position du noyau. La réponse dynamique d'un capteur LVDT lui-même n'est limitée que par les effets inertiels de la masse du noyau léger.


Sortie absolue

Un LVDT est un périphérique de sortie absolu, par opposition à un périphérique de sortie incrémentiel. Cela signifie qu'en cas de panne de courant, les données de position envoyées par le LVDT ne seront pas perdues. Au redémarrage du système de mesure, la valeur de sortie du LVDT sera la même qu'avant la coupure de l'alimentation.

Quelques exemples de transducteurs linéaires LVDT

Il transducteur à déplacement inductif, Également connu sous le nom LVDT, est un appareil électromagnétique utilisé pour la mesure de petits déplacements. Le transducteur LVDT a une précision et une répétabilité élevées, même dans des conditions de travail difficiles et en présence de contaminants.

Capteurs de position et de déplacement ils sont robustes et fiables, ils assurent une longue durée de vie. Ils offrent des plages de mesure comprises entre 0,2 et 10 mm. Des versions économiques, miniaturisées et sous pression sont disponibles, avec palpeur à ressort, avec ou sans électronique incorporée.

Des capteurs LVDT avec des plages de mesure plus grandes, des formes de construction personnalisées et des plages d'excursion thermique plus élevées sont également possibles.

Notes de construction des transducteurs linéaires LVDT

Le transducteur est réalisé au moyen d'un tube composé de trois enroulements disposés avec des axes parallèles et avec un noyau cylindrique ferromagnétique mobile à l'intérieur. L'enroulement central s'appelle primaire e gli altri due secondaire: le primaire est connecté à un générateur de tension alternative, la tension de sortie est mesurée aux extrémités des secondaires.

Lorsque le noyau est au centre, la tension induite sur les enroulements secondaires, étant ceux-ci enroulés dans un sens discordant, est égale mais opposée, de sorte que le signal de tension mesuré est pratiquement nul. Au fur et à mesure que le noyau se déplace, cependant, les inductances mutuelles changent, et selon qu'il se déplace vers la gauche ou vers la droite, le couplage inductif avec le secondaire respectivement à gauche ou à droite sera plus important. Par conséquent, le signal de sortie variera proportionnellement au déplacement du noyau.

Amplificateurs de transducteur LVDT

Ce qu'on appelle est utilisé pour traduire le signal de sortie LVDT démodulateurs à discrimination de phase. Ce sont des appareils électroniques qui permettent d'extraire la valeur efficace de la tension représentant le déplacement, et d'interpréter à partir de quelle partie de zéro le déplacement se produit. Le plus connu de tous utilise un double pont de Graetz qui redresse le signal alternatif provenant des enroulements secondaires et fait la somme algébrique. En fonction du signe de la somme, il est possible de comprendre de quel côté du zéro le décalage s'est produit.

Le LVDT est un transducteur très sensible capable de mesurer les déplacements dans l'ordre des fractions micrométriques. Selon la fréquence d'alimentation du primaire et la masse du noyau, il existe des fréquences de coupure de quelques centaines de hertz et donc de bonnes réponses dynamiques à des mouvements rapides qui varient dans le temps.

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