Cours de techniques de mesures Capteurs industriels usuels
50
TDM AKA 1 Cours de techniques de mesures Capteurs industriels usuels
Transcript of Cours de techniques de mesures Capteurs industriels usuels
TDM AKA 1
Cours de techniques de mesures
Capteurs industriels usuels
TDM AKA 2
Introduction
Ce sont les capteurs qui transforment les grandeurs
physiques indispensables aux objectifs des mesures
en grandeurs eacutelectriques facilement mesurables et
enregistrables
TDM AKA 3
Introduction
Grandeur physique
bull Geacuteneacuterer un effet de la grandeur
physique
bull Transformer lrsquoeffet en une grandeur
mesurable
(eacutetalon corps drsquoeacutepreuve)
bull Convertir enregistrer afficher la
mesure
bull Augmenter la reacutesolution
Principe
physique de la
mesure
Traitement du
signal
TDM AKA 4
Introduction
Capteurs communs
-Capteurs de tempeacuterature
-Capteurs agrave jauge de contrainte
-Capteurs de deacuteplacement
-Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
TDM AKA 5
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs agrave jauges de contrainte
Deux grandes familles agrave trames meacutetalliques
agrave semi-conducteurs
Elles sont inteacutegreacutees dans un film souple qursquoon peut coller sur un support
rigide
TDM AKA 6
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Illustration de quelques jauges de contrainte
Jauges biaxiales VishayJauges Vishay Diverses jauges de HBM
Rosette pour membrane
Rosette 45deg Rosette 120deg
Rosette pour membrane
TDM AKA 7
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Geacuteneacuteraliteacutes
bullLes jauges de contrainte servent agrave mesurer des deacuteformations
bull Lapplication dune contrainte σ (FS) sur une piegravece en respectant la loi de
Hooke (domaine eacutelastique 02 deacuteformation ~ contrainte)
bullCreacutee une deacuteformation ε ε=Δll
bullLe module de Young E lie la contrainte et la deacuteformation sils sont dans le
mecircme sens ε= σE
bullLe coefficient de Poisson ν (=03) lie la deacuteformation de la direction de la
contrainte principale agrave la deacuteformation perpendiculaire ε= -ν ε
bullSensibiliteacute agrave la tempeacuterature =gt coeff de tempeacuterature βjs ~=07 - 25 E-5 degC
Remegravedes Jauges auto compenseacutees βjs ~=15 E-6 degC
Proprieacuteteacutes du pont de wheastone
bullBande passante deacutepend de la taille (100KHz pour une jauge de 1mm2)
TDM AKA 8
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Lois de comportement
Variation de reacutesistance par
Lrsquoapplication drsquoun effort F sur le support meacutetallique se traduit par une
variation relative de la longueur du support induisant une variation
relative de la reacutesistance de la jauge
Avec K facteur de jauge valant 2 agrave 4 pour les jauges meacutetalliques allant
jusqursquoagrave 150 pour les jauges semi-conductrices
TDM AKA 9
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Lois de comportement
La variation de reacutesistance est due aux variations de la reacutesistiviteacute et aux
changements geacuteomeacutetriques
Leffet piezoreacutesistif avec c constante de Bridgman montre le
Lien entre la variation de la reacutesistiviteacute des meacutetaux et leur variation de
volume
En tenant compte des deacuteformations longitudinales εl et transverse εt on
arrive agrave lexpression avec K le facteur de jauges
Les meacutetaux utiliseacutes pour les jauges meacutetalliques ont un c =1 et ν=03
drsquoougrave geacuteneacuteralement K~=2
R l 2 d
R l d
VcV
l
RK
R
K 1 c 2 (1 c)
TDM AKA 10
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Le pont de WheatstoneCrsquoest le montage le plus utiliseacute pour mesurer avec les jauges de
contrainte Car il met en eacutevidence les diffeacuterences entre
les eacuteleacutements constituants le le pont
Proprieacuteteacute Les eacuteleacutements adjacents sont de signe contraire les eacuteleacutements
opposeacutes sont de mecircme signe
Les principales configurations de montage sont reacutesumeacutees dans le tableau
suivant
Pour des montages tregraves preacutecis on peut ecirctre emmeneacute agrave compenser la
longueur des lignes dont la variation sous lrsquoeffet de T peut ecirctre du mecircme
ordre de grandeur que les mesures voulues
TDM AKA 11
Capteurs agrave jauges de
contrainte
TDM AKA 12
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs courants agrave jauges de contrainteCapteurs de pression
Baseacutes sur la deacuteformation drsquoune membrane
TDM AKA 13
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs courants agrave jauges de contrainteCapteurs de pression
diffeacuterentielHoneywell
PM InstrumentPression diff FUJI
AutomobileONERA Piezoreacutesistif Sensortechnics
TDM AKA 14
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs de force
Baseacutes sur la deacuteformation en geacuteneacuteral en flexion drsquoune structure
Traction compression
TESTWELL
Couple
Rondelle de charge TEST
Traction compression
TME
Traction compression
Captronics
TDM AKA 15
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs drsquoacceacuteleacuteration
Lrsquoeffort agrave lrsquoencastrement est agrave lrsquoimage de lrsquoacceacuteleacuteration subie par la
masse suspendue
TDM AKA 16
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Quelques deacutetails sur les acceacuteleacuteromegravetres
Corps drsquoeacutepreuve poutre en flexion
Mesure deacuteformation due agrave la force inertielle (jauges inteacutegreacutees)
Filtre passe bas 2d ordre
Freacutequences caracteacuteristiques fn fref
xm
x
c
km
200
2 2
1)(
sssG
xmkxxcxm mmm
TDM AKA 17
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Etalon reacuteseau (C)
Meacutethode de mesure
ndash Transmission
ndash Reacuteflexion
Signaux en creacutenaux
ndash Obturation
ndash Quadrature
Signaux sinusoiumldaux
ndash Interfeacuterencediffraction
ndash Interpolation
Mesure
ndash Increacutementale
ndash Absolue
Regravegle lineacuteaire
TDM AKA 18
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Capteurs de deacuteplacement optiques increacutementaux et absolus
Increacutemental
Absolu
TDM AKA 19
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Capteurs de deacuteplacement optiques increacutementaux signaux
2 ou1iiC
x2 avec
cosASet sinAS 21
TDM AKA 20
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Exploitation des signaux AA amp BBPour une augmentation de la reacutesolution drsquoun facteur 4
TDM AKA 21
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Augmentation de la reacutesolution par interpolation
Par diviseur de tension Par traitement digital
S
TDM AKA 22
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Exploitation des signaux AA ampBBPour deacutetecter un parasite (une erreur)
TDM AKA 23
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Quelques capteurs increacutementaux
Codeur increacutemental
LTN
Regravegle increacutementale ouverte
Heidenhain
Regravegle increacutementale fermeacutee
Heidenhain Palpeurs increacutementaux
Heidenhain
TDM AKA 24
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Les capteurs de deacuteplacement inductif de type LVDT
(Linear Variable Diffeacuterential Transformer)
Principe de fonctionnement
Le champ drsquoune bobine primaire est plus ou moins coupleacute avec deux
bobines secondaires selon la position drsquoun noyau plongeur
ferromagneacutetique
TDM AKA 25
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Scheacutema eacutequivalent et eacutequations
TDM AKA 26
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Conditionnement
On utilise la deacutemodulation synchrone pour recueillir le signal
proportionnel au deacuteplacement
Allure du signal
agrave la sortie du
deacutemodulateur
TDM AKA 27
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Caracteacuteristiques principales
Le LVDT est un capteur de deacuteplacement absolu
Il est tregraves robuste
Sa reacutesolution est submicronique
La lineacuteariteacute est de lrsquoordre de 01 de la pleine eacutechelle
TDM AKA 28
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Quelques LVDT
LVDT
RDP
TDM AKA 29
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Couplemegravetre
LVDT
RDP
Mesure deacuteformation due au couple
Corps drsquoeacutepreuve arbre
Transformateur diffeacuterentiel en rotation
TDM AKA 30
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de FoucaultPrincipe de fonctionnement et eacutequations
TDM AKA 31
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de Foucault
Conditionnement Montage en pont amp deacutemodulation synchrone
Caracteacuteristiques et utilisation
-excellente reacutesolution 30nm
-utiliser sur une portion lineacuteaire
-on trouve aussi des exeacutecutions deacutetecteur
-ecirctre attentif agrave la taille de la cible
-ecirctre attentif agrave la nature et agrave la structure de la cible
TDM AKA 32
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Quelques capteurs agrave courant de Foucault
TDM AKA 33
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulationPrincipe de fonctionnement
Un faisceau lumineux incident est focaliseacute sur la cible
Le faisceau reacutefleacutechi eacuteclaire en fonction de la distance un endroit sur un
capteur optique de type CCD (charge coupled device) ou PSD (position sensitive device)
Principaux type
-Les capteurs agrave reacuteflexion diffuse -Les capteurs agrave reacuteflexion speacuteculaire
Plage 20 agrave 75mm Plage environ 50 microm
Reacutesolution 2 agrave 5 microm Reacutesolution environ 15 nm
TDM AKA 34
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulation
Capteur agrave reacuteflexion diffuse
SUNX
Capteur laser
Keyence
TDM AKA 35
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifPrincipe de fonctionnement
Baseacute sur la variation de la capaciteacute drsquoun condensateur plan en fonction de la
distance entre les armatures
Principales exeacutecutions
-Tout types de cibles -Cibles meacutetalliques
TDM AKA 36
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Quelques exeacutecutions de deacuteplacement capacitif
Pour cibles meacutetalliques et non meacutetalliquesMicro Epsilon
TDM AKA 37
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifMise en œuvre
On impose un courant sinusoiumldal agrave la capaciteacute la tension agrave ses bornes vaut
La tension est proportionnelle agrave la distance
Caracteacuteristiques principales
Les capteurs capacitifs peuvent descendre agrave 3nm de reacutesolution
La dynamique est supeacuterieure agrave 10KHz
Ils conviennent agrave tout types de cibles
TDM AKA 38
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Vitesse angulaire
Ri
dynamo
U RchargeE
I
)(
faible tregraves
)(arg
EU
I
IREIRU iech
TDM AKA 39
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Geacuteneacuteratrices tachymeacutetriques
TDM AKA 40
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Les capteurs pieacutezo-eacutelectriquesPrincipe de fonctionnement
Ils sont baseacutes sur la variation de la polarisation D drsquoun reacuteseau cristallin
soumis agrave une contrainte meacutecanique
Repegravere et efforts
TDM AKA 41
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Mateacuteriaux preacutesentant un effet piezo eacutelectrique
TDM AKA 42
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Mise en œuvre
Les capteurs piezo eacutelectriques sont utiliseacutes pour des mesures dynamiquesScheacutema eacutequivalent eacutelectrique
Pour conditionner un capteur piezo on utilise un amplificateur de charge
Leur particulariteacute est une tregraves grande impeacutedance drsquoentreacutee
Scheacutema de lrsquoensemble capteur cacircble ampli
TDM AKA 43
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Capteurs pieacutezoeacutelectriques usuels
Acceacuteleacuteromegravetres
-Excellente bande passante freacutequence de reacutesonnance jusqursquoagrave 150 KHz
Capteurs de force
-Rigiditeacute et freacutequence de reacutesonnance plus grandes que ceux des
capteurs agrave jauges de contrainte
Capteurs de pression
-Excellente dynamique temporelle haute plage de pression
Kistler
Acceacuteleacuteromegravetre piezoeacutelectrique
Triaxial BruelampKjaer
Rondelle de charge
Kistler
TDM AKA 44
Caracteacuteristiques des capteurs
Sensibiliteacute
dx
duS
TDM AKA 45
Caracteacuteristiques des capteurs
SR
1
Reacutesolution
Pouvoir de reacutesolution
Em
RP
reacutesolution diviseacutee par lrsquoeacutetendue de la mesure
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 2
Introduction
Ce sont les capteurs qui transforment les grandeurs
physiques indispensables aux objectifs des mesures
en grandeurs eacutelectriques facilement mesurables et
enregistrables
TDM AKA 3
Introduction
Grandeur physique
bull Geacuteneacuterer un effet de la grandeur
physique
bull Transformer lrsquoeffet en une grandeur
mesurable
(eacutetalon corps drsquoeacutepreuve)
bull Convertir enregistrer afficher la
mesure
bull Augmenter la reacutesolution
Principe
physique de la
mesure
Traitement du
signal
TDM AKA 4
Introduction
Capteurs communs
-Capteurs de tempeacuterature
-Capteurs agrave jauge de contrainte
-Capteurs de deacuteplacement
-Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
TDM AKA 5
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs agrave jauges de contrainte
Deux grandes familles agrave trames meacutetalliques
agrave semi-conducteurs
Elles sont inteacutegreacutees dans un film souple qursquoon peut coller sur un support
rigide
TDM AKA 6
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Illustration de quelques jauges de contrainte
Jauges biaxiales VishayJauges Vishay Diverses jauges de HBM
Rosette pour membrane
Rosette 45deg Rosette 120deg
Rosette pour membrane
TDM AKA 7
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Geacuteneacuteraliteacutes
bullLes jauges de contrainte servent agrave mesurer des deacuteformations
bull Lapplication dune contrainte σ (FS) sur une piegravece en respectant la loi de
Hooke (domaine eacutelastique 02 deacuteformation ~ contrainte)
bullCreacutee une deacuteformation ε ε=Δll
bullLe module de Young E lie la contrainte et la deacuteformation sils sont dans le
mecircme sens ε= σE
bullLe coefficient de Poisson ν (=03) lie la deacuteformation de la direction de la
contrainte principale agrave la deacuteformation perpendiculaire ε= -ν ε
bullSensibiliteacute agrave la tempeacuterature =gt coeff de tempeacuterature βjs ~=07 - 25 E-5 degC
Remegravedes Jauges auto compenseacutees βjs ~=15 E-6 degC
Proprieacuteteacutes du pont de wheastone
bullBande passante deacutepend de la taille (100KHz pour une jauge de 1mm2)
TDM AKA 8
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Lois de comportement
Variation de reacutesistance par
Lrsquoapplication drsquoun effort F sur le support meacutetallique se traduit par une
variation relative de la longueur du support induisant une variation
relative de la reacutesistance de la jauge
Avec K facteur de jauge valant 2 agrave 4 pour les jauges meacutetalliques allant
jusqursquoagrave 150 pour les jauges semi-conductrices
TDM AKA 9
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Lois de comportement
La variation de reacutesistance est due aux variations de la reacutesistiviteacute et aux
changements geacuteomeacutetriques
Leffet piezoreacutesistif avec c constante de Bridgman montre le
Lien entre la variation de la reacutesistiviteacute des meacutetaux et leur variation de
volume
En tenant compte des deacuteformations longitudinales εl et transverse εt on
arrive agrave lexpression avec K le facteur de jauges
Les meacutetaux utiliseacutes pour les jauges meacutetalliques ont un c =1 et ν=03
drsquoougrave geacuteneacuteralement K~=2
R l 2 d
R l d
VcV
l
RK
R
K 1 c 2 (1 c)
TDM AKA 10
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Le pont de WheatstoneCrsquoest le montage le plus utiliseacute pour mesurer avec les jauges de
contrainte Car il met en eacutevidence les diffeacuterences entre
les eacuteleacutements constituants le le pont
Proprieacuteteacute Les eacuteleacutements adjacents sont de signe contraire les eacuteleacutements
opposeacutes sont de mecircme signe
Les principales configurations de montage sont reacutesumeacutees dans le tableau
suivant
Pour des montages tregraves preacutecis on peut ecirctre emmeneacute agrave compenser la
longueur des lignes dont la variation sous lrsquoeffet de T peut ecirctre du mecircme
ordre de grandeur que les mesures voulues
TDM AKA 11
Capteurs agrave jauges de
contrainte
TDM AKA 12
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs courants agrave jauges de contrainteCapteurs de pression
Baseacutes sur la deacuteformation drsquoune membrane
TDM AKA 13
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs courants agrave jauges de contrainteCapteurs de pression
diffeacuterentielHoneywell
PM InstrumentPression diff FUJI
AutomobileONERA Piezoreacutesistif Sensortechnics
TDM AKA 14
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs de force
Baseacutes sur la deacuteformation en geacuteneacuteral en flexion drsquoune structure
Traction compression
TESTWELL
Couple
Rondelle de charge TEST
Traction compression
TME
Traction compression
Captronics
TDM AKA 15
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs drsquoacceacuteleacuteration
Lrsquoeffort agrave lrsquoencastrement est agrave lrsquoimage de lrsquoacceacuteleacuteration subie par la
masse suspendue
TDM AKA 16
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Quelques deacutetails sur les acceacuteleacuteromegravetres
Corps drsquoeacutepreuve poutre en flexion
Mesure deacuteformation due agrave la force inertielle (jauges inteacutegreacutees)
Filtre passe bas 2d ordre
Freacutequences caracteacuteristiques fn fref
xm
x
c
km
200
2 2
1)(
sssG
xmkxxcxm mmm
TDM AKA 17
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Etalon reacuteseau (C)
Meacutethode de mesure
ndash Transmission
ndash Reacuteflexion
Signaux en creacutenaux
ndash Obturation
ndash Quadrature
Signaux sinusoiumldaux
ndash Interfeacuterencediffraction
ndash Interpolation
Mesure
ndash Increacutementale
ndash Absolue
Regravegle lineacuteaire
TDM AKA 18
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Capteurs de deacuteplacement optiques increacutementaux et absolus
Increacutemental
Absolu
TDM AKA 19
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Capteurs de deacuteplacement optiques increacutementaux signaux
2 ou1iiC
x2 avec
cosASet sinAS 21
TDM AKA 20
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Exploitation des signaux AA amp BBPour une augmentation de la reacutesolution drsquoun facteur 4
TDM AKA 21
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Augmentation de la reacutesolution par interpolation
Par diviseur de tension Par traitement digital
S
TDM AKA 22
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Exploitation des signaux AA ampBBPour deacutetecter un parasite (une erreur)
TDM AKA 23
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Quelques capteurs increacutementaux
Codeur increacutemental
LTN
Regravegle increacutementale ouverte
Heidenhain
Regravegle increacutementale fermeacutee
Heidenhain Palpeurs increacutementaux
Heidenhain
TDM AKA 24
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Les capteurs de deacuteplacement inductif de type LVDT
(Linear Variable Diffeacuterential Transformer)
Principe de fonctionnement
Le champ drsquoune bobine primaire est plus ou moins coupleacute avec deux
bobines secondaires selon la position drsquoun noyau plongeur
ferromagneacutetique
TDM AKA 25
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Scheacutema eacutequivalent et eacutequations
TDM AKA 26
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Conditionnement
On utilise la deacutemodulation synchrone pour recueillir le signal
proportionnel au deacuteplacement
Allure du signal
agrave la sortie du
deacutemodulateur
TDM AKA 27
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Caracteacuteristiques principales
Le LVDT est un capteur de deacuteplacement absolu
Il est tregraves robuste
Sa reacutesolution est submicronique
La lineacuteariteacute est de lrsquoordre de 01 de la pleine eacutechelle
TDM AKA 28
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Quelques LVDT
LVDT
RDP
TDM AKA 29
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Couplemegravetre
LVDT
RDP
Mesure deacuteformation due au couple
Corps drsquoeacutepreuve arbre
Transformateur diffeacuterentiel en rotation
TDM AKA 30
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de FoucaultPrincipe de fonctionnement et eacutequations
TDM AKA 31
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de Foucault
Conditionnement Montage en pont amp deacutemodulation synchrone
Caracteacuteristiques et utilisation
-excellente reacutesolution 30nm
-utiliser sur une portion lineacuteaire
-on trouve aussi des exeacutecutions deacutetecteur
-ecirctre attentif agrave la taille de la cible
-ecirctre attentif agrave la nature et agrave la structure de la cible
TDM AKA 32
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Quelques capteurs agrave courant de Foucault
TDM AKA 33
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulationPrincipe de fonctionnement
Un faisceau lumineux incident est focaliseacute sur la cible
Le faisceau reacutefleacutechi eacuteclaire en fonction de la distance un endroit sur un
capteur optique de type CCD (charge coupled device) ou PSD (position sensitive device)
Principaux type
-Les capteurs agrave reacuteflexion diffuse -Les capteurs agrave reacuteflexion speacuteculaire
Plage 20 agrave 75mm Plage environ 50 microm
Reacutesolution 2 agrave 5 microm Reacutesolution environ 15 nm
TDM AKA 34
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulation
Capteur agrave reacuteflexion diffuse
SUNX
Capteur laser
Keyence
TDM AKA 35
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifPrincipe de fonctionnement
Baseacute sur la variation de la capaciteacute drsquoun condensateur plan en fonction de la
distance entre les armatures
Principales exeacutecutions
-Tout types de cibles -Cibles meacutetalliques
TDM AKA 36
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Quelques exeacutecutions de deacuteplacement capacitif
Pour cibles meacutetalliques et non meacutetalliquesMicro Epsilon
TDM AKA 37
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifMise en œuvre
On impose un courant sinusoiumldal agrave la capaciteacute la tension agrave ses bornes vaut
La tension est proportionnelle agrave la distance
Caracteacuteristiques principales
Les capteurs capacitifs peuvent descendre agrave 3nm de reacutesolution
La dynamique est supeacuterieure agrave 10KHz
Ils conviennent agrave tout types de cibles
TDM AKA 38
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Vitesse angulaire
Ri
dynamo
U RchargeE
I
)(
faible tregraves
)(arg
EU
I
IREIRU iech
TDM AKA 39
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Geacuteneacuteratrices tachymeacutetriques
TDM AKA 40
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Les capteurs pieacutezo-eacutelectriquesPrincipe de fonctionnement
Ils sont baseacutes sur la variation de la polarisation D drsquoun reacuteseau cristallin
soumis agrave une contrainte meacutecanique
Repegravere et efforts
TDM AKA 41
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Mateacuteriaux preacutesentant un effet piezo eacutelectrique
TDM AKA 42
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Mise en œuvre
Les capteurs piezo eacutelectriques sont utiliseacutes pour des mesures dynamiquesScheacutema eacutequivalent eacutelectrique
Pour conditionner un capteur piezo on utilise un amplificateur de charge
Leur particulariteacute est une tregraves grande impeacutedance drsquoentreacutee
Scheacutema de lrsquoensemble capteur cacircble ampli
TDM AKA 43
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Capteurs pieacutezoeacutelectriques usuels
Acceacuteleacuteromegravetres
-Excellente bande passante freacutequence de reacutesonnance jusqursquoagrave 150 KHz
Capteurs de force
-Rigiditeacute et freacutequence de reacutesonnance plus grandes que ceux des
capteurs agrave jauges de contrainte
Capteurs de pression
-Excellente dynamique temporelle haute plage de pression
Kistler
Acceacuteleacuteromegravetre piezoeacutelectrique
Triaxial BruelampKjaer
Rondelle de charge
Kistler
TDM AKA 44
Caracteacuteristiques des capteurs
Sensibiliteacute
dx
duS
TDM AKA 45
Caracteacuteristiques des capteurs
SR
1
Reacutesolution
Pouvoir de reacutesolution
Em
RP
reacutesolution diviseacutee par lrsquoeacutetendue de la mesure
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 3
Introduction
Grandeur physique
bull Geacuteneacuterer un effet de la grandeur
physique
bull Transformer lrsquoeffet en une grandeur
mesurable
(eacutetalon corps drsquoeacutepreuve)
bull Convertir enregistrer afficher la
mesure
bull Augmenter la reacutesolution
Principe
physique de la
mesure
Traitement du
signal
TDM AKA 4
Introduction
Capteurs communs
-Capteurs de tempeacuterature
-Capteurs agrave jauge de contrainte
-Capteurs de deacuteplacement
-Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
TDM AKA 5
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs agrave jauges de contrainte
Deux grandes familles agrave trames meacutetalliques
agrave semi-conducteurs
Elles sont inteacutegreacutees dans un film souple qursquoon peut coller sur un support
rigide
TDM AKA 6
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Illustration de quelques jauges de contrainte
Jauges biaxiales VishayJauges Vishay Diverses jauges de HBM
Rosette pour membrane
Rosette 45deg Rosette 120deg
Rosette pour membrane
TDM AKA 7
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Geacuteneacuteraliteacutes
bullLes jauges de contrainte servent agrave mesurer des deacuteformations
bull Lapplication dune contrainte σ (FS) sur une piegravece en respectant la loi de
Hooke (domaine eacutelastique 02 deacuteformation ~ contrainte)
bullCreacutee une deacuteformation ε ε=Δll
bullLe module de Young E lie la contrainte et la deacuteformation sils sont dans le
mecircme sens ε= σE
bullLe coefficient de Poisson ν (=03) lie la deacuteformation de la direction de la
contrainte principale agrave la deacuteformation perpendiculaire ε= -ν ε
bullSensibiliteacute agrave la tempeacuterature =gt coeff de tempeacuterature βjs ~=07 - 25 E-5 degC
Remegravedes Jauges auto compenseacutees βjs ~=15 E-6 degC
Proprieacuteteacutes du pont de wheastone
bullBande passante deacutepend de la taille (100KHz pour une jauge de 1mm2)
TDM AKA 8
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Lois de comportement
Variation de reacutesistance par
Lrsquoapplication drsquoun effort F sur le support meacutetallique se traduit par une
variation relative de la longueur du support induisant une variation
relative de la reacutesistance de la jauge
Avec K facteur de jauge valant 2 agrave 4 pour les jauges meacutetalliques allant
jusqursquoagrave 150 pour les jauges semi-conductrices
TDM AKA 9
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Lois de comportement
La variation de reacutesistance est due aux variations de la reacutesistiviteacute et aux
changements geacuteomeacutetriques
Leffet piezoreacutesistif avec c constante de Bridgman montre le
Lien entre la variation de la reacutesistiviteacute des meacutetaux et leur variation de
volume
En tenant compte des deacuteformations longitudinales εl et transverse εt on
arrive agrave lexpression avec K le facteur de jauges
Les meacutetaux utiliseacutes pour les jauges meacutetalliques ont un c =1 et ν=03
drsquoougrave geacuteneacuteralement K~=2
R l 2 d
R l d
VcV
l
RK
R
K 1 c 2 (1 c)
TDM AKA 10
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Le pont de WheatstoneCrsquoest le montage le plus utiliseacute pour mesurer avec les jauges de
contrainte Car il met en eacutevidence les diffeacuterences entre
les eacuteleacutements constituants le le pont
Proprieacuteteacute Les eacuteleacutements adjacents sont de signe contraire les eacuteleacutements
opposeacutes sont de mecircme signe
Les principales configurations de montage sont reacutesumeacutees dans le tableau
suivant
Pour des montages tregraves preacutecis on peut ecirctre emmeneacute agrave compenser la
longueur des lignes dont la variation sous lrsquoeffet de T peut ecirctre du mecircme
ordre de grandeur que les mesures voulues
TDM AKA 11
Capteurs agrave jauges de
contrainte
TDM AKA 12
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs courants agrave jauges de contrainteCapteurs de pression
Baseacutes sur la deacuteformation drsquoune membrane
TDM AKA 13
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs courants agrave jauges de contrainteCapteurs de pression
diffeacuterentielHoneywell
PM InstrumentPression diff FUJI
AutomobileONERA Piezoreacutesistif Sensortechnics
TDM AKA 14
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs de force
Baseacutes sur la deacuteformation en geacuteneacuteral en flexion drsquoune structure
Traction compression
TESTWELL
Couple
Rondelle de charge TEST
Traction compression
TME
Traction compression
Captronics
TDM AKA 15
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs drsquoacceacuteleacuteration
Lrsquoeffort agrave lrsquoencastrement est agrave lrsquoimage de lrsquoacceacuteleacuteration subie par la
masse suspendue
TDM AKA 16
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Quelques deacutetails sur les acceacuteleacuteromegravetres
Corps drsquoeacutepreuve poutre en flexion
Mesure deacuteformation due agrave la force inertielle (jauges inteacutegreacutees)
Filtre passe bas 2d ordre
Freacutequences caracteacuteristiques fn fref
xm
x
c
km
200
2 2
1)(
sssG
xmkxxcxm mmm
TDM AKA 17
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Etalon reacuteseau (C)
Meacutethode de mesure
ndash Transmission
ndash Reacuteflexion
Signaux en creacutenaux
ndash Obturation
ndash Quadrature
Signaux sinusoiumldaux
ndash Interfeacuterencediffraction
ndash Interpolation
Mesure
ndash Increacutementale
ndash Absolue
Regravegle lineacuteaire
TDM AKA 18
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Capteurs de deacuteplacement optiques increacutementaux et absolus
Increacutemental
Absolu
TDM AKA 19
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Capteurs de deacuteplacement optiques increacutementaux signaux
2 ou1iiC
x2 avec
cosASet sinAS 21
TDM AKA 20
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Exploitation des signaux AA amp BBPour une augmentation de la reacutesolution drsquoun facteur 4
TDM AKA 21
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Augmentation de la reacutesolution par interpolation
Par diviseur de tension Par traitement digital
S
TDM AKA 22
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Exploitation des signaux AA ampBBPour deacutetecter un parasite (une erreur)
TDM AKA 23
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Quelques capteurs increacutementaux
Codeur increacutemental
LTN
Regravegle increacutementale ouverte
Heidenhain
Regravegle increacutementale fermeacutee
Heidenhain Palpeurs increacutementaux
Heidenhain
TDM AKA 24
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Les capteurs de deacuteplacement inductif de type LVDT
(Linear Variable Diffeacuterential Transformer)
Principe de fonctionnement
Le champ drsquoune bobine primaire est plus ou moins coupleacute avec deux
bobines secondaires selon la position drsquoun noyau plongeur
ferromagneacutetique
TDM AKA 25
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Scheacutema eacutequivalent et eacutequations
TDM AKA 26
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Conditionnement
On utilise la deacutemodulation synchrone pour recueillir le signal
proportionnel au deacuteplacement
Allure du signal
agrave la sortie du
deacutemodulateur
TDM AKA 27
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Caracteacuteristiques principales
Le LVDT est un capteur de deacuteplacement absolu
Il est tregraves robuste
Sa reacutesolution est submicronique
La lineacuteariteacute est de lrsquoordre de 01 de la pleine eacutechelle
TDM AKA 28
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Quelques LVDT
LVDT
RDP
TDM AKA 29
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Couplemegravetre
LVDT
RDP
Mesure deacuteformation due au couple
Corps drsquoeacutepreuve arbre
Transformateur diffeacuterentiel en rotation
TDM AKA 30
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de FoucaultPrincipe de fonctionnement et eacutequations
TDM AKA 31
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de Foucault
Conditionnement Montage en pont amp deacutemodulation synchrone
Caracteacuteristiques et utilisation
-excellente reacutesolution 30nm
-utiliser sur une portion lineacuteaire
-on trouve aussi des exeacutecutions deacutetecteur
-ecirctre attentif agrave la taille de la cible
-ecirctre attentif agrave la nature et agrave la structure de la cible
TDM AKA 32
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Quelques capteurs agrave courant de Foucault
TDM AKA 33
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulationPrincipe de fonctionnement
Un faisceau lumineux incident est focaliseacute sur la cible
Le faisceau reacutefleacutechi eacuteclaire en fonction de la distance un endroit sur un
capteur optique de type CCD (charge coupled device) ou PSD (position sensitive device)
Principaux type
-Les capteurs agrave reacuteflexion diffuse -Les capteurs agrave reacuteflexion speacuteculaire
Plage 20 agrave 75mm Plage environ 50 microm
Reacutesolution 2 agrave 5 microm Reacutesolution environ 15 nm
TDM AKA 34
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulation
Capteur agrave reacuteflexion diffuse
SUNX
Capteur laser
Keyence
TDM AKA 35
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifPrincipe de fonctionnement
Baseacute sur la variation de la capaciteacute drsquoun condensateur plan en fonction de la
distance entre les armatures
Principales exeacutecutions
-Tout types de cibles -Cibles meacutetalliques
TDM AKA 36
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Quelques exeacutecutions de deacuteplacement capacitif
Pour cibles meacutetalliques et non meacutetalliquesMicro Epsilon
TDM AKA 37
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifMise en œuvre
On impose un courant sinusoiumldal agrave la capaciteacute la tension agrave ses bornes vaut
La tension est proportionnelle agrave la distance
Caracteacuteristiques principales
Les capteurs capacitifs peuvent descendre agrave 3nm de reacutesolution
La dynamique est supeacuterieure agrave 10KHz
Ils conviennent agrave tout types de cibles
TDM AKA 38
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Vitesse angulaire
Ri
dynamo
U RchargeE
I
)(
faible tregraves
)(arg
EU
I
IREIRU iech
TDM AKA 39
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Geacuteneacuteratrices tachymeacutetriques
TDM AKA 40
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Les capteurs pieacutezo-eacutelectriquesPrincipe de fonctionnement
Ils sont baseacutes sur la variation de la polarisation D drsquoun reacuteseau cristallin
soumis agrave une contrainte meacutecanique
Repegravere et efforts
TDM AKA 41
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Mateacuteriaux preacutesentant un effet piezo eacutelectrique
TDM AKA 42
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Mise en œuvre
Les capteurs piezo eacutelectriques sont utiliseacutes pour des mesures dynamiquesScheacutema eacutequivalent eacutelectrique
Pour conditionner un capteur piezo on utilise un amplificateur de charge
Leur particulariteacute est une tregraves grande impeacutedance drsquoentreacutee
Scheacutema de lrsquoensemble capteur cacircble ampli
TDM AKA 43
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Capteurs pieacutezoeacutelectriques usuels
Acceacuteleacuteromegravetres
-Excellente bande passante freacutequence de reacutesonnance jusqursquoagrave 150 KHz
Capteurs de force
-Rigiditeacute et freacutequence de reacutesonnance plus grandes que ceux des
capteurs agrave jauges de contrainte
Capteurs de pression
-Excellente dynamique temporelle haute plage de pression
Kistler
Acceacuteleacuteromegravetre piezoeacutelectrique
Triaxial BruelampKjaer
Rondelle de charge
Kistler
TDM AKA 44
Caracteacuteristiques des capteurs
Sensibiliteacute
dx
duS
TDM AKA 45
Caracteacuteristiques des capteurs
SR
1
Reacutesolution
Pouvoir de reacutesolution
Em
RP
reacutesolution diviseacutee par lrsquoeacutetendue de la mesure
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 4
Introduction
Capteurs communs
-Capteurs de tempeacuterature
-Capteurs agrave jauge de contrainte
-Capteurs de deacuteplacement
-Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
TDM AKA 5
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs agrave jauges de contrainte
Deux grandes familles agrave trames meacutetalliques
agrave semi-conducteurs
Elles sont inteacutegreacutees dans un film souple qursquoon peut coller sur un support
rigide
TDM AKA 6
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Illustration de quelques jauges de contrainte
Jauges biaxiales VishayJauges Vishay Diverses jauges de HBM
Rosette pour membrane
Rosette 45deg Rosette 120deg
Rosette pour membrane
TDM AKA 7
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Geacuteneacuteraliteacutes
bullLes jauges de contrainte servent agrave mesurer des deacuteformations
bull Lapplication dune contrainte σ (FS) sur une piegravece en respectant la loi de
Hooke (domaine eacutelastique 02 deacuteformation ~ contrainte)
bullCreacutee une deacuteformation ε ε=Δll
bullLe module de Young E lie la contrainte et la deacuteformation sils sont dans le
mecircme sens ε= σE
bullLe coefficient de Poisson ν (=03) lie la deacuteformation de la direction de la
contrainte principale agrave la deacuteformation perpendiculaire ε= -ν ε
bullSensibiliteacute agrave la tempeacuterature =gt coeff de tempeacuterature βjs ~=07 - 25 E-5 degC
Remegravedes Jauges auto compenseacutees βjs ~=15 E-6 degC
Proprieacuteteacutes du pont de wheastone
bullBande passante deacutepend de la taille (100KHz pour une jauge de 1mm2)
TDM AKA 8
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Lois de comportement
Variation de reacutesistance par
Lrsquoapplication drsquoun effort F sur le support meacutetallique se traduit par une
variation relative de la longueur du support induisant une variation
relative de la reacutesistance de la jauge
Avec K facteur de jauge valant 2 agrave 4 pour les jauges meacutetalliques allant
jusqursquoagrave 150 pour les jauges semi-conductrices
TDM AKA 9
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Lois de comportement
La variation de reacutesistance est due aux variations de la reacutesistiviteacute et aux
changements geacuteomeacutetriques
Leffet piezoreacutesistif avec c constante de Bridgman montre le
Lien entre la variation de la reacutesistiviteacute des meacutetaux et leur variation de
volume
En tenant compte des deacuteformations longitudinales εl et transverse εt on
arrive agrave lexpression avec K le facteur de jauges
Les meacutetaux utiliseacutes pour les jauges meacutetalliques ont un c =1 et ν=03
drsquoougrave geacuteneacuteralement K~=2
R l 2 d
R l d
VcV
l
RK
R
K 1 c 2 (1 c)
TDM AKA 10
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Le pont de WheatstoneCrsquoest le montage le plus utiliseacute pour mesurer avec les jauges de
contrainte Car il met en eacutevidence les diffeacuterences entre
les eacuteleacutements constituants le le pont
Proprieacuteteacute Les eacuteleacutements adjacents sont de signe contraire les eacuteleacutements
opposeacutes sont de mecircme signe
Les principales configurations de montage sont reacutesumeacutees dans le tableau
suivant
Pour des montages tregraves preacutecis on peut ecirctre emmeneacute agrave compenser la
longueur des lignes dont la variation sous lrsquoeffet de T peut ecirctre du mecircme
ordre de grandeur que les mesures voulues
TDM AKA 11
Capteurs agrave jauges de
contrainte
TDM AKA 12
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs courants agrave jauges de contrainteCapteurs de pression
Baseacutes sur la deacuteformation drsquoune membrane
TDM AKA 13
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs courants agrave jauges de contrainteCapteurs de pression
diffeacuterentielHoneywell
PM InstrumentPression diff FUJI
AutomobileONERA Piezoreacutesistif Sensortechnics
TDM AKA 14
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs de force
Baseacutes sur la deacuteformation en geacuteneacuteral en flexion drsquoune structure
Traction compression
TESTWELL
Couple
Rondelle de charge TEST
Traction compression
TME
Traction compression
Captronics
TDM AKA 15
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs drsquoacceacuteleacuteration
Lrsquoeffort agrave lrsquoencastrement est agrave lrsquoimage de lrsquoacceacuteleacuteration subie par la
masse suspendue
TDM AKA 16
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Quelques deacutetails sur les acceacuteleacuteromegravetres
Corps drsquoeacutepreuve poutre en flexion
Mesure deacuteformation due agrave la force inertielle (jauges inteacutegreacutees)
Filtre passe bas 2d ordre
Freacutequences caracteacuteristiques fn fref
xm
x
c
km
200
2 2
1)(
sssG
xmkxxcxm mmm
TDM AKA 17
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Etalon reacuteseau (C)
Meacutethode de mesure
ndash Transmission
ndash Reacuteflexion
Signaux en creacutenaux
ndash Obturation
ndash Quadrature
Signaux sinusoiumldaux
ndash Interfeacuterencediffraction
ndash Interpolation
Mesure
ndash Increacutementale
ndash Absolue
Regravegle lineacuteaire
TDM AKA 18
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Capteurs de deacuteplacement optiques increacutementaux et absolus
Increacutemental
Absolu
TDM AKA 19
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Capteurs de deacuteplacement optiques increacutementaux signaux
2 ou1iiC
x2 avec
cosASet sinAS 21
TDM AKA 20
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Exploitation des signaux AA amp BBPour une augmentation de la reacutesolution drsquoun facteur 4
TDM AKA 21
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Augmentation de la reacutesolution par interpolation
Par diviseur de tension Par traitement digital
S
TDM AKA 22
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Exploitation des signaux AA ampBBPour deacutetecter un parasite (une erreur)
TDM AKA 23
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Quelques capteurs increacutementaux
Codeur increacutemental
LTN
Regravegle increacutementale ouverte
Heidenhain
Regravegle increacutementale fermeacutee
Heidenhain Palpeurs increacutementaux
Heidenhain
TDM AKA 24
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Les capteurs de deacuteplacement inductif de type LVDT
(Linear Variable Diffeacuterential Transformer)
Principe de fonctionnement
Le champ drsquoune bobine primaire est plus ou moins coupleacute avec deux
bobines secondaires selon la position drsquoun noyau plongeur
ferromagneacutetique
TDM AKA 25
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Scheacutema eacutequivalent et eacutequations
TDM AKA 26
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Conditionnement
On utilise la deacutemodulation synchrone pour recueillir le signal
proportionnel au deacuteplacement
Allure du signal
agrave la sortie du
deacutemodulateur
TDM AKA 27
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Caracteacuteristiques principales
Le LVDT est un capteur de deacuteplacement absolu
Il est tregraves robuste
Sa reacutesolution est submicronique
La lineacuteariteacute est de lrsquoordre de 01 de la pleine eacutechelle
TDM AKA 28
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Quelques LVDT
LVDT
RDP
TDM AKA 29
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Couplemegravetre
LVDT
RDP
Mesure deacuteformation due au couple
Corps drsquoeacutepreuve arbre
Transformateur diffeacuterentiel en rotation
TDM AKA 30
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de FoucaultPrincipe de fonctionnement et eacutequations
TDM AKA 31
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de Foucault
Conditionnement Montage en pont amp deacutemodulation synchrone
Caracteacuteristiques et utilisation
-excellente reacutesolution 30nm
-utiliser sur une portion lineacuteaire
-on trouve aussi des exeacutecutions deacutetecteur
-ecirctre attentif agrave la taille de la cible
-ecirctre attentif agrave la nature et agrave la structure de la cible
TDM AKA 32
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Quelques capteurs agrave courant de Foucault
TDM AKA 33
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulationPrincipe de fonctionnement
Un faisceau lumineux incident est focaliseacute sur la cible
Le faisceau reacutefleacutechi eacuteclaire en fonction de la distance un endroit sur un
capteur optique de type CCD (charge coupled device) ou PSD (position sensitive device)
Principaux type
-Les capteurs agrave reacuteflexion diffuse -Les capteurs agrave reacuteflexion speacuteculaire
Plage 20 agrave 75mm Plage environ 50 microm
Reacutesolution 2 agrave 5 microm Reacutesolution environ 15 nm
TDM AKA 34
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulation
Capteur agrave reacuteflexion diffuse
SUNX
Capteur laser
Keyence
TDM AKA 35
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifPrincipe de fonctionnement
Baseacute sur la variation de la capaciteacute drsquoun condensateur plan en fonction de la
distance entre les armatures
Principales exeacutecutions
-Tout types de cibles -Cibles meacutetalliques
TDM AKA 36
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Quelques exeacutecutions de deacuteplacement capacitif
Pour cibles meacutetalliques et non meacutetalliquesMicro Epsilon
TDM AKA 37
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifMise en œuvre
On impose un courant sinusoiumldal agrave la capaciteacute la tension agrave ses bornes vaut
La tension est proportionnelle agrave la distance
Caracteacuteristiques principales
Les capteurs capacitifs peuvent descendre agrave 3nm de reacutesolution
La dynamique est supeacuterieure agrave 10KHz
Ils conviennent agrave tout types de cibles
TDM AKA 38
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Vitesse angulaire
Ri
dynamo
U RchargeE
I
)(
faible tregraves
)(arg
EU
I
IREIRU iech
TDM AKA 39
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Geacuteneacuteratrices tachymeacutetriques
TDM AKA 40
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Les capteurs pieacutezo-eacutelectriquesPrincipe de fonctionnement
Ils sont baseacutes sur la variation de la polarisation D drsquoun reacuteseau cristallin
soumis agrave une contrainte meacutecanique
Repegravere et efforts
TDM AKA 41
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Mateacuteriaux preacutesentant un effet piezo eacutelectrique
TDM AKA 42
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Mise en œuvre
Les capteurs piezo eacutelectriques sont utiliseacutes pour des mesures dynamiquesScheacutema eacutequivalent eacutelectrique
Pour conditionner un capteur piezo on utilise un amplificateur de charge
Leur particulariteacute est une tregraves grande impeacutedance drsquoentreacutee
Scheacutema de lrsquoensemble capteur cacircble ampli
TDM AKA 43
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Capteurs pieacutezoeacutelectriques usuels
Acceacuteleacuteromegravetres
-Excellente bande passante freacutequence de reacutesonnance jusqursquoagrave 150 KHz
Capteurs de force
-Rigiditeacute et freacutequence de reacutesonnance plus grandes que ceux des
capteurs agrave jauges de contrainte
Capteurs de pression
-Excellente dynamique temporelle haute plage de pression
Kistler
Acceacuteleacuteromegravetre piezoeacutelectrique
Triaxial BruelampKjaer
Rondelle de charge
Kistler
TDM AKA 44
Caracteacuteristiques des capteurs
Sensibiliteacute
dx
duS
TDM AKA 45
Caracteacuteristiques des capteurs
SR
1
Reacutesolution
Pouvoir de reacutesolution
Em
RP
reacutesolution diviseacutee par lrsquoeacutetendue de la mesure
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 5
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs agrave jauges de contrainte
Deux grandes familles agrave trames meacutetalliques
agrave semi-conducteurs
Elles sont inteacutegreacutees dans un film souple qursquoon peut coller sur un support
rigide
TDM AKA 6
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Illustration de quelques jauges de contrainte
Jauges biaxiales VishayJauges Vishay Diverses jauges de HBM
Rosette pour membrane
Rosette 45deg Rosette 120deg
Rosette pour membrane
TDM AKA 7
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Geacuteneacuteraliteacutes
bullLes jauges de contrainte servent agrave mesurer des deacuteformations
bull Lapplication dune contrainte σ (FS) sur une piegravece en respectant la loi de
Hooke (domaine eacutelastique 02 deacuteformation ~ contrainte)
bullCreacutee une deacuteformation ε ε=Δll
bullLe module de Young E lie la contrainte et la deacuteformation sils sont dans le
mecircme sens ε= σE
bullLe coefficient de Poisson ν (=03) lie la deacuteformation de la direction de la
contrainte principale agrave la deacuteformation perpendiculaire ε= -ν ε
bullSensibiliteacute agrave la tempeacuterature =gt coeff de tempeacuterature βjs ~=07 - 25 E-5 degC
Remegravedes Jauges auto compenseacutees βjs ~=15 E-6 degC
Proprieacuteteacutes du pont de wheastone
bullBande passante deacutepend de la taille (100KHz pour une jauge de 1mm2)
TDM AKA 8
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Lois de comportement
Variation de reacutesistance par
Lrsquoapplication drsquoun effort F sur le support meacutetallique se traduit par une
variation relative de la longueur du support induisant une variation
relative de la reacutesistance de la jauge
Avec K facteur de jauge valant 2 agrave 4 pour les jauges meacutetalliques allant
jusqursquoagrave 150 pour les jauges semi-conductrices
TDM AKA 9
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Lois de comportement
La variation de reacutesistance est due aux variations de la reacutesistiviteacute et aux
changements geacuteomeacutetriques
Leffet piezoreacutesistif avec c constante de Bridgman montre le
Lien entre la variation de la reacutesistiviteacute des meacutetaux et leur variation de
volume
En tenant compte des deacuteformations longitudinales εl et transverse εt on
arrive agrave lexpression avec K le facteur de jauges
Les meacutetaux utiliseacutes pour les jauges meacutetalliques ont un c =1 et ν=03
drsquoougrave geacuteneacuteralement K~=2
R l 2 d
R l d
VcV
l
RK
R
K 1 c 2 (1 c)
TDM AKA 10
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Le pont de WheatstoneCrsquoest le montage le plus utiliseacute pour mesurer avec les jauges de
contrainte Car il met en eacutevidence les diffeacuterences entre
les eacuteleacutements constituants le le pont
Proprieacuteteacute Les eacuteleacutements adjacents sont de signe contraire les eacuteleacutements
opposeacutes sont de mecircme signe
Les principales configurations de montage sont reacutesumeacutees dans le tableau
suivant
Pour des montages tregraves preacutecis on peut ecirctre emmeneacute agrave compenser la
longueur des lignes dont la variation sous lrsquoeffet de T peut ecirctre du mecircme
ordre de grandeur que les mesures voulues
TDM AKA 11
Capteurs agrave jauges de
contrainte
TDM AKA 12
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs courants agrave jauges de contrainteCapteurs de pression
Baseacutes sur la deacuteformation drsquoune membrane
TDM AKA 13
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs courants agrave jauges de contrainteCapteurs de pression
diffeacuterentielHoneywell
PM InstrumentPression diff FUJI
AutomobileONERA Piezoreacutesistif Sensortechnics
TDM AKA 14
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs de force
Baseacutes sur la deacuteformation en geacuteneacuteral en flexion drsquoune structure
Traction compression
TESTWELL
Couple
Rondelle de charge TEST
Traction compression
TME
Traction compression
Captronics
TDM AKA 15
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs drsquoacceacuteleacuteration
Lrsquoeffort agrave lrsquoencastrement est agrave lrsquoimage de lrsquoacceacuteleacuteration subie par la
masse suspendue
TDM AKA 16
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Quelques deacutetails sur les acceacuteleacuteromegravetres
Corps drsquoeacutepreuve poutre en flexion
Mesure deacuteformation due agrave la force inertielle (jauges inteacutegreacutees)
Filtre passe bas 2d ordre
Freacutequences caracteacuteristiques fn fref
xm
x
c
km
200
2 2
1)(
sssG
xmkxxcxm mmm
TDM AKA 17
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Etalon reacuteseau (C)
Meacutethode de mesure
ndash Transmission
ndash Reacuteflexion
Signaux en creacutenaux
ndash Obturation
ndash Quadrature
Signaux sinusoiumldaux
ndash Interfeacuterencediffraction
ndash Interpolation
Mesure
ndash Increacutementale
ndash Absolue
Regravegle lineacuteaire
TDM AKA 18
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Capteurs de deacuteplacement optiques increacutementaux et absolus
Increacutemental
Absolu
TDM AKA 19
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Capteurs de deacuteplacement optiques increacutementaux signaux
2 ou1iiC
x2 avec
cosASet sinAS 21
TDM AKA 20
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Exploitation des signaux AA amp BBPour une augmentation de la reacutesolution drsquoun facteur 4
TDM AKA 21
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Augmentation de la reacutesolution par interpolation
Par diviseur de tension Par traitement digital
S
TDM AKA 22
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Exploitation des signaux AA ampBBPour deacutetecter un parasite (une erreur)
TDM AKA 23
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Quelques capteurs increacutementaux
Codeur increacutemental
LTN
Regravegle increacutementale ouverte
Heidenhain
Regravegle increacutementale fermeacutee
Heidenhain Palpeurs increacutementaux
Heidenhain
TDM AKA 24
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Les capteurs de deacuteplacement inductif de type LVDT
(Linear Variable Diffeacuterential Transformer)
Principe de fonctionnement
Le champ drsquoune bobine primaire est plus ou moins coupleacute avec deux
bobines secondaires selon la position drsquoun noyau plongeur
ferromagneacutetique
TDM AKA 25
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Scheacutema eacutequivalent et eacutequations
TDM AKA 26
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Conditionnement
On utilise la deacutemodulation synchrone pour recueillir le signal
proportionnel au deacuteplacement
Allure du signal
agrave la sortie du
deacutemodulateur
TDM AKA 27
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Caracteacuteristiques principales
Le LVDT est un capteur de deacuteplacement absolu
Il est tregraves robuste
Sa reacutesolution est submicronique
La lineacuteariteacute est de lrsquoordre de 01 de la pleine eacutechelle
TDM AKA 28
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Quelques LVDT
LVDT
RDP
TDM AKA 29
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Couplemegravetre
LVDT
RDP
Mesure deacuteformation due au couple
Corps drsquoeacutepreuve arbre
Transformateur diffeacuterentiel en rotation
TDM AKA 30
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de FoucaultPrincipe de fonctionnement et eacutequations
TDM AKA 31
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de Foucault
Conditionnement Montage en pont amp deacutemodulation synchrone
Caracteacuteristiques et utilisation
-excellente reacutesolution 30nm
-utiliser sur une portion lineacuteaire
-on trouve aussi des exeacutecutions deacutetecteur
-ecirctre attentif agrave la taille de la cible
-ecirctre attentif agrave la nature et agrave la structure de la cible
TDM AKA 32
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Quelques capteurs agrave courant de Foucault
TDM AKA 33
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulationPrincipe de fonctionnement
Un faisceau lumineux incident est focaliseacute sur la cible
Le faisceau reacutefleacutechi eacuteclaire en fonction de la distance un endroit sur un
capteur optique de type CCD (charge coupled device) ou PSD (position sensitive device)
Principaux type
-Les capteurs agrave reacuteflexion diffuse -Les capteurs agrave reacuteflexion speacuteculaire
Plage 20 agrave 75mm Plage environ 50 microm
Reacutesolution 2 agrave 5 microm Reacutesolution environ 15 nm
TDM AKA 34
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulation
Capteur agrave reacuteflexion diffuse
SUNX
Capteur laser
Keyence
TDM AKA 35
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifPrincipe de fonctionnement
Baseacute sur la variation de la capaciteacute drsquoun condensateur plan en fonction de la
distance entre les armatures
Principales exeacutecutions
-Tout types de cibles -Cibles meacutetalliques
TDM AKA 36
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Quelques exeacutecutions de deacuteplacement capacitif
Pour cibles meacutetalliques et non meacutetalliquesMicro Epsilon
TDM AKA 37
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifMise en œuvre
On impose un courant sinusoiumldal agrave la capaciteacute la tension agrave ses bornes vaut
La tension est proportionnelle agrave la distance
Caracteacuteristiques principales
Les capteurs capacitifs peuvent descendre agrave 3nm de reacutesolution
La dynamique est supeacuterieure agrave 10KHz
Ils conviennent agrave tout types de cibles
TDM AKA 38
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Vitesse angulaire
Ri
dynamo
U RchargeE
I
)(
faible tregraves
)(arg
EU
I
IREIRU iech
TDM AKA 39
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Geacuteneacuteratrices tachymeacutetriques
TDM AKA 40
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Les capteurs pieacutezo-eacutelectriquesPrincipe de fonctionnement
Ils sont baseacutes sur la variation de la polarisation D drsquoun reacuteseau cristallin
soumis agrave une contrainte meacutecanique
Repegravere et efforts
TDM AKA 41
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Mateacuteriaux preacutesentant un effet piezo eacutelectrique
TDM AKA 42
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Mise en œuvre
Les capteurs piezo eacutelectriques sont utiliseacutes pour des mesures dynamiquesScheacutema eacutequivalent eacutelectrique
Pour conditionner un capteur piezo on utilise un amplificateur de charge
Leur particulariteacute est une tregraves grande impeacutedance drsquoentreacutee
Scheacutema de lrsquoensemble capteur cacircble ampli
TDM AKA 43
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Capteurs pieacutezoeacutelectriques usuels
Acceacuteleacuteromegravetres
-Excellente bande passante freacutequence de reacutesonnance jusqursquoagrave 150 KHz
Capteurs de force
-Rigiditeacute et freacutequence de reacutesonnance plus grandes que ceux des
capteurs agrave jauges de contrainte
Capteurs de pression
-Excellente dynamique temporelle haute plage de pression
Kistler
Acceacuteleacuteromegravetre piezoeacutelectrique
Triaxial BruelampKjaer
Rondelle de charge
Kistler
TDM AKA 44
Caracteacuteristiques des capteurs
Sensibiliteacute
dx
duS
TDM AKA 45
Caracteacuteristiques des capteurs
SR
1
Reacutesolution
Pouvoir de reacutesolution
Em
RP
reacutesolution diviseacutee par lrsquoeacutetendue de la mesure
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 6
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Illustration de quelques jauges de contrainte
Jauges biaxiales VishayJauges Vishay Diverses jauges de HBM
Rosette pour membrane
Rosette 45deg Rosette 120deg
Rosette pour membrane
TDM AKA 7
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Geacuteneacuteraliteacutes
bullLes jauges de contrainte servent agrave mesurer des deacuteformations
bull Lapplication dune contrainte σ (FS) sur une piegravece en respectant la loi de
Hooke (domaine eacutelastique 02 deacuteformation ~ contrainte)
bullCreacutee une deacuteformation ε ε=Δll
bullLe module de Young E lie la contrainte et la deacuteformation sils sont dans le
mecircme sens ε= σE
bullLe coefficient de Poisson ν (=03) lie la deacuteformation de la direction de la
contrainte principale agrave la deacuteformation perpendiculaire ε= -ν ε
bullSensibiliteacute agrave la tempeacuterature =gt coeff de tempeacuterature βjs ~=07 - 25 E-5 degC
Remegravedes Jauges auto compenseacutees βjs ~=15 E-6 degC
Proprieacuteteacutes du pont de wheastone
bullBande passante deacutepend de la taille (100KHz pour une jauge de 1mm2)
TDM AKA 8
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Lois de comportement
Variation de reacutesistance par
Lrsquoapplication drsquoun effort F sur le support meacutetallique se traduit par une
variation relative de la longueur du support induisant une variation
relative de la reacutesistance de la jauge
Avec K facteur de jauge valant 2 agrave 4 pour les jauges meacutetalliques allant
jusqursquoagrave 150 pour les jauges semi-conductrices
TDM AKA 9
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Lois de comportement
La variation de reacutesistance est due aux variations de la reacutesistiviteacute et aux
changements geacuteomeacutetriques
Leffet piezoreacutesistif avec c constante de Bridgman montre le
Lien entre la variation de la reacutesistiviteacute des meacutetaux et leur variation de
volume
En tenant compte des deacuteformations longitudinales εl et transverse εt on
arrive agrave lexpression avec K le facteur de jauges
Les meacutetaux utiliseacutes pour les jauges meacutetalliques ont un c =1 et ν=03
drsquoougrave geacuteneacuteralement K~=2
R l 2 d
R l d
VcV
l
RK
R
K 1 c 2 (1 c)
TDM AKA 10
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Le pont de WheatstoneCrsquoest le montage le plus utiliseacute pour mesurer avec les jauges de
contrainte Car il met en eacutevidence les diffeacuterences entre
les eacuteleacutements constituants le le pont
Proprieacuteteacute Les eacuteleacutements adjacents sont de signe contraire les eacuteleacutements
opposeacutes sont de mecircme signe
Les principales configurations de montage sont reacutesumeacutees dans le tableau
suivant
Pour des montages tregraves preacutecis on peut ecirctre emmeneacute agrave compenser la
longueur des lignes dont la variation sous lrsquoeffet de T peut ecirctre du mecircme
ordre de grandeur que les mesures voulues
TDM AKA 11
Capteurs agrave jauges de
contrainte
TDM AKA 12
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs courants agrave jauges de contrainteCapteurs de pression
Baseacutes sur la deacuteformation drsquoune membrane
TDM AKA 13
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs courants agrave jauges de contrainteCapteurs de pression
diffeacuterentielHoneywell
PM InstrumentPression diff FUJI
AutomobileONERA Piezoreacutesistif Sensortechnics
TDM AKA 14
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs de force
Baseacutes sur la deacuteformation en geacuteneacuteral en flexion drsquoune structure
Traction compression
TESTWELL
Couple
Rondelle de charge TEST
Traction compression
TME
Traction compression
Captronics
TDM AKA 15
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs drsquoacceacuteleacuteration
Lrsquoeffort agrave lrsquoencastrement est agrave lrsquoimage de lrsquoacceacuteleacuteration subie par la
masse suspendue
TDM AKA 16
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Quelques deacutetails sur les acceacuteleacuteromegravetres
Corps drsquoeacutepreuve poutre en flexion
Mesure deacuteformation due agrave la force inertielle (jauges inteacutegreacutees)
Filtre passe bas 2d ordre
Freacutequences caracteacuteristiques fn fref
xm
x
c
km
200
2 2
1)(
sssG
xmkxxcxm mmm
TDM AKA 17
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Etalon reacuteseau (C)
Meacutethode de mesure
ndash Transmission
ndash Reacuteflexion
Signaux en creacutenaux
ndash Obturation
ndash Quadrature
Signaux sinusoiumldaux
ndash Interfeacuterencediffraction
ndash Interpolation
Mesure
ndash Increacutementale
ndash Absolue
Regravegle lineacuteaire
TDM AKA 18
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Capteurs de deacuteplacement optiques increacutementaux et absolus
Increacutemental
Absolu
TDM AKA 19
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Capteurs de deacuteplacement optiques increacutementaux signaux
2 ou1iiC
x2 avec
cosASet sinAS 21
TDM AKA 20
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Exploitation des signaux AA amp BBPour une augmentation de la reacutesolution drsquoun facteur 4
TDM AKA 21
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Augmentation de la reacutesolution par interpolation
Par diviseur de tension Par traitement digital
S
TDM AKA 22
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Exploitation des signaux AA ampBBPour deacutetecter un parasite (une erreur)
TDM AKA 23
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Quelques capteurs increacutementaux
Codeur increacutemental
LTN
Regravegle increacutementale ouverte
Heidenhain
Regravegle increacutementale fermeacutee
Heidenhain Palpeurs increacutementaux
Heidenhain
TDM AKA 24
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Les capteurs de deacuteplacement inductif de type LVDT
(Linear Variable Diffeacuterential Transformer)
Principe de fonctionnement
Le champ drsquoune bobine primaire est plus ou moins coupleacute avec deux
bobines secondaires selon la position drsquoun noyau plongeur
ferromagneacutetique
TDM AKA 25
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Scheacutema eacutequivalent et eacutequations
TDM AKA 26
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Conditionnement
On utilise la deacutemodulation synchrone pour recueillir le signal
proportionnel au deacuteplacement
Allure du signal
agrave la sortie du
deacutemodulateur
TDM AKA 27
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Caracteacuteristiques principales
Le LVDT est un capteur de deacuteplacement absolu
Il est tregraves robuste
Sa reacutesolution est submicronique
La lineacuteariteacute est de lrsquoordre de 01 de la pleine eacutechelle
TDM AKA 28
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Quelques LVDT
LVDT
RDP
TDM AKA 29
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Couplemegravetre
LVDT
RDP
Mesure deacuteformation due au couple
Corps drsquoeacutepreuve arbre
Transformateur diffeacuterentiel en rotation
TDM AKA 30
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de FoucaultPrincipe de fonctionnement et eacutequations
TDM AKA 31
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de Foucault
Conditionnement Montage en pont amp deacutemodulation synchrone
Caracteacuteristiques et utilisation
-excellente reacutesolution 30nm
-utiliser sur une portion lineacuteaire
-on trouve aussi des exeacutecutions deacutetecteur
-ecirctre attentif agrave la taille de la cible
-ecirctre attentif agrave la nature et agrave la structure de la cible
TDM AKA 32
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Quelques capteurs agrave courant de Foucault
TDM AKA 33
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulationPrincipe de fonctionnement
Un faisceau lumineux incident est focaliseacute sur la cible
Le faisceau reacutefleacutechi eacuteclaire en fonction de la distance un endroit sur un
capteur optique de type CCD (charge coupled device) ou PSD (position sensitive device)
Principaux type
-Les capteurs agrave reacuteflexion diffuse -Les capteurs agrave reacuteflexion speacuteculaire
Plage 20 agrave 75mm Plage environ 50 microm
Reacutesolution 2 agrave 5 microm Reacutesolution environ 15 nm
TDM AKA 34
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulation
Capteur agrave reacuteflexion diffuse
SUNX
Capteur laser
Keyence
TDM AKA 35
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifPrincipe de fonctionnement
Baseacute sur la variation de la capaciteacute drsquoun condensateur plan en fonction de la
distance entre les armatures
Principales exeacutecutions
-Tout types de cibles -Cibles meacutetalliques
TDM AKA 36
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Quelques exeacutecutions de deacuteplacement capacitif
Pour cibles meacutetalliques et non meacutetalliquesMicro Epsilon
TDM AKA 37
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifMise en œuvre
On impose un courant sinusoiumldal agrave la capaciteacute la tension agrave ses bornes vaut
La tension est proportionnelle agrave la distance
Caracteacuteristiques principales
Les capteurs capacitifs peuvent descendre agrave 3nm de reacutesolution
La dynamique est supeacuterieure agrave 10KHz
Ils conviennent agrave tout types de cibles
TDM AKA 38
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Vitesse angulaire
Ri
dynamo
U RchargeE
I
)(
faible tregraves
)(arg
EU
I
IREIRU iech
TDM AKA 39
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Geacuteneacuteratrices tachymeacutetriques
TDM AKA 40
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Les capteurs pieacutezo-eacutelectriquesPrincipe de fonctionnement
Ils sont baseacutes sur la variation de la polarisation D drsquoun reacuteseau cristallin
soumis agrave une contrainte meacutecanique
Repegravere et efforts
TDM AKA 41
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Mateacuteriaux preacutesentant un effet piezo eacutelectrique
TDM AKA 42
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Mise en œuvre
Les capteurs piezo eacutelectriques sont utiliseacutes pour des mesures dynamiquesScheacutema eacutequivalent eacutelectrique
Pour conditionner un capteur piezo on utilise un amplificateur de charge
Leur particulariteacute est une tregraves grande impeacutedance drsquoentreacutee
Scheacutema de lrsquoensemble capteur cacircble ampli
TDM AKA 43
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Capteurs pieacutezoeacutelectriques usuels
Acceacuteleacuteromegravetres
-Excellente bande passante freacutequence de reacutesonnance jusqursquoagrave 150 KHz
Capteurs de force
-Rigiditeacute et freacutequence de reacutesonnance plus grandes que ceux des
capteurs agrave jauges de contrainte
Capteurs de pression
-Excellente dynamique temporelle haute plage de pression
Kistler
Acceacuteleacuteromegravetre piezoeacutelectrique
Triaxial BruelampKjaer
Rondelle de charge
Kistler
TDM AKA 44
Caracteacuteristiques des capteurs
Sensibiliteacute
dx
duS
TDM AKA 45
Caracteacuteristiques des capteurs
SR
1
Reacutesolution
Pouvoir de reacutesolution
Em
RP
reacutesolution diviseacutee par lrsquoeacutetendue de la mesure
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 7
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Geacuteneacuteraliteacutes
bullLes jauges de contrainte servent agrave mesurer des deacuteformations
bull Lapplication dune contrainte σ (FS) sur une piegravece en respectant la loi de
Hooke (domaine eacutelastique 02 deacuteformation ~ contrainte)
bullCreacutee une deacuteformation ε ε=Δll
bullLe module de Young E lie la contrainte et la deacuteformation sils sont dans le
mecircme sens ε= σE
bullLe coefficient de Poisson ν (=03) lie la deacuteformation de la direction de la
contrainte principale agrave la deacuteformation perpendiculaire ε= -ν ε
bullSensibiliteacute agrave la tempeacuterature =gt coeff de tempeacuterature βjs ~=07 - 25 E-5 degC
Remegravedes Jauges auto compenseacutees βjs ~=15 E-6 degC
Proprieacuteteacutes du pont de wheastone
bullBande passante deacutepend de la taille (100KHz pour une jauge de 1mm2)
TDM AKA 8
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Lois de comportement
Variation de reacutesistance par
Lrsquoapplication drsquoun effort F sur le support meacutetallique se traduit par une
variation relative de la longueur du support induisant une variation
relative de la reacutesistance de la jauge
Avec K facteur de jauge valant 2 agrave 4 pour les jauges meacutetalliques allant
jusqursquoagrave 150 pour les jauges semi-conductrices
TDM AKA 9
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Lois de comportement
La variation de reacutesistance est due aux variations de la reacutesistiviteacute et aux
changements geacuteomeacutetriques
Leffet piezoreacutesistif avec c constante de Bridgman montre le
Lien entre la variation de la reacutesistiviteacute des meacutetaux et leur variation de
volume
En tenant compte des deacuteformations longitudinales εl et transverse εt on
arrive agrave lexpression avec K le facteur de jauges
Les meacutetaux utiliseacutes pour les jauges meacutetalliques ont un c =1 et ν=03
drsquoougrave geacuteneacuteralement K~=2
R l 2 d
R l d
VcV
l
RK
R
K 1 c 2 (1 c)
TDM AKA 10
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Le pont de WheatstoneCrsquoest le montage le plus utiliseacute pour mesurer avec les jauges de
contrainte Car il met en eacutevidence les diffeacuterences entre
les eacuteleacutements constituants le le pont
Proprieacuteteacute Les eacuteleacutements adjacents sont de signe contraire les eacuteleacutements
opposeacutes sont de mecircme signe
Les principales configurations de montage sont reacutesumeacutees dans le tableau
suivant
Pour des montages tregraves preacutecis on peut ecirctre emmeneacute agrave compenser la
longueur des lignes dont la variation sous lrsquoeffet de T peut ecirctre du mecircme
ordre de grandeur que les mesures voulues
TDM AKA 11
Capteurs agrave jauges de
contrainte
TDM AKA 12
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs courants agrave jauges de contrainteCapteurs de pression
Baseacutes sur la deacuteformation drsquoune membrane
TDM AKA 13
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs courants agrave jauges de contrainteCapteurs de pression
diffeacuterentielHoneywell
PM InstrumentPression diff FUJI
AutomobileONERA Piezoreacutesistif Sensortechnics
TDM AKA 14
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs de force
Baseacutes sur la deacuteformation en geacuteneacuteral en flexion drsquoune structure
Traction compression
TESTWELL
Couple
Rondelle de charge TEST
Traction compression
TME
Traction compression
Captronics
TDM AKA 15
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs drsquoacceacuteleacuteration
Lrsquoeffort agrave lrsquoencastrement est agrave lrsquoimage de lrsquoacceacuteleacuteration subie par la
masse suspendue
TDM AKA 16
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Quelques deacutetails sur les acceacuteleacuteromegravetres
Corps drsquoeacutepreuve poutre en flexion
Mesure deacuteformation due agrave la force inertielle (jauges inteacutegreacutees)
Filtre passe bas 2d ordre
Freacutequences caracteacuteristiques fn fref
xm
x
c
km
200
2 2
1)(
sssG
xmkxxcxm mmm
TDM AKA 17
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Etalon reacuteseau (C)
Meacutethode de mesure
ndash Transmission
ndash Reacuteflexion
Signaux en creacutenaux
ndash Obturation
ndash Quadrature
Signaux sinusoiumldaux
ndash Interfeacuterencediffraction
ndash Interpolation
Mesure
ndash Increacutementale
ndash Absolue
Regravegle lineacuteaire
TDM AKA 18
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Capteurs de deacuteplacement optiques increacutementaux et absolus
Increacutemental
Absolu
TDM AKA 19
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Capteurs de deacuteplacement optiques increacutementaux signaux
2 ou1iiC
x2 avec
cosASet sinAS 21
TDM AKA 20
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Exploitation des signaux AA amp BBPour une augmentation de la reacutesolution drsquoun facteur 4
TDM AKA 21
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Augmentation de la reacutesolution par interpolation
Par diviseur de tension Par traitement digital
S
TDM AKA 22
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Exploitation des signaux AA ampBBPour deacutetecter un parasite (une erreur)
TDM AKA 23
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Quelques capteurs increacutementaux
Codeur increacutemental
LTN
Regravegle increacutementale ouverte
Heidenhain
Regravegle increacutementale fermeacutee
Heidenhain Palpeurs increacutementaux
Heidenhain
TDM AKA 24
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Les capteurs de deacuteplacement inductif de type LVDT
(Linear Variable Diffeacuterential Transformer)
Principe de fonctionnement
Le champ drsquoune bobine primaire est plus ou moins coupleacute avec deux
bobines secondaires selon la position drsquoun noyau plongeur
ferromagneacutetique
TDM AKA 25
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Scheacutema eacutequivalent et eacutequations
TDM AKA 26
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Conditionnement
On utilise la deacutemodulation synchrone pour recueillir le signal
proportionnel au deacuteplacement
Allure du signal
agrave la sortie du
deacutemodulateur
TDM AKA 27
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Caracteacuteristiques principales
Le LVDT est un capteur de deacuteplacement absolu
Il est tregraves robuste
Sa reacutesolution est submicronique
La lineacuteariteacute est de lrsquoordre de 01 de la pleine eacutechelle
TDM AKA 28
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Quelques LVDT
LVDT
RDP
TDM AKA 29
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Couplemegravetre
LVDT
RDP
Mesure deacuteformation due au couple
Corps drsquoeacutepreuve arbre
Transformateur diffeacuterentiel en rotation
TDM AKA 30
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de FoucaultPrincipe de fonctionnement et eacutequations
TDM AKA 31
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de Foucault
Conditionnement Montage en pont amp deacutemodulation synchrone
Caracteacuteristiques et utilisation
-excellente reacutesolution 30nm
-utiliser sur une portion lineacuteaire
-on trouve aussi des exeacutecutions deacutetecteur
-ecirctre attentif agrave la taille de la cible
-ecirctre attentif agrave la nature et agrave la structure de la cible
TDM AKA 32
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Quelques capteurs agrave courant de Foucault
TDM AKA 33
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulationPrincipe de fonctionnement
Un faisceau lumineux incident est focaliseacute sur la cible
Le faisceau reacutefleacutechi eacuteclaire en fonction de la distance un endroit sur un
capteur optique de type CCD (charge coupled device) ou PSD (position sensitive device)
Principaux type
-Les capteurs agrave reacuteflexion diffuse -Les capteurs agrave reacuteflexion speacuteculaire
Plage 20 agrave 75mm Plage environ 50 microm
Reacutesolution 2 agrave 5 microm Reacutesolution environ 15 nm
TDM AKA 34
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulation
Capteur agrave reacuteflexion diffuse
SUNX
Capteur laser
Keyence
TDM AKA 35
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifPrincipe de fonctionnement
Baseacute sur la variation de la capaciteacute drsquoun condensateur plan en fonction de la
distance entre les armatures
Principales exeacutecutions
-Tout types de cibles -Cibles meacutetalliques
TDM AKA 36
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Quelques exeacutecutions de deacuteplacement capacitif
Pour cibles meacutetalliques et non meacutetalliquesMicro Epsilon
TDM AKA 37
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifMise en œuvre
On impose un courant sinusoiumldal agrave la capaciteacute la tension agrave ses bornes vaut
La tension est proportionnelle agrave la distance
Caracteacuteristiques principales
Les capteurs capacitifs peuvent descendre agrave 3nm de reacutesolution
La dynamique est supeacuterieure agrave 10KHz
Ils conviennent agrave tout types de cibles
TDM AKA 38
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Vitesse angulaire
Ri
dynamo
U RchargeE
I
)(
faible tregraves
)(arg
EU
I
IREIRU iech
TDM AKA 39
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Geacuteneacuteratrices tachymeacutetriques
TDM AKA 40
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Les capteurs pieacutezo-eacutelectriquesPrincipe de fonctionnement
Ils sont baseacutes sur la variation de la polarisation D drsquoun reacuteseau cristallin
soumis agrave une contrainte meacutecanique
Repegravere et efforts
TDM AKA 41
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Mateacuteriaux preacutesentant un effet piezo eacutelectrique
TDM AKA 42
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Mise en œuvre
Les capteurs piezo eacutelectriques sont utiliseacutes pour des mesures dynamiquesScheacutema eacutequivalent eacutelectrique
Pour conditionner un capteur piezo on utilise un amplificateur de charge
Leur particulariteacute est une tregraves grande impeacutedance drsquoentreacutee
Scheacutema de lrsquoensemble capteur cacircble ampli
TDM AKA 43
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Capteurs pieacutezoeacutelectriques usuels
Acceacuteleacuteromegravetres
-Excellente bande passante freacutequence de reacutesonnance jusqursquoagrave 150 KHz
Capteurs de force
-Rigiditeacute et freacutequence de reacutesonnance plus grandes que ceux des
capteurs agrave jauges de contrainte
Capteurs de pression
-Excellente dynamique temporelle haute plage de pression
Kistler
Acceacuteleacuteromegravetre piezoeacutelectrique
Triaxial BruelampKjaer
Rondelle de charge
Kistler
TDM AKA 44
Caracteacuteristiques des capteurs
Sensibiliteacute
dx
duS
TDM AKA 45
Caracteacuteristiques des capteurs
SR
1
Reacutesolution
Pouvoir de reacutesolution
Em
RP
reacutesolution diviseacutee par lrsquoeacutetendue de la mesure
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 8
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Lois de comportement
Variation de reacutesistance par
Lrsquoapplication drsquoun effort F sur le support meacutetallique se traduit par une
variation relative de la longueur du support induisant une variation
relative de la reacutesistance de la jauge
Avec K facteur de jauge valant 2 agrave 4 pour les jauges meacutetalliques allant
jusqursquoagrave 150 pour les jauges semi-conductrices
TDM AKA 9
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Lois de comportement
La variation de reacutesistance est due aux variations de la reacutesistiviteacute et aux
changements geacuteomeacutetriques
Leffet piezoreacutesistif avec c constante de Bridgman montre le
Lien entre la variation de la reacutesistiviteacute des meacutetaux et leur variation de
volume
En tenant compte des deacuteformations longitudinales εl et transverse εt on
arrive agrave lexpression avec K le facteur de jauges
Les meacutetaux utiliseacutes pour les jauges meacutetalliques ont un c =1 et ν=03
drsquoougrave geacuteneacuteralement K~=2
R l 2 d
R l d
VcV
l
RK
R
K 1 c 2 (1 c)
TDM AKA 10
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Le pont de WheatstoneCrsquoest le montage le plus utiliseacute pour mesurer avec les jauges de
contrainte Car il met en eacutevidence les diffeacuterences entre
les eacuteleacutements constituants le le pont
Proprieacuteteacute Les eacuteleacutements adjacents sont de signe contraire les eacuteleacutements
opposeacutes sont de mecircme signe
Les principales configurations de montage sont reacutesumeacutees dans le tableau
suivant
Pour des montages tregraves preacutecis on peut ecirctre emmeneacute agrave compenser la
longueur des lignes dont la variation sous lrsquoeffet de T peut ecirctre du mecircme
ordre de grandeur que les mesures voulues
TDM AKA 11
Capteurs agrave jauges de
contrainte
TDM AKA 12
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs courants agrave jauges de contrainteCapteurs de pression
Baseacutes sur la deacuteformation drsquoune membrane
TDM AKA 13
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs courants agrave jauges de contrainteCapteurs de pression
diffeacuterentielHoneywell
PM InstrumentPression diff FUJI
AutomobileONERA Piezoreacutesistif Sensortechnics
TDM AKA 14
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs de force
Baseacutes sur la deacuteformation en geacuteneacuteral en flexion drsquoune structure
Traction compression
TESTWELL
Couple
Rondelle de charge TEST
Traction compression
TME
Traction compression
Captronics
TDM AKA 15
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs drsquoacceacuteleacuteration
Lrsquoeffort agrave lrsquoencastrement est agrave lrsquoimage de lrsquoacceacuteleacuteration subie par la
masse suspendue
TDM AKA 16
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Quelques deacutetails sur les acceacuteleacuteromegravetres
Corps drsquoeacutepreuve poutre en flexion
Mesure deacuteformation due agrave la force inertielle (jauges inteacutegreacutees)
Filtre passe bas 2d ordre
Freacutequences caracteacuteristiques fn fref
xm
x
c
km
200
2 2
1)(
sssG
xmkxxcxm mmm
TDM AKA 17
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Etalon reacuteseau (C)
Meacutethode de mesure
ndash Transmission
ndash Reacuteflexion
Signaux en creacutenaux
ndash Obturation
ndash Quadrature
Signaux sinusoiumldaux
ndash Interfeacuterencediffraction
ndash Interpolation
Mesure
ndash Increacutementale
ndash Absolue
Regravegle lineacuteaire
TDM AKA 18
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Capteurs de deacuteplacement optiques increacutementaux et absolus
Increacutemental
Absolu
TDM AKA 19
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Capteurs de deacuteplacement optiques increacutementaux signaux
2 ou1iiC
x2 avec
cosASet sinAS 21
TDM AKA 20
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Exploitation des signaux AA amp BBPour une augmentation de la reacutesolution drsquoun facteur 4
TDM AKA 21
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Augmentation de la reacutesolution par interpolation
Par diviseur de tension Par traitement digital
S
TDM AKA 22
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Exploitation des signaux AA ampBBPour deacutetecter un parasite (une erreur)
TDM AKA 23
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Quelques capteurs increacutementaux
Codeur increacutemental
LTN
Regravegle increacutementale ouverte
Heidenhain
Regravegle increacutementale fermeacutee
Heidenhain Palpeurs increacutementaux
Heidenhain
TDM AKA 24
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Les capteurs de deacuteplacement inductif de type LVDT
(Linear Variable Diffeacuterential Transformer)
Principe de fonctionnement
Le champ drsquoune bobine primaire est plus ou moins coupleacute avec deux
bobines secondaires selon la position drsquoun noyau plongeur
ferromagneacutetique
TDM AKA 25
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Scheacutema eacutequivalent et eacutequations
TDM AKA 26
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Conditionnement
On utilise la deacutemodulation synchrone pour recueillir le signal
proportionnel au deacuteplacement
Allure du signal
agrave la sortie du
deacutemodulateur
TDM AKA 27
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Caracteacuteristiques principales
Le LVDT est un capteur de deacuteplacement absolu
Il est tregraves robuste
Sa reacutesolution est submicronique
La lineacuteariteacute est de lrsquoordre de 01 de la pleine eacutechelle
TDM AKA 28
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Quelques LVDT
LVDT
RDP
TDM AKA 29
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Couplemegravetre
LVDT
RDP
Mesure deacuteformation due au couple
Corps drsquoeacutepreuve arbre
Transformateur diffeacuterentiel en rotation
TDM AKA 30
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de FoucaultPrincipe de fonctionnement et eacutequations
TDM AKA 31
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de Foucault
Conditionnement Montage en pont amp deacutemodulation synchrone
Caracteacuteristiques et utilisation
-excellente reacutesolution 30nm
-utiliser sur une portion lineacuteaire
-on trouve aussi des exeacutecutions deacutetecteur
-ecirctre attentif agrave la taille de la cible
-ecirctre attentif agrave la nature et agrave la structure de la cible
TDM AKA 32
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Quelques capteurs agrave courant de Foucault
TDM AKA 33
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulationPrincipe de fonctionnement
Un faisceau lumineux incident est focaliseacute sur la cible
Le faisceau reacutefleacutechi eacuteclaire en fonction de la distance un endroit sur un
capteur optique de type CCD (charge coupled device) ou PSD (position sensitive device)
Principaux type
-Les capteurs agrave reacuteflexion diffuse -Les capteurs agrave reacuteflexion speacuteculaire
Plage 20 agrave 75mm Plage environ 50 microm
Reacutesolution 2 agrave 5 microm Reacutesolution environ 15 nm
TDM AKA 34
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulation
Capteur agrave reacuteflexion diffuse
SUNX
Capteur laser
Keyence
TDM AKA 35
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifPrincipe de fonctionnement
Baseacute sur la variation de la capaciteacute drsquoun condensateur plan en fonction de la
distance entre les armatures
Principales exeacutecutions
-Tout types de cibles -Cibles meacutetalliques
TDM AKA 36
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Quelques exeacutecutions de deacuteplacement capacitif
Pour cibles meacutetalliques et non meacutetalliquesMicro Epsilon
TDM AKA 37
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifMise en œuvre
On impose un courant sinusoiumldal agrave la capaciteacute la tension agrave ses bornes vaut
La tension est proportionnelle agrave la distance
Caracteacuteristiques principales
Les capteurs capacitifs peuvent descendre agrave 3nm de reacutesolution
La dynamique est supeacuterieure agrave 10KHz
Ils conviennent agrave tout types de cibles
TDM AKA 38
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Vitesse angulaire
Ri
dynamo
U RchargeE
I
)(
faible tregraves
)(arg
EU
I
IREIRU iech
TDM AKA 39
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Geacuteneacuteratrices tachymeacutetriques
TDM AKA 40
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Les capteurs pieacutezo-eacutelectriquesPrincipe de fonctionnement
Ils sont baseacutes sur la variation de la polarisation D drsquoun reacuteseau cristallin
soumis agrave une contrainte meacutecanique
Repegravere et efforts
TDM AKA 41
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Mateacuteriaux preacutesentant un effet piezo eacutelectrique
TDM AKA 42
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Mise en œuvre
Les capteurs piezo eacutelectriques sont utiliseacutes pour des mesures dynamiquesScheacutema eacutequivalent eacutelectrique
Pour conditionner un capteur piezo on utilise un amplificateur de charge
Leur particulariteacute est une tregraves grande impeacutedance drsquoentreacutee
Scheacutema de lrsquoensemble capteur cacircble ampli
TDM AKA 43
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Capteurs pieacutezoeacutelectriques usuels
Acceacuteleacuteromegravetres
-Excellente bande passante freacutequence de reacutesonnance jusqursquoagrave 150 KHz
Capteurs de force
-Rigiditeacute et freacutequence de reacutesonnance plus grandes que ceux des
capteurs agrave jauges de contrainte
Capteurs de pression
-Excellente dynamique temporelle haute plage de pression
Kistler
Acceacuteleacuteromegravetre piezoeacutelectrique
Triaxial BruelampKjaer
Rondelle de charge
Kistler
TDM AKA 44
Caracteacuteristiques des capteurs
Sensibiliteacute
dx
duS
TDM AKA 45
Caracteacuteristiques des capteurs
SR
1
Reacutesolution
Pouvoir de reacutesolution
Em
RP
reacutesolution diviseacutee par lrsquoeacutetendue de la mesure
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 9
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Lois de comportement
La variation de reacutesistance est due aux variations de la reacutesistiviteacute et aux
changements geacuteomeacutetriques
Leffet piezoreacutesistif avec c constante de Bridgman montre le
Lien entre la variation de la reacutesistiviteacute des meacutetaux et leur variation de
volume
En tenant compte des deacuteformations longitudinales εl et transverse εt on
arrive agrave lexpression avec K le facteur de jauges
Les meacutetaux utiliseacutes pour les jauges meacutetalliques ont un c =1 et ν=03
drsquoougrave geacuteneacuteralement K~=2
R l 2 d
R l d
VcV
l
RK
R
K 1 c 2 (1 c)
TDM AKA 10
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Le pont de WheatstoneCrsquoest le montage le plus utiliseacute pour mesurer avec les jauges de
contrainte Car il met en eacutevidence les diffeacuterences entre
les eacuteleacutements constituants le le pont
Proprieacuteteacute Les eacuteleacutements adjacents sont de signe contraire les eacuteleacutements
opposeacutes sont de mecircme signe
Les principales configurations de montage sont reacutesumeacutees dans le tableau
suivant
Pour des montages tregraves preacutecis on peut ecirctre emmeneacute agrave compenser la
longueur des lignes dont la variation sous lrsquoeffet de T peut ecirctre du mecircme
ordre de grandeur que les mesures voulues
TDM AKA 11
Capteurs agrave jauges de
contrainte
TDM AKA 12
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs courants agrave jauges de contrainteCapteurs de pression
Baseacutes sur la deacuteformation drsquoune membrane
TDM AKA 13
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs courants agrave jauges de contrainteCapteurs de pression
diffeacuterentielHoneywell
PM InstrumentPression diff FUJI
AutomobileONERA Piezoreacutesistif Sensortechnics
TDM AKA 14
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs de force
Baseacutes sur la deacuteformation en geacuteneacuteral en flexion drsquoune structure
Traction compression
TESTWELL
Couple
Rondelle de charge TEST
Traction compression
TME
Traction compression
Captronics
TDM AKA 15
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs drsquoacceacuteleacuteration
Lrsquoeffort agrave lrsquoencastrement est agrave lrsquoimage de lrsquoacceacuteleacuteration subie par la
masse suspendue
TDM AKA 16
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Quelques deacutetails sur les acceacuteleacuteromegravetres
Corps drsquoeacutepreuve poutre en flexion
Mesure deacuteformation due agrave la force inertielle (jauges inteacutegreacutees)
Filtre passe bas 2d ordre
Freacutequences caracteacuteristiques fn fref
xm
x
c
km
200
2 2
1)(
sssG
xmkxxcxm mmm
TDM AKA 17
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Etalon reacuteseau (C)
Meacutethode de mesure
ndash Transmission
ndash Reacuteflexion
Signaux en creacutenaux
ndash Obturation
ndash Quadrature
Signaux sinusoiumldaux
ndash Interfeacuterencediffraction
ndash Interpolation
Mesure
ndash Increacutementale
ndash Absolue
Regravegle lineacuteaire
TDM AKA 18
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Capteurs de deacuteplacement optiques increacutementaux et absolus
Increacutemental
Absolu
TDM AKA 19
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Capteurs de deacuteplacement optiques increacutementaux signaux
2 ou1iiC
x2 avec
cosASet sinAS 21
TDM AKA 20
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Exploitation des signaux AA amp BBPour une augmentation de la reacutesolution drsquoun facteur 4
TDM AKA 21
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Augmentation de la reacutesolution par interpolation
Par diviseur de tension Par traitement digital
S
TDM AKA 22
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Exploitation des signaux AA ampBBPour deacutetecter un parasite (une erreur)
TDM AKA 23
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Quelques capteurs increacutementaux
Codeur increacutemental
LTN
Regravegle increacutementale ouverte
Heidenhain
Regravegle increacutementale fermeacutee
Heidenhain Palpeurs increacutementaux
Heidenhain
TDM AKA 24
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Les capteurs de deacuteplacement inductif de type LVDT
(Linear Variable Diffeacuterential Transformer)
Principe de fonctionnement
Le champ drsquoune bobine primaire est plus ou moins coupleacute avec deux
bobines secondaires selon la position drsquoun noyau plongeur
ferromagneacutetique
TDM AKA 25
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Scheacutema eacutequivalent et eacutequations
TDM AKA 26
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Conditionnement
On utilise la deacutemodulation synchrone pour recueillir le signal
proportionnel au deacuteplacement
Allure du signal
agrave la sortie du
deacutemodulateur
TDM AKA 27
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Caracteacuteristiques principales
Le LVDT est un capteur de deacuteplacement absolu
Il est tregraves robuste
Sa reacutesolution est submicronique
La lineacuteariteacute est de lrsquoordre de 01 de la pleine eacutechelle
TDM AKA 28
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Quelques LVDT
LVDT
RDP
TDM AKA 29
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Couplemegravetre
LVDT
RDP
Mesure deacuteformation due au couple
Corps drsquoeacutepreuve arbre
Transformateur diffeacuterentiel en rotation
TDM AKA 30
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de FoucaultPrincipe de fonctionnement et eacutequations
TDM AKA 31
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de Foucault
Conditionnement Montage en pont amp deacutemodulation synchrone
Caracteacuteristiques et utilisation
-excellente reacutesolution 30nm
-utiliser sur une portion lineacuteaire
-on trouve aussi des exeacutecutions deacutetecteur
-ecirctre attentif agrave la taille de la cible
-ecirctre attentif agrave la nature et agrave la structure de la cible
TDM AKA 32
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Quelques capteurs agrave courant de Foucault
TDM AKA 33
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulationPrincipe de fonctionnement
Un faisceau lumineux incident est focaliseacute sur la cible
Le faisceau reacutefleacutechi eacuteclaire en fonction de la distance un endroit sur un
capteur optique de type CCD (charge coupled device) ou PSD (position sensitive device)
Principaux type
-Les capteurs agrave reacuteflexion diffuse -Les capteurs agrave reacuteflexion speacuteculaire
Plage 20 agrave 75mm Plage environ 50 microm
Reacutesolution 2 agrave 5 microm Reacutesolution environ 15 nm
TDM AKA 34
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulation
Capteur agrave reacuteflexion diffuse
SUNX
Capteur laser
Keyence
TDM AKA 35
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifPrincipe de fonctionnement
Baseacute sur la variation de la capaciteacute drsquoun condensateur plan en fonction de la
distance entre les armatures
Principales exeacutecutions
-Tout types de cibles -Cibles meacutetalliques
TDM AKA 36
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Quelques exeacutecutions de deacuteplacement capacitif
Pour cibles meacutetalliques et non meacutetalliquesMicro Epsilon
TDM AKA 37
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifMise en œuvre
On impose un courant sinusoiumldal agrave la capaciteacute la tension agrave ses bornes vaut
La tension est proportionnelle agrave la distance
Caracteacuteristiques principales
Les capteurs capacitifs peuvent descendre agrave 3nm de reacutesolution
La dynamique est supeacuterieure agrave 10KHz
Ils conviennent agrave tout types de cibles
TDM AKA 38
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Vitesse angulaire
Ri
dynamo
U RchargeE
I
)(
faible tregraves
)(arg
EU
I
IREIRU iech
TDM AKA 39
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Geacuteneacuteratrices tachymeacutetriques
TDM AKA 40
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Les capteurs pieacutezo-eacutelectriquesPrincipe de fonctionnement
Ils sont baseacutes sur la variation de la polarisation D drsquoun reacuteseau cristallin
soumis agrave une contrainte meacutecanique
Repegravere et efforts
TDM AKA 41
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Mateacuteriaux preacutesentant un effet piezo eacutelectrique
TDM AKA 42
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Mise en œuvre
Les capteurs piezo eacutelectriques sont utiliseacutes pour des mesures dynamiquesScheacutema eacutequivalent eacutelectrique
Pour conditionner un capteur piezo on utilise un amplificateur de charge
Leur particulariteacute est une tregraves grande impeacutedance drsquoentreacutee
Scheacutema de lrsquoensemble capteur cacircble ampli
TDM AKA 43
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Capteurs pieacutezoeacutelectriques usuels
Acceacuteleacuteromegravetres
-Excellente bande passante freacutequence de reacutesonnance jusqursquoagrave 150 KHz
Capteurs de force
-Rigiditeacute et freacutequence de reacutesonnance plus grandes que ceux des
capteurs agrave jauges de contrainte
Capteurs de pression
-Excellente dynamique temporelle haute plage de pression
Kistler
Acceacuteleacuteromegravetre piezoeacutelectrique
Triaxial BruelampKjaer
Rondelle de charge
Kistler
TDM AKA 44
Caracteacuteristiques des capteurs
Sensibiliteacute
dx
duS
TDM AKA 45
Caracteacuteristiques des capteurs
SR
1
Reacutesolution
Pouvoir de reacutesolution
Em
RP
reacutesolution diviseacutee par lrsquoeacutetendue de la mesure
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 10
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Le pont de WheatstoneCrsquoest le montage le plus utiliseacute pour mesurer avec les jauges de
contrainte Car il met en eacutevidence les diffeacuterences entre
les eacuteleacutements constituants le le pont
Proprieacuteteacute Les eacuteleacutements adjacents sont de signe contraire les eacuteleacutements
opposeacutes sont de mecircme signe
Les principales configurations de montage sont reacutesumeacutees dans le tableau
suivant
Pour des montages tregraves preacutecis on peut ecirctre emmeneacute agrave compenser la
longueur des lignes dont la variation sous lrsquoeffet de T peut ecirctre du mecircme
ordre de grandeur que les mesures voulues
TDM AKA 11
Capteurs agrave jauges de
contrainte
TDM AKA 12
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs courants agrave jauges de contrainteCapteurs de pression
Baseacutes sur la deacuteformation drsquoune membrane
TDM AKA 13
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs courants agrave jauges de contrainteCapteurs de pression
diffeacuterentielHoneywell
PM InstrumentPression diff FUJI
AutomobileONERA Piezoreacutesistif Sensortechnics
TDM AKA 14
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs de force
Baseacutes sur la deacuteformation en geacuteneacuteral en flexion drsquoune structure
Traction compression
TESTWELL
Couple
Rondelle de charge TEST
Traction compression
TME
Traction compression
Captronics
TDM AKA 15
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs drsquoacceacuteleacuteration
Lrsquoeffort agrave lrsquoencastrement est agrave lrsquoimage de lrsquoacceacuteleacuteration subie par la
masse suspendue
TDM AKA 16
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Quelques deacutetails sur les acceacuteleacuteromegravetres
Corps drsquoeacutepreuve poutre en flexion
Mesure deacuteformation due agrave la force inertielle (jauges inteacutegreacutees)
Filtre passe bas 2d ordre
Freacutequences caracteacuteristiques fn fref
xm
x
c
km
200
2 2
1)(
sssG
xmkxxcxm mmm
TDM AKA 17
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Etalon reacuteseau (C)
Meacutethode de mesure
ndash Transmission
ndash Reacuteflexion
Signaux en creacutenaux
ndash Obturation
ndash Quadrature
Signaux sinusoiumldaux
ndash Interfeacuterencediffraction
ndash Interpolation
Mesure
ndash Increacutementale
ndash Absolue
Regravegle lineacuteaire
TDM AKA 18
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Capteurs de deacuteplacement optiques increacutementaux et absolus
Increacutemental
Absolu
TDM AKA 19
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Capteurs de deacuteplacement optiques increacutementaux signaux
2 ou1iiC
x2 avec
cosASet sinAS 21
TDM AKA 20
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Exploitation des signaux AA amp BBPour une augmentation de la reacutesolution drsquoun facteur 4
TDM AKA 21
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Augmentation de la reacutesolution par interpolation
Par diviseur de tension Par traitement digital
S
TDM AKA 22
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Exploitation des signaux AA ampBBPour deacutetecter un parasite (une erreur)
TDM AKA 23
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Quelques capteurs increacutementaux
Codeur increacutemental
LTN
Regravegle increacutementale ouverte
Heidenhain
Regravegle increacutementale fermeacutee
Heidenhain Palpeurs increacutementaux
Heidenhain
TDM AKA 24
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Les capteurs de deacuteplacement inductif de type LVDT
(Linear Variable Diffeacuterential Transformer)
Principe de fonctionnement
Le champ drsquoune bobine primaire est plus ou moins coupleacute avec deux
bobines secondaires selon la position drsquoun noyau plongeur
ferromagneacutetique
TDM AKA 25
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Scheacutema eacutequivalent et eacutequations
TDM AKA 26
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Conditionnement
On utilise la deacutemodulation synchrone pour recueillir le signal
proportionnel au deacuteplacement
Allure du signal
agrave la sortie du
deacutemodulateur
TDM AKA 27
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Caracteacuteristiques principales
Le LVDT est un capteur de deacuteplacement absolu
Il est tregraves robuste
Sa reacutesolution est submicronique
La lineacuteariteacute est de lrsquoordre de 01 de la pleine eacutechelle
TDM AKA 28
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Quelques LVDT
LVDT
RDP
TDM AKA 29
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Couplemegravetre
LVDT
RDP
Mesure deacuteformation due au couple
Corps drsquoeacutepreuve arbre
Transformateur diffeacuterentiel en rotation
TDM AKA 30
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de FoucaultPrincipe de fonctionnement et eacutequations
TDM AKA 31
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de Foucault
Conditionnement Montage en pont amp deacutemodulation synchrone
Caracteacuteristiques et utilisation
-excellente reacutesolution 30nm
-utiliser sur une portion lineacuteaire
-on trouve aussi des exeacutecutions deacutetecteur
-ecirctre attentif agrave la taille de la cible
-ecirctre attentif agrave la nature et agrave la structure de la cible
TDM AKA 32
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Quelques capteurs agrave courant de Foucault
TDM AKA 33
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulationPrincipe de fonctionnement
Un faisceau lumineux incident est focaliseacute sur la cible
Le faisceau reacutefleacutechi eacuteclaire en fonction de la distance un endroit sur un
capteur optique de type CCD (charge coupled device) ou PSD (position sensitive device)
Principaux type
-Les capteurs agrave reacuteflexion diffuse -Les capteurs agrave reacuteflexion speacuteculaire
Plage 20 agrave 75mm Plage environ 50 microm
Reacutesolution 2 agrave 5 microm Reacutesolution environ 15 nm
TDM AKA 34
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulation
Capteur agrave reacuteflexion diffuse
SUNX
Capteur laser
Keyence
TDM AKA 35
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifPrincipe de fonctionnement
Baseacute sur la variation de la capaciteacute drsquoun condensateur plan en fonction de la
distance entre les armatures
Principales exeacutecutions
-Tout types de cibles -Cibles meacutetalliques
TDM AKA 36
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Quelques exeacutecutions de deacuteplacement capacitif
Pour cibles meacutetalliques et non meacutetalliquesMicro Epsilon
TDM AKA 37
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifMise en œuvre
On impose un courant sinusoiumldal agrave la capaciteacute la tension agrave ses bornes vaut
La tension est proportionnelle agrave la distance
Caracteacuteristiques principales
Les capteurs capacitifs peuvent descendre agrave 3nm de reacutesolution
La dynamique est supeacuterieure agrave 10KHz
Ils conviennent agrave tout types de cibles
TDM AKA 38
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Vitesse angulaire
Ri
dynamo
U RchargeE
I
)(
faible tregraves
)(arg
EU
I
IREIRU iech
TDM AKA 39
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Geacuteneacuteratrices tachymeacutetriques
TDM AKA 40
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Les capteurs pieacutezo-eacutelectriquesPrincipe de fonctionnement
Ils sont baseacutes sur la variation de la polarisation D drsquoun reacuteseau cristallin
soumis agrave une contrainte meacutecanique
Repegravere et efforts
TDM AKA 41
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Mateacuteriaux preacutesentant un effet piezo eacutelectrique
TDM AKA 42
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Mise en œuvre
Les capteurs piezo eacutelectriques sont utiliseacutes pour des mesures dynamiquesScheacutema eacutequivalent eacutelectrique
Pour conditionner un capteur piezo on utilise un amplificateur de charge
Leur particulariteacute est une tregraves grande impeacutedance drsquoentreacutee
Scheacutema de lrsquoensemble capteur cacircble ampli
TDM AKA 43
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Capteurs pieacutezoeacutelectriques usuels
Acceacuteleacuteromegravetres
-Excellente bande passante freacutequence de reacutesonnance jusqursquoagrave 150 KHz
Capteurs de force
-Rigiditeacute et freacutequence de reacutesonnance plus grandes que ceux des
capteurs agrave jauges de contrainte
Capteurs de pression
-Excellente dynamique temporelle haute plage de pression
Kistler
Acceacuteleacuteromegravetre piezoeacutelectrique
Triaxial BruelampKjaer
Rondelle de charge
Kistler
TDM AKA 44
Caracteacuteristiques des capteurs
Sensibiliteacute
dx
duS
TDM AKA 45
Caracteacuteristiques des capteurs
SR
1
Reacutesolution
Pouvoir de reacutesolution
Em
RP
reacutesolution diviseacutee par lrsquoeacutetendue de la mesure
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 11
Capteurs agrave jauges de
contrainte
TDM AKA 12
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs courants agrave jauges de contrainteCapteurs de pression
Baseacutes sur la deacuteformation drsquoune membrane
TDM AKA 13
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs courants agrave jauges de contrainteCapteurs de pression
diffeacuterentielHoneywell
PM InstrumentPression diff FUJI
AutomobileONERA Piezoreacutesistif Sensortechnics
TDM AKA 14
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs de force
Baseacutes sur la deacuteformation en geacuteneacuteral en flexion drsquoune structure
Traction compression
TESTWELL
Couple
Rondelle de charge TEST
Traction compression
TME
Traction compression
Captronics
TDM AKA 15
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs drsquoacceacuteleacuteration
Lrsquoeffort agrave lrsquoencastrement est agrave lrsquoimage de lrsquoacceacuteleacuteration subie par la
masse suspendue
TDM AKA 16
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Quelques deacutetails sur les acceacuteleacuteromegravetres
Corps drsquoeacutepreuve poutre en flexion
Mesure deacuteformation due agrave la force inertielle (jauges inteacutegreacutees)
Filtre passe bas 2d ordre
Freacutequences caracteacuteristiques fn fref
xm
x
c
km
200
2 2
1)(
sssG
xmkxxcxm mmm
TDM AKA 17
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Etalon reacuteseau (C)
Meacutethode de mesure
ndash Transmission
ndash Reacuteflexion
Signaux en creacutenaux
ndash Obturation
ndash Quadrature
Signaux sinusoiumldaux
ndash Interfeacuterencediffraction
ndash Interpolation
Mesure
ndash Increacutementale
ndash Absolue
Regravegle lineacuteaire
TDM AKA 18
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Capteurs de deacuteplacement optiques increacutementaux et absolus
Increacutemental
Absolu
TDM AKA 19
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Capteurs de deacuteplacement optiques increacutementaux signaux
2 ou1iiC
x2 avec
cosASet sinAS 21
TDM AKA 20
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Exploitation des signaux AA amp BBPour une augmentation de la reacutesolution drsquoun facteur 4
TDM AKA 21
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Augmentation de la reacutesolution par interpolation
Par diviseur de tension Par traitement digital
S
TDM AKA 22
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Exploitation des signaux AA ampBBPour deacutetecter un parasite (une erreur)
TDM AKA 23
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Quelques capteurs increacutementaux
Codeur increacutemental
LTN
Regravegle increacutementale ouverte
Heidenhain
Regravegle increacutementale fermeacutee
Heidenhain Palpeurs increacutementaux
Heidenhain
TDM AKA 24
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Les capteurs de deacuteplacement inductif de type LVDT
(Linear Variable Diffeacuterential Transformer)
Principe de fonctionnement
Le champ drsquoune bobine primaire est plus ou moins coupleacute avec deux
bobines secondaires selon la position drsquoun noyau plongeur
ferromagneacutetique
TDM AKA 25
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Scheacutema eacutequivalent et eacutequations
TDM AKA 26
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Conditionnement
On utilise la deacutemodulation synchrone pour recueillir le signal
proportionnel au deacuteplacement
Allure du signal
agrave la sortie du
deacutemodulateur
TDM AKA 27
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Caracteacuteristiques principales
Le LVDT est un capteur de deacuteplacement absolu
Il est tregraves robuste
Sa reacutesolution est submicronique
La lineacuteariteacute est de lrsquoordre de 01 de la pleine eacutechelle
TDM AKA 28
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Quelques LVDT
LVDT
RDP
TDM AKA 29
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Couplemegravetre
LVDT
RDP
Mesure deacuteformation due au couple
Corps drsquoeacutepreuve arbre
Transformateur diffeacuterentiel en rotation
TDM AKA 30
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de FoucaultPrincipe de fonctionnement et eacutequations
TDM AKA 31
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de Foucault
Conditionnement Montage en pont amp deacutemodulation synchrone
Caracteacuteristiques et utilisation
-excellente reacutesolution 30nm
-utiliser sur une portion lineacuteaire
-on trouve aussi des exeacutecutions deacutetecteur
-ecirctre attentif agrave la taille de la cible
-ecirctre attentif agrave la nature et agrave la structure de la cible
TDM AKA 32
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Quelques capteurs agrave courant de Foucault
TDM AKA 33
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulationPrincipe de fonctionnement
Un faisceau lumineux incident est focaliseacute sur la cible
Le faisceau reacutefleacutechi eacuteclaire en fonction de la distance un endroit sur un
capteur optique de type CCD (charge coupled device) ou PSD (position sensitive device)
Principaux type
-Les capteurs agrave reacuteflexion diffuse -Les capteurs agrave reacuteflexion speacuteculaire
Plage 20 agrave 75mm Plage environ 50 microm
Reacutesolution 2 agrave 5 microm Reacutesolution environ 15 nm
TDM AKA 34
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulation
Capteur agrave reacuteflexion diffuse
SUNX
Capteur laser
Keyence
TDM AKA 35
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifPrincipe de fonctionnement
Baseacute sur la variation de la capaciteacute drsquoun condensateur plan en fonction de la
distance entre les armatures
Principales exeacutecutions
-Tout types de cibles -Cibles meacutetalliques
TDM AKA 36
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Quelques exeacutecutions de deacuteplacement capacitif
Pour cibles meacutetalliques et non meacutetalliquesMicro Epsilon
TDM AKA 37
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifMise en œuvre
On impose un courant sinusoiumldal agrave la capaciteacute la tension agrave ses bornes vaut
La tension est proportionnelle agrave la distance
Caracteacuteristiques principales
Les capteurs capacitifs peuvent descendre agrave 3nm de reacutesolution
La dynamique est supeacuterieure agrave 10KHz
Ils conviennent agrave tout types de cibles
TDM AKA 38
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Vitesse angulaire
Ri
dynamo
U RchargeE
I
)(
faible tregraves
)(arg
EU
I
IREIRU iech
TDM AKA 39
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Geacuteneacuteratrices tachymeacutetriques
TDM AKA 40
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Les capteurs pieacutezo-eacutelectriquesPrincipe de fonctionnement
Ils sont baseacutes sur la variation de la polarisation D drsquoun reacuteseau cristallin
soumis agrave une contrainte meacutecanique
Repegravere et efforts
TDM AKA 41
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Mateacuteriaux preacutesentant un effet piezo eacutelectrique
TDM AKA 42
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Mise en œuvre
Les capteurs piezo eacutelectriques sont utiliseacutes pour des mesures dynamiquesScheacutema eacutequivalent eacutelectrique
Pour conditionner un capteur piezo on utilise un amplificateur de charge
Leur particulariteacute est une tregraves grande impeacutedance drsquoentreacutee
Scheacutema de lrsquoensemble capteur cacircble ampli
TDM AKA 43
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Capteurs pieacutezoeacutelectriques usuels
Acceacuteleacuteromegravetres
-Excellente bande passante freacutequence de reacutesonnance jusqursquoagrave 150 KHz
Capteurs de force
-Rigiditeacute et freacutequence de reacutesonnance plus grandes que ceux des
capteurs agrave jauges de contrainte
Capteurs de pression
-Excellente dynamique temporelle haute plage de pression
Kistler
Acceacuteleacuteromegravetre piezoeacutelectrique
Triaxial BruelampKjaer
Rondelle de charge
Kistler
TDM AKA 44
Caracteacuteristiques des capteurs
Sensibiliteacute
dx
duS
TDM AKA 45
Caracteacuteristiques des capteurs
SR
1
Reacutesolution
Pouvoir de reacutesolution
Em
RP
reacutesolution diviseacutee par lrsquoeacutetendue de la mesure
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 12
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs courants agrave jauges de contrainteCapteurs de pression
Baseacutes sur la deacuteformation drsquoune membrane
TDM AKA 13
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs courants agrave jauges de contrainteCapteurs de pression
diffeacuterentielHoneywell
PM InstrumentPression diff FUJI
AutomobileONERA Piezoreacutesistif Sensortechnics
TDM AKA 14
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs de force
Baseacutes sur la deacuteformation en geacuteneacuteral en flexion drsquoune structure
Traction compression
TESTWELL
Couple
Rondelle de charge TEST
Traction compression
TME
Traction compression
Captronics
TDM AKA 15
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs drsquoacceacuteleacuteration
Lrsquoeffort agrave lrsquoencastrement est agrave lrsquoimage de lrsquoacceacuteleacuteration subie par la
masse suspendue
TDM AKA 16
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Quelques deacutetails sur les acceacuteleacuteromegravetres
Corps drsquoeacutepreuve poutre en flexion
Mesure deacuteformation due agrave la force inertielle (jauges inteacutegreacutees)
Filtre passe bas 2d ordre
Freacutequences caracteacuteristiques fn fref
xm
x
c
km
200
2 2
1)(
sssG
xmkxxcxm mmm
TDM AKA 17
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Etalon reacuteseau (C)
Meacutethode de mesure
ndash Transmission
ndash Reacuteflexion
Signaux en creacutenaux
ndash Obturation
ndash Quadrature
Signaux sinusoiumldaux
ndash Interfeacuterencediffraction
ndash Interpolation
Mesure
ndash Increacutementale
ndash Absolue
Regravegle lineacuteaire
TDM AKA 18
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Capteurs de deacuteplacement optiques increacutementaux et absolus
Increacutemental
Absolu
TDM AKA 19
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Capteurs de deacuteplacement optiques increacutementaux signaux
2 ou1iiC
x2 avec
cosASet sinAS 21
TDM AKA 20
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Exploitation des signaux AA amp BBPour une augmentation de la reacutesolution drsquoun facteur 4
TDM AKA 21
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Augmentation de la reacutesolution par interpolation
Par diviseur de tension Par traitement digital
S
TDM AKA 22
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Exploitation des signaux AA ampBBPour deacutetecter un parasite (une erreur)
TDM AKA 23
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Quelques capteurs increacutementaux
Codeur increacutemental
LTN
Regravegle increacutementale ouverte
Heidenhain
Regravegle increacutementale fermeacutee
Heidenhain Palpeurs increacutementaux
Heidenhain
TDM AKA 24
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Les capteurs de deacuteplacement inductif de type LVDT
(Linear Variable Diffeacuterential Transformer)
Principe de fonctionnement
Le champ drsquoune bobine primaire est plus ou moins coupleacute avec deux
bobines secondaires selon la position drsquoun noyau plongeur
ferromagneacutetique
TDM AKA 25
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Scheacutema eacutequivalent et eacutequations
TDM AKA 26
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Conditionnement
On utilise la deacutemodulation synchrone pour recueillir le signal
proportionnel au deacuteplacement
Allure du signal
agrave la sortie du
deacutemodulateur
TDM AKA 27
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Caracteacuteristiques principales
Le LVDT est un capteur de deacuteplacement absolu
Il est tregraves robuste
Sa reacutesolution est submicronique
La lineacuteariteacute est de lrsquoordre de 01 de la pleine eacutechelle
TDM AKA 28
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Quelques LVDT
LVDT
RDP
TDM AKA 29
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Couplemegravetre
LVDT
RDP
Mesure deacuteformation due au couple
Corps drsquoeacutepreuve arbre
Transformateur diffeacuterentiel en rotation
TDM AKA 30
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de FoucaultPrincipe de fonctionnement et eacutequations
TDM AKA 31
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de Foucault
Conditionnement Montage en pont amp deacutemodulation synchrone
Caracteacuteristiques et utilisation
-excellente reacutesolution 30nm
-utiliser sur une portion lineacuteaire
-on trouve aussi des exeacutecutions deacutetecteur
-ecirctre attentif agrave la taille de la cible
-ecirctre attentif agrave la nature et agrave la structure de la cible
TDM AKA 32
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Quelques capteurs agrave courant de Foucault
TDM AKA 33
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulationPrincipe de fonctionnement
Un faisceau lumineux incident est focaliseacute sur la cible
Le faisceau reacutefleacutechi eacuteclaire en fonction de la distance un endroit sur un
capteur optique de type CCD (charge coupled device) ou PSD (position sensitive device)
Principaux type
-Les capteurs agrave reacuteflexion diffuse -Les capteurs agrave reacuteflexion speacuteculaire
Plage 20 agrave 75mm Plage environ 50 microm
Reacutesolution 2 agrave 5 microm Reacutesolution environ 15 nm
TDM AKA 34
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulation
Capteur agrave reacuteflexion diffuse
SUNX
Capteur laser
Keyence
TDM AKA 35
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifPrincipe de fonctionnement
Baseacute sur la variation de la capaciteacute drsquoun condensateur plan en fonction de la
distance entre les armatures
Principales exeacutecutions
-Tout types de cibles -Cibles meacutetalliques
TDM AKA 36
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Quelques exeacutecutions de deacuteplacement capacitif
Pour cibles meacutetalliques et non meacutetalliquesMicro Epsilon
TDM AKA 37
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifMise en œuvre
On impose un courant sinusoiumldal agrave la capaciteacute la tension agrave ses bornes vaut
La tension est proportionnelle agrave la distance
Caracteacuteristiques principales
Les capteurs capacitifs peuvent descendre agrave 3nm de reacutesolution
La dynamique est supeacuterieure agrave 10KHz
Ils conviennent agrave tout types de cibles
TDM AKA 38
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Vitesse angulaire
Ri
dynamo
U RchargeE
I
)(
faible tregraves
)(arg
EU
I
IREIRU iech
TDM AKA 39
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Geacuteneacuteratrices tachymeacutetriques
TDM AKA 40
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Les capteurs pieacutezo-eacutelectriquesPrincipe de fonctionnement
Ils sont baseacutes sur la variation de la polarisation D drsquoun reacuteseau cristallin
soumis agrave une contrainte meacutecanique
Repegravere et efforts
TDM AKA 41
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Mateacuteriaux preacutesentant un effet piezo eacutelectrique
TDM AKA 42
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Mise en œuvre
Les capteurs piezo eacutelectriques sont utiliseacutes pour des mesures dynamiquesScheacutema eacutequivalent eacutelectrique
Pour conditionner un capteur piezo on utilise un amplificateur de charge
Leur particulariteacute est une tregraves grande impeacutedance drsquoentreacutee
Scheacutema de lrsquoensemble capteur cacircble ampli
TDM AKA 43
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Capteurs pieacutezoeacutelectriques usuels
Acceacuteleacuteromegravetres
-Excellente bande passante freacutequence de reacutesonnance jusqursquoagrave 150 KHz
Capteurs de force
-Rigiditeacute et freacutequence de reacutesonnance plus grandes que ceux des
capteurs agrave jauges de contrainte
Capteurs de pression
-Excellente dynamique temporelle haute plage de pression
Kistler
Acceacuteleacuteromegravetre piezoeacutelectrique
Triaxial BruelampKjaer
Rondelle de charge
Kistler
TDM AKA 44
Caracteacuteristiques des capteurs
Sensibiliteacute
dx
duS
TDM AKA 45
Caracteacuteristiques des capteurs
SR
1
Reacutesolution
Pouvoir de reacutesolution
Em
RP
reacutesolution diviseacutee par lrsquoeacutetendue de la mesure
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 13
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs courants agrave jauges de contrainteCapteurs de pression
diffeacuterentielHoneywell
PM InstrumentPression diff FUJI
AutomobileONERA Piezoreacutesistif Sensortechnics
TDM AKA 14
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs de force
Baseacutes sur la deacuteformation en geacuteneacuteral en flexion drsquoune structure
Traction compression
TESTWELL
Couple
Rondelle de charge TEST
Traction compression
TME
Traction compression
Captronics
TDM AKA 15
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs drsquoacceacuteleacuteration
Lrsquoeffort agrave lrsquoencastrement est agrave lrsquoimage de lrsquoacceacuteleacuteration subie par la
masse suspendue
TDM AKA 16
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Quelques deacutetails sur les acceacuteleacuteromegravetres
Corps drsquoeacutepreuve poutre en flexion
Mesure deacuteformation due agrave la force inertielle (jauges inteacutegreacutees)
Filtre passe bas 2d ordre
Freacutequences caracteacuteristiques fn fref
xm
x
c
km
200
2 2
1)(
sssG
xmkxxcxm mmm
TDM AKA 17
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Etalon reacuteseau (C)
Meacutethode de mesure
ndash Transmission
ndash Reacuteflexion
Signaux en creacutenaux
ndash Obturation
ndash Quadrature
Signaux sinusoiumldaux
ndash Interfeacuterencediffraction
ndash Interpolation
Mesure
ndash Increacutementale
ndash Absolue
Regravegle lineacuteaire
TDM AKA 18
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Capteurs de deacuteplacement optiques increacutementaux et absolus
Increacutemental
Absolu
TDM AKA 19
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Capteurs de deacuteplacement optiques increacutementaux signaux
2 ou1iiC
x2 avec
cosASet sinAS 21
TDM AKA 20
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Exploitation des signaux AA amp BBPour une augmentation de la reacutesolution drsquoun facteur 4
TDM AKA 21
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Augmentation de la reacutesolution par interpolation
Par diviseur de tension Par traitement digital
S
TDM AKA 22
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Exploitation des signaux AA ampBBPour deacutetecter un parasite (une erreur)
TDM AKA 23
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Quelques capteurs increacutementaux
Codeur increacutemental
LTN
Regravegle increacutementale ouverte
Heidenhain
Regravegle increacutementale fermeacutee
Heidenhain Palpeurs increacutementaux
Heidenhain
TDM AKA 24
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Les capteurs de deacuteplacement inductif de type LVDT
(Linear Variable Diffeacuterential Transformer)
Principe de fonctionnement
Le champ drsquoune bobine primaire est plus ou moins coupleacute avec deux
bobines secondaires selon la position drsquoun noyau plongeur
ferromagneacutetique
TDM AKA 25
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Scheacutema eacutequivalent et eacutequations
TDM AKA 26
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Conditionnement
On utilise la deacutemodulation synchrone pour recueillir le signal
proportionnel au deacuteplacement
Allure du signal
agrave la sortie du
deacutemodulateur
TDM AKA 27
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Caracteacuteristiques principales
Le LVDT est un capteur de deacuteplacement absolu
Il est tregraves robuste
Sa reacutesolution est submicronique
La lineacuteariteacute est de lrsquoordre de 01 de la pleine eacutechelle
TDM AKA 28
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Quelques LVDT
LVDT
RDP
TDM AKA 29
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Couplemegravetre
LVDT
RDP
Mesure deacuteformation due au couple
Corps drsquoeacutepreuve arbre
Transformateur diffeacuterentiel en rotation
TDM AKA 30
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de FoucaultPrincipe de fonctionnement et eacutequations
TDM AKA 31
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de Foucault
Conditionnement Montage en pont amp deacutemodulation synchrone
Caracteacuteristiques et utilisation
-excellente reacutesolution 30nm
-utiliser sur une portion lineacuteaire
-on trouve aussi des exeacutecutions deacutetecteur
-ecirctre attentif agrave la taille de la cible
-ecirctre attentif agrave la nature et agrave la structure de la cible
TDM AKA 32
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Quelques capteurs agrave courant de Foucault
TDM AKA 33
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulationPrincipe de fonctionnement
Un faisceau lumineux incident est focaliseacute sur la cible
Le faisceau reacutefleacutechi eacuteclaire en fonction de la distance un endroit sur un
capteur optique de type CCD (charge coupled device) ou PSD (position sensitive device)
Principaux type
-Les capteurs agrave reacuteflexion diffuse -Les capteurs agrave reacuteflexion speacuteculaire
Plage 20 agrave 75mm Plage environ 50 microm
Reacutesolution 2 agrave 5 microm Reacutesolution environ 15 nm
TDM AKA 34
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulation
Capteur agrave reacuteflexion diffuse
SUNX
Capteur laser
Keyence
TDM AKA 35
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifPrincipe de fonctionnement
Baseacute sur la variation de la capaciteacute drsquoun condensateur plan en fonction de la
distance entre les armatures
Principales exeacutecutions
-Tout types de cibles -Cibles meacutetalliques
TDM AKA 36
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Quelques exeacutecutions de deacuteplacement capacitif
Pour cibles meacutetalliques et non meacutetalliquesMicro Epsilon
TDM AKA 37
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifMise en œuvre
On impose un courant sinusoiumldal agrave la capaciteacute la tension agrave ses bornes vaut
La tension est proportionnelle agrave la distance
Caracteacuteristiques principales
Les capteurs capacitifs peuvent descendre agrave 3nm de reacutesolution
La dynamique est supeacuterieure agrave 10KHz
Ils conviennent agrave tout types de cibles
TDM AKA 38
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Vitesse angulaire
Ri
dynamo
U RchargeE
I
)(
faible tregraves
)(arg
EU
I
IREIRU iech
TDM AKA 39
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Geacuteneacuteratrices tachymeacutetriques
TDM AKA 40
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Les capteurs pieacutezo-eacutelectriquesPrincipe de fonctionnement
Ils sont baseacutes sur la variation de la polarisation D drsquoun reacuteseau cristallin
soumis agrave une contrainte meacutecanique
Repegravere et efforts
TDM AKA 41
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Mateacuteriaux preacutesentant un effet piezo eacutelectrique
TDM AKA 42
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Mise en œuvre
Les capteurs piezo eacutelectriques sont utiliseacutes pour des mesures dynamiquesScheacutema eacutequivalent eacutelectrique
Pour conditionner un capteur piezo on utilise un amplificateur de charge
Leur particulariteacute est une tregraves grande impeacutedance drsquoentreacutee
Scheacutema de lrsquoensemble capteur cacircble ampli
TDM AKA 43
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Capteurs pieacutezoeacutelectriques usuels
Acceacuteleacuteromegravetres
-Excellente bande passante freacutequence de reacutesonnance jusqursquoagrave 150 KHz
Capteurs de force
-Rigiditeacute et freacutequence de reacutesonnance plus grandes que ceux des
capteurs agrave jauges de contrainte
Capteurs de pression
-Excellente dynamique temporelle haute plage de pression
Kistler
Acceacuteleacuteromegravetre piezoeacutelectrique
Triaxial BruelampKjaer
Rondelle de charge
Kistler
TDM AKA 44
Caracteacuteristiques des capteurs
Sensibiliteacute
dx
duS
TDM AKA 45
Caracteacuteristiques des capteurs
SR
1
Reacutesolution
Pouvoir de reacutesolution
Em
RP
reacutesolution diviseacutee par lrsquoeacutetendue de la mesure
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 14
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs de force
Baseacutes sur la deacuteformation en geacuteneacuteral en flexion drsquoune structure
Traction compression
TESTWELL
Couple
Rondelle de charge TEST
Traction compression
TME
Traction compression
Captronics
TDM AKA 15
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs drsquoacceacuteleacuteration
Lrsquoeffort agrave lrsquoencastrement est agrave lrsquoimage de lrsquoacceacuteleacuteration subie par la
masse suspendue
TDM AKA 16
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Quelques deacutetails sur les acceacuteleacuteromegravetres
Corps drsquoeacutepreuve poutre en flexion
Mesure deacuteformation due agrave la force inertielle (jauges inteacutegreacutees)
Filtre passe bas 2d ordre
Freacutequences caracteacuteristiques fn fref
xm
x
c
km
200
2 2
1)(
sssG
xmkxxcxm mmm
TDM AKA 17
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Etalon reacuteseau (C)
Meacutethode de mesure
ndash Transmission
ndash Reacuteflexion
Signaux en creacutenaux
ndash Obturation
ndash Quadrature
Signaux sinusoiumldaux
ndash Interfeacuterencediffraction
ndash Interpolation
Mesure
ndash Increacutementale
ndash Absolue
Regravegle lineacuteaire
TDM AKA 18
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Capteurs de deacuteplacement optiques increacutementaux et absolus
Increacutemental
Absolu
TDM AKA 19
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Capteurs de deacuteplacement optiques increacutementaux signaux
2 ou1iiC
x2 avec
cosASet sinAS 21
TDM AKA 20
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Exploitation des signaux AA amp BBPour une augmentation de la reacutesolution drsquoun facteur 4
TDM AKA 21
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Augmentation de la reacutesolution par interpolation
Par diviseur de tension Par traitement digital
S
TDM AKA 22
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Exploitation des signaux AA ampBBPour deacutetecter un parasite (une erreur)
TDM AKA 23
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Quelques capteurs increacutementaux
Codeur increacutemental
LTN
Regravegle increacutementale ouverte
Heidenhain
Regravegle increacutementale fermeacutee
Heidenhain Palpeurs increacutementaux
Heidenhain
TDM AKA 24
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Les capteurs de deacuteplacement inductif de type LVDT
(Linear Variable Diffeacuterential Transformer)
Principe de fonctionnement
Le champ drsquoune bobine primaire est plus ou moins coupleacute avec deux
bobines secondaires selon la position drsquoun noyau plongeur
ferromagneacutetique
TDM AKA 25
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Scheacutema eacutequivalent et eacutequations
TDM AKA 26
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Conditionnement
On utilise la deacutemodulation synchrone pour recueillir le signal
proportionnel au deacuteplacement
Allure du signal
agrave la sortie du
deacutemodulateur
TDM AKA 27
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Caracteacuteristiques principales
Le LVDT est un capteur de deacuteplacement absolu
Il est tregraves robuste
Sa reacutesolution est submicronique
La lineacuteariteacute est de lrsquoordre de 01 de la pleine eacutechelle
TDM AKA 28
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Quelques LVDT
LVDT
RDP
TDM AKA 29
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Couplemegravetre
LVDT
RDP
Mesure deacuteformation due au couple
Corps drsquoeacutepreuve arbre
Transformateur diffeacuterentiel en rotation
TDM AKA 30
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de FoucaultPrincipe de fonctionnement et eacutequations
TDM AKA 31
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de Foucault
Conditionnement Montage en pont amp deacutemodulation synchrone
Caracteacuteristiques et utilisation
-excellente reacutesolution 30nm
-utiliser sur une portion lineacuteaire
-on trouve aussi des exeacutecutions deacutetecteur
-ecirctre attentif agrave la taille de la cible
-ecirctre attentif agrave la nature et agrave la structure de la cible
TDM AKA 32
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Quelques capteurs agrave courant de Foucault
TDM AKA 33
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulationPrincipe de fonctionnement
Un faisceau lumineux incident est focaliseacute sur la cible
Le faisceau reacutefleacutechi eacuteclaire en fonction de la distance un endroit sur un
capteur optique de type CCD (charge coupled device) ou PSD (position sensitive device)
Principaux type
-Les capteurs agrave reacuteflexion diffuse -Les capteurs agrave reacuteflexion speacuteculaire
Plage 20 agrave 75mm Plage environ 50 microm
Reacutesolution 2 agrave 5 microm Reacutesolution environ 15 nm
TDM AKA 34
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulation
Capteur agrave reacuteflexion diffuse
SUNX
Capteur laser
Keyence
TDM AKA 35
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifPrincipe de fonctionnement
Baseacute sur la variation de la capaciteacute drsquoun condensateur plan en fonction de la
distance entre les armatures
Principales exeacutecutions
-Tout types de cibles -Cibles meacutetalliques
TDM AKA 36
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Quelques exeacutecutions de deacuteplacement capacitif
Pour cibles meacutetalliques et non meacutetalliquesMicro Epsilon
TDM AKA 37
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifMise en œuvre
On impose un courant sinusoiumldal agrave la capaciteacute la tension agrave ses bornes vaut
La tension est proportionnelle agrave la distance
Caracteacuteristiques principales
Les capteurs capacitifs peuvent descendre agrave 3nm de reacutesolution
La dynamique est supeacuterieure agrave 10KHz
Ils conviennent agrave tout types de cibles
TDM AKA 38
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Vitesse angulaire
Ri
dynamo
U RchargeE
I
)(
faible tregraves
)(arg
EU
I
IREIRU iech
TDM AKA 39
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Geacuteneacuteratrices tachymeacutetriques
TDM AKA 40
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Les capteurs pieacutezo-eacutelectriquesPrincipe de fonctionnement
Ils sont baseacutes sur la variation de la polarisation D drsquoun reacuteseau cristallin
soumis agrave une contrainte meacutecanique
Repegravere et efforts
TDM AKA 41
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Mateacuteriaux preacutesentant un effet piezo eacutelectrique
TDM AKA 42
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Mise en œuvre
Les capteurs piezo eacutelectriques sont utiliseacutes pour des mesures dynamiquesScheacutema eacutequivalent eacutelectrique
Pour conditionner un capteur piezo on utilise un amplificateur de charge
Leur particulariteacute est une tregraves grande impeacutedance drsquoentreacutee
Scheacutema de lrsquoensemble capteur cacircble ampli
TDM AKA 43
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Capteurs pieacutezoeacutelectriques usuels
Acceacuteleacuteromegravetres
-Excellente bande passante freacutequence de reacutesonnance jusqursquoagrave 150 KHz
Capteurs de force
-Rigiditeacute et freacutequence de reacutesonnance plus grandes que ceux des
capteurs agrave jauges de contrainte
Capteurs de pression
-Excellente dynamique temporelle haute plage de pression
Kistler
Acceacuteleacuteromegravetre piezoeacutelectrique
Triaxial BruelampKjaer
Rondelle de charge
Kistler
TDM AKA 44
Caracteacuteristiques des capteurs
Sensibiliteacute
dx
duS
TDM AKA 45
Caracteacuteristiques des capteurs
SR
1
Reacutesolution
Pouvoir de reacutesolution
Em
RP
reacutesolution diviseacutee par lrsquoeacutetendue de la mesure
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 15
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Capteurs drsquoacceacuteleacuteration
Lrsquoeffort agrave lrsquoencastrement est agrave lrsquoimage de lrsquoacceacuteleacuteration subie par la
masse suspendue
TDM AKA 16
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Quelques deacutetails sur les acceacuteleacuteromegravetres
Corps drsquoeacutepreuve poutre en flexion
Mesure deacuteformation due agrave la force inertielle (jauges inteacutegreacutees)
Filtre passe bas 2d ordre
Freacutequences caracteacuteristiques fn fref
xm
x
c
km
200
2 2
1)(
sssG
xmkxxcxm mmm
TDM AKA 17
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Etalon reacuteseau (C)
Meacutethode de mesure
ndash Transmission
ndash Reacuteflexion
Signaux en creacutenaux
ndash Obturation
ndash Quadrature
Signaux sinusoiumldaux
ndash Interfeacuterencediffraction
ndash Interpolation
Mesure
ndash Increacutementale
ndash Absolue
Regravegle lineacuteaire
TDM AKA 18
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Capteurs de deacuteplacement optiques increacutementaux et absolus
Increacutemental
Absolu
TDM AKA 19
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Capteurs de deacuteplacement optiques increacutementaux signaux
2 ou1iiC
x2 avec
cosASet sinAS 21
TDM AKA 20
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Exploitation des signaux AA amp BBPour une augmentation de la reacutesolution drsquoun facteur 4
TDM AKA 21
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Augmentation de la reacutesolution par interpolation
Par diviseur de tension Par traitement digital
S
TDM AKA 22
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Exploitation des signaux AA ampBBPour deacutetecter un parasite (une erreur)
TDM AKA 23
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Quelques capteurs increacutementaux
Codeur increacutemental
LTN
Regravegle increacutementale ouverte
Heidenhain
Regravegle increacutementale fermeacutee
Heidenhain Palpeurs increacutementaux
Heidenhain
TDM AKA 24
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Les capteurs de deacuteplacement inductif de type LVDT
(Linear Variable Diffeacuterential Transformer)
Principe de fonctionnement
Le champ drsquoune bobine primaire est plus ou moins coupleacute avec deux
bobines secondaires selon la position drsquoun noyau plongeur
ferromagneacutetique
TDM AKA 25
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Scheacutema eacutequivalent et eacutequations
TDM AKA 26
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Conditionnement
On utilise la deacutemodulation synchrone pour recueillir le signal
proportionnel au deacuteplacement
Allure du signal
agrave la sortie du
deacutemodulateur
TDM AKA 27
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Caracteacuteristiques principales
Le LVDT est un capteur de deacuteplacement absolu
Il est tregraves robuste
Sa reacutesolution est submicronique
La lineacuteariteacute est de lrsquoordre de 01 de la pleine eacutechelle
TDM AKA 28
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Quelques LVDT
LVDT
RDP
TDM AKA 29
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Couplemegravetre
LVDT
RDP
Mesure deacuteformation due au couple
Corps drsquoeacutepreuve arbre
Transformateur diffeacuterentiel en rotation
TDM AKA 30
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de FoucaultPrincipe de fonctionnement et eacutequations
TDM AKA 31
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de Foucault
Conditionnement Montage en pont amp deacutemodulation synchrone
Caracteacuteristiques et utilisation
-excellente reacutesolution 30nm
-utiliser sur une portion lineacuteaire
-on trouve aussi des exeacutecutions deacutetecteur
-ecirctre attentif agrave la taille de la cible
-ecirctre attentif agrave la nature et agrave la structure de la cible
TDM AKA 32
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Quelques capteurs agrave courant de Foucault
TDM AKA 33
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulationPrincipe de fonctionnement
Un faisceau lumineux incident est focaliseacute sur la cible
Le faisceau reacutefleacutechi eacuteclaire en fonction de la distance un endroit sur un
capteur optique de type CCD (charge coupled device) ou PSD (position sensitive device)
Principaux type
-Les capteurs agrave reacuteflexion diffuse -Les capteurs agrave reacuteflexion speacuteculaire
Plage 20 agrave 75mm Plage environ 50 microm
Reacutesolution 2 agrave 5 microm Reacutesolution environ 15 nm
TDM AKA 34
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulation
Capteur agrave reacuteflexion diffuse
SUNX
Capteur laser
Keyence
TDM AKA 35
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifPrincipe de fonctionnement
Baseacute sur la variation de la capaciteacute drsquoun condensateur plan en fonction de la
distance entre les armatures
Principales exeacutecutions
-Tout types de cibles -Cibles meacutetalliques
TDM AKA 36
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Quelques exeacutecutions de deacuteplacement capacitif
Pour cibles meacutetalliques et non meacutetalliquesMicro Epsilon
TDM AKA 37
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifMise en œuvre
On impose un courant sinusoiumldal agrave la capaciteacute la tension agrave ses bornes vaut
La tension est proportionnelle agrave la distance
Caracteacuteristiques principales
Les capteurs capacitifs peuvent descendre agrave 3nm de reacutesolution
La dynamique est supeacuterieure agrave 10KHz
Ils conviennent agrave tout types de cibles
TDM AKA 38
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Vitesse angulaire
Ri
dynamo
U RchargeE
I
)(
faible tregraves
)(arg
EU
I
IREIRU iech
TDM AKA 39
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Geacuteneacuteratrices tachymeacutetriques
TDM AKA 40
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Les capteurs pieacutezo-eacutelectriquesPrincipe de fonctionnement
Ils sont baseacutes sur la variation de la polarisation D drsquoun reacuteseau cristallin
soumis agrave une contrainte meacutecanique
Repegravere et efforts
TDM AKA 41
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Mateacuteriaux preacutesentant un effet piezo eacutelectrique
TDM AKA 42
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Mise en œuvre
Les capteurs piezo eacutelectriques sont utiliseacutes pour des mesures dynamiquesScheacutema eacutequivalent eacutelectrique
Pour conditionner un capteur piezo on utilise un amplificateur de charge
Leur particulariteacute est une tregraves grande impeacutedance drsquoentreacutee
Scheacutema de lrsquoensemble capteur cacircble ampli
TDM AKA 43
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Capteurs pieacutezoeacutelectriques usuels
Acceacuteleacuteromegravetres
-Excellente bande passante freacutequence de reacutesonnance jusqursquoagrave 150 KHz
Capteurs de force
-Rigiditeacute et freacutequence de reacutesonnance plus grandes que ceux des
capteurs agrave jauges de contrainte
Capteurs de pression
-Excellente dynamique temporelle haute plage de pression
Kistler
Acceacuteleacuteromegravetre piezoeacutelectrique
Triaxial BruelampKjaer
Rondelle de charge
Kistler
TDM AKA 44
Caracteacuteristiques des capteurs
Sensibiliteacute
dx
duS
TDM AKA 45
Caracteacuteristiques des capteurs
SR
1
Reacutesolution
Pouvoir de reacutesolution
Em
RP
reacutesolution diviseacutee par lrsquoeacutetendue de la mesure
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 16
Capteurs agrave jauges de
contrainte
Quelques deacutetails sur les acceacuteleacuteromegravetres
Corps drsquoeacutepreuve poutre en flexion
Mesure deacuteformation due agrave la force inertielle (jauges inteacutegreacutees)
Filtre passe bas 2d ordre
Freacutequences caracteacuteristiques fn fref
xm
x
c
km
200
2 2
1)(
sssG
xmkxxcxm mmm
TDM AKA 17
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Etalon reacuteseau (C)
Meacutethode de mesure
ndash Transmission
ndash Reacuteflexion
Signaux en creacutenaux
ndash Obturation
ndash Quadrature
Signaux sinusoiumldaux
ndash Interfeacuterencediffraction
ndash Interpolation
Mesure
ndash Increacutementale
ndash Absolue
Regravegle lineacuteaire
TDM AKA 18
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Capteurs de deacuteplacement optiques increacutementaux et absolus
Increacutemental
Absolu
TDM AKA 19
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Capteurs de deacuteplacement optiques increacutementaux signaux
2 ou1iiC
x2 avec
cosASet sinAS 21
TDM AKA 20
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Exploitation des signaux AA amp BBPour une augmentation de la reacutesolution drsquoun facteur 4
TDM AKA 21
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Augmentation de la reacutesolution par interpolation
Par diviseur de tension Par traitement digital
S
TDM AKA 22
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Exploitation des signaux AA ampBBPour deacutetecter un parasite (une erreur)
TDM AKA 23
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Quelques capteurs increacutementaux
Codeur increacutemental
LTN
Regravegle increacutementale ouverte
Heidenhain
Regravegle increacutementale fermeacutee
Heidenhain Palpeurs increacutementaux
Heidenhain
TDM AKA 24
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Les capteurs de deacuteplacement inductif de type LVDT
(Linear Variable Diffeacuterential Transformer)
Principe de fonctionnement
Le champ drsquoune bobine primaire est plus ou moins coupleacute avec deux
bobines secondaires selon la position drsquoun noyau plongeur
ferromagneacutetique
TDM AKA 25
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Scheacutema eacutequivalent et eacutequations
TDM AKA 26
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Conditionnement
On utilise la deacutemodulation synchrone pour recueillir le signal
proportionnel au deacuteplacement
Allure du signal
agrave la sortie du
deacutemodulateur
TDM AKA 27
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Caracteacuteristiques principales
Le LVDT est un capteur de deacuteplacement absolu
Il est tregraves robuste
Sa reacutesolution est submicronique
La lineacuteariteacute est de lrsquoordre de 01 de la pleine eacutechelle
TDM AKA 28
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Quelques LVDT
LVDT
RDP
TDM AKA 29
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Couplemegravetre
LVDT
RDP
Mesure deacuteformation due au couple
Corps drsquoeacutepreuve arbre
Transformateur diffeacuterentiel en rotation
TDM AKA 30
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de FoucaultPrincipe de fonctionnement et eacutequations
TDM AKA 31
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de Foucault
Conditionnement Montage en pont amp deacutemodulation synchrone
Caracteacuteristiques et utilisation
-excellente reacutesolution 30nm
-utiliser sur une portion lineacuteaire
-on trouve aussi des exeacutecutions deacutetecteur
-ecirctre attentif agrave la taille de la cible
-ecirctre attentif agrave la nature et agrave la structure de la cible
TDM AKA 32
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Quelques capteurs agrave courant de Foucault
TDM AKA 33
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulationPrincipe de fonctionnement
Un faisceau lumineux incident est focaliseacute sur la cible
Le faisceau reacutefleacutechi eacuteclaire en fonction de la distance un endroit sur un
capteur optique de type CCD (charge coupled device) ou PSD (position sensitive device)
Principaux type
-Les capteurs agrave reacuteflexion diffuse -Les capteurs agrave reacuteflexion speacuteculaire
Plage 20 agrave 75mm Plage environ 50 microm
Reacutesolution 2 agrave 5 microm Reacutesolution environ 15 nm
TDM AKA 34
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulation
Capteur agrave reacuteflexion diffuse
SUNX
Capteur laser
Keyence
TDM AKA 35
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifPrincipe de fonctionnement
Baseacute sur la variation de la capaciteacute drsquoun condensateur plan en fonction de la
distance entre les armatures
Principales exeacutecutions
-Tout types de cibles -Cibles meacutetalliques
TDM AKA 36
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Quelques exeacutecutions de deacuteplacement capacitif
Pour cibles meacutetalliques et non meacutetalliquesMicro Epsilon
TDM AKA 37
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifMise en œuvre
On impose un courant sinusoiumldal agrave la capaciteacute la tension agrave ses bornes vaut
La tension est proportionnelle agrave la distance
Caracteacuteristiques principales
Les capteurs capacitifs peuvent descendre agrave 3nm de reacutesolution
La dynamique est supeacuterieure agrave 10KHz
Ils conviennent agrave tout types de cibles
TDM AKA 38
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Vitesse angulaire
Ri
dynamo
U RchargeE
I
)(
faible tregraves
)(arg
EU
I
IREIRU iech
TDM AKA 39
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Geacuteneacuteratrices tachymeacutetriques
TDM AKA 40
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Les capteurs pieacutezo-eacutelectriquesPrincipe de fonctionnement
Ils sont baseacutes sur la variation de la polarisation D drsquoun reacuteseau cristallin
soumis agrave une contrainte meacutecanique
Repegravere et efforts
TDM AKA 41
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Mateacuteriaux preacutesentant un effet piezo eacutelectrique
TDM AKA 42
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Mise en œuvre
Les capteurs piezo eacutelectriques sont utiliseacutes pour des mesures dynamiquesScheacutema eacutequivalent eacutelectrique
Pour conditionner un capteur piezo on utilise un amplificateur de charge
Leur particulariteacute est une tregraves grande impeacutedance drsquoentreacutee
Scheacutema de lrsquoensemble capteur cacircble ampli
TDM AKA 43
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Capteurs pieacutezoeacutelectriques usuels
Acceacuteleacuteromegravetres
-Excellente bande passante freacutequence de reacutesonnance jusqursquoagrave 150 KHz
Capteurs de force
-Rigiditeacute et freacutequence de reacutesonnance plus grandes que ceux des
capteurs agrave jauges de contrainte
Capteurs de pression
-Excellente dynamique temporelle haute plage de pression
Kistler
Acceacuteleacuteromegravetre piezoeacutelectrique
Triaxial BruelampKjaer
Rondelle de charge
Kistler
TDM AKA 44
Caracteacuteristiques des capteurs
Sensibiliteacute
dx
duS
TDM AKA 45
Caracteacuteristiques des capteurs
SR
1
Reacutesolution
Pouvoir de reacutesolution
Em
RP
reacutesolution diviseacutee par lrsquoeacutetendue de la mesure
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 17
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Etalon reacuteseau (C)
Meacutethode de mesure
ndash Transmission
ndash Reacuteflexion
Signaux en creacutenaux
ndash Obturation
ndash Quadrature
Signaux sinusoiumldaux
ndash Interfeacuterencediffraction
ndash Interpolation
Mesure
ndash Increacutementale
ndash Absolue
Regravegle lineacuteaire
TDM AKA 18
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Capteurs de deacuteplacement optiques increacutementaux et absolus
Increacutemental
Absolu
TDM AKA 19
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Capteurs de deacuteplacement optiques increacutementaux signaux
2 ou1iiC
x2 avec
cosASet sinAS 21
TDM AKA 20
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Exploitation des signaux AA amp BBPour une augmentation de la reacutesolution drsquoun facteur 4
TDM AKA 21
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Augmentation de la reacutesolution par interpolation
Par diviseur de tension Par traitement digital
S
TDM AKA 22
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Exploitation des signaux AA ampBBPour deacutetecter un parasite (une erreur)
TDM AKA 23
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Quelques capteurs increacutementaux
Codeur increacutemental
LTN
Regravegle increacutementale ouverte
Heidenhain
Regravegle increacutementale fermeacutee
Heidenhain Palpeurs increacutementaux
Heidenhain
TDM AKA 24
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Les capteurs de deacuteplacement inductif de type LVDT
(Linear Variable Diffeacuterential Transformer)
Principe de fonctionnement
Le champ drsquoune bobine primaire est plus ou moins coupleacute avec deux
bobines secondaires selon la position drsquoun noyau plongeur
ferromagneacutetique
TDM AKA 25
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Scheacutema eacutequivalent et eacutequations
TDM AKA 26
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Conditionnement
On utilise la deacutemodulation synchrone pour recueillir le signal
proportionnel au deacuteplacement
Allure du signal
agrave la sortie du
deacutemodulateur
TDM AKA 27
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Caracteacuteristiques principales
Le LVDT est un capteur de deacuteplacement absolu
Il est tregraves robuste
Sa reacutesolution est submicronique
La lineacuteariteacute est de lrsquoordre de 01 de la pleine eacutechelle
TDM AKA 28
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Quelques LVDT
LVDT
RDP
TDM AKA 29
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Couplemegravetre
LVDT
RDP
Mesure deacuteformation due au couple
Corps drsquoeacutepreuve arbre
Transformateur diffeacuterentiel en rotation
TDM AKA 30
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de FoucaultPrincipe de fonctionnement et eacutequations
TDM AKA 31
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de Foucault
Conditionnement Montage en pont amp deacutemodulation synchrone
Caracteacuteristiques et utilisation
-excellente reacutesolution 30nm
-utiliser sur une portion lineacuteaire
-on trouve aussi des exeacutecutions deacutetecteur
-ecirctre attentif agrave la taille de la cible
-ecirctre attentif agrave la nature et agrave la structure de la cible
TDM AKA 32
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Quelques capteurs agrave courant de Foucault
TDM AKA 33
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulationPrincipe de fonctionnement
Un faisceau lumineux incident est focaliseacute sur la cible
Le faisceau reacutefleacutechi eacuteclaire en fonction de la distance un endroit sur un
capteur optique de type CCD (charge coupled device) ou PSD (position sensitive device)
Principaux type
-Les capteurs agrave reacuteflexion diffuse -Les capteurs agrave reacuteflexion speacuteculaire
Plage 20 agrave 75mm Plage environ 50 microm
Reacutesolution 2 agrave 5 microm Reacutesolution environ 15 nm
TDM AKA 34
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulation
Capteur agrave reacuteflexion diffuse
SUNX
Capteur laser
Keyence
TDM AKA 35
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifPrincipe de fonctionnement
Baseacute sur la variation de la capaciteacute drsquoun condensateur plan en fonction de la
distance entre les armatures
Principales exeacutecutions
-Tout types de cibles -Cibles meacutetalliques
TDM AKA 36
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Quelques exeacutecutions de deacuteplacement capacitif
Pour cibles meacutetalliques et non meacutetalliquesMicro Epsilon
TDM AKA 37
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifMise en œuvre
On impose un courant sinusoiumldal agrave la capaciteacute la tension agrave ses bornes vaut
La tension est proportionnelle agrave la distance
Caracteacuteristiques principales
Les capteurs capacitifs peuvent descendre agrave 3nm de reacutesolution
La dynamique est supeacuterieure agrave 10KHz
Ils conviennent agrave tout types de cibles
TDM AKA 38
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Vitesse angulaire
Ri
dynamo
U RchargeE
I
)(
faible tregraves
)(arg
EU
I
IREIRU iech
TDM AKA 39
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Geacuteneacuteratrices tachymeacutetriques
TDM AKA 40
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Les capteurs pieacutezo-eacutelectriquesPrincipe de fonctionnement
Ils sont baseacutes sur la variation de la polarisation D drsquoun reacuteseau cristallin
soumis agrave une contrainte meacutecanique
Repegravere et efforts
TDM AKA 41
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Mateacuteriaux preacutesentant un effet piezo eacutelectrique
TDM AKA 42
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Mise en œuvre
Les capteurs piezo eacutelectriques sont utiliseacutes pour des mesures dynamiquesScheacutema eacutequivalent eacutelectrique
Pour conditionner un capteur piezo on utilise un amplificateur de charge
Leur particulariteacute est une tregraves grande impeacutedance drsquoentreacutee
Scheacutema de lrsquoensemble capteur cacircble ampli
TDM AKA 43
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Capteurs pieacutezoeacutelectriques usuels
Acceacuteleacuteromegravetres
-Excellente bande passante freacutequence de reacutesonnance jusqursquoagrave 150 KHz
Capteurs de force
-Rigiditeacute et freacutequence de reacutesonnance plus grandes que ceux des
capteurs agrave jauges de contrainte
Capteurs de pression
-Excellente dynamique temporelle haute plage de pression
Kistler
Acceacuteleacuteromegravetre piezoeacutelectrique
Triaxial BruelampKjaer
Rondelle de charge
Kistler
TDM AKA 44
Caracteacuteristiques des capteurs
Sensibiliteacute
dx
duS
TDM AKA 45
Caracteacuteristiques des capteurs
SR
1
Reacutesolution
Pouvoir de reacutesolution
Em
RP
reacutesolution diviseacutee par lrsquoeacutetendue de la mesure
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 18
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Capteurs de deacuteplacement optiques increacutementaux et absolus
Increacutemental
Absolu
TDM AKA 19
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Capteurs de deacuteplacement optiques increacutementaux signaux
2 ou1iiC
x2 avec
cosASet sinAS 21
TDM AKA 20
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Exploitation des signaux AA amp BBPour une augmentation de la reacutesolution drsquoun facteur 4
TDM AKA 21
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Augmentation de la reacutesolution par interpolation
Par diviseur de tension Par traitement digital
S
TDM AKA 22
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Exploitation des signaux AA ampBBPour deacutetecter un parasite (une erreur)
TDM AKA 23
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Quelques capteurs increacutementaux
Codeur increacutemental
LTN
Regravegle increacutementale ouverte
Heidenhain
Regravegle increacutementale fermeacutee
Heidenhain Palpeurs increacutementaux
Heidenhain
TDM AKA 24
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Les capteurs de deacuteplacement inductif de type LVDT
(Linear Variable Diffeacuterential Transformer)
Principe de fonctionnement
Le champ drsquoune bobine primaire est plus ou moins coupleacute avec deux
bobines secondaires selon la position drsquoun noyau plongeur
ferromagneacutetique
TDM AKA 25
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Scheacutema eacutequivalent et eacutequations
TDM AKA 26
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Conditionnement
On utilise la deacutemodulation synchrone pour recueillir le signal
proportionnel au deacuteplacement
Allure du signal
agrave la sortie du
deacutemodulateur
TDM AKA 27
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Caracteacuteristiques principales
Le LVDT est un capteur de deacuteplacement absolu
Il est tregraves robuste
Sa reacutesolution est submicronique
La lineacuteariteacute est de lrsquoordre de 01 de la pleine eacutechelle
TDM AKA 28
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Quelques LVDT
LVDT
RDP
TDM AKA 29
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Couplemegravetre
LVDT
RDP
Mesure deacuteformation due au couple
Corps drsquoeacutepreuve arbre
Transformateur diffeacuterentiel en rotation
TDM AKA 30
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de FoucaultPrincipe de fonctionnement et eacutequations
TDM AKA 31
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de Foucault
Conditionnement Montage en pont amp deacutemodulation synchrone
Caracteacuteristiques et utilisation
-excellente reacutesolution 30nm
-utiliser sur une portion lineacuteaire
-on trouve aussi des exeacutecutions deacutetecteur
-ecirctre attentif agrave la taille de la cible
-ecirctre attentif agrave la nature et agrave la structure de la cible
TDM AKA 32
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Quelques capteurs agrave courant de Foucault
TDM AKA 33
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulationPrincipe de fonctionnement
Un faisceau lumineux incident est focaliseacute sur la cible
Le faisceau reacutefleacutechi eacuteclaire en fonction de la distance un endroit sur un
capteur optique de type CCD (charge coupled device) ou PSD (position sensitive device)
Principaux type
-Les capteurs agrave reacuteflexion diffuse -Les capteurs agrave reacuteflexion speacuteculaire
Plage 20 agrave 75mm Plage environ 50 microm
Reacutesolution 2 agrave 5 microm Reacutesolution environ 15 nm
TDM AKA 34
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulation
Capteur agrave reacuteflexion diffuse
SUNX
Capteur laser
Keyence
TDM AKA 35
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifPrincipe de fonctionnement
Baseacute sur la variation de la capaciteacute drsquoun condensateur plan en fonction de la
distance entre les armatures
Principales exeacutecutions
-Tout types de cibles -Cibles meacutetalliques
TDM AKA 36
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Quelques exeacutecutions de deacuteplacement capacitif
Pour cibles meacutetalliques et non meacutetalliquesMicro Epsilon
TDM AKA 37
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifMise en œuvre
On impose un courant sinusoiumldal agrave la capaciteacute la tension agrave ses bornes vaut
La tension est proportionnelle agrave la distance
Caracteacuteristiques principales
Les capteurs capacitifs peuvent descendre agrave 3nm de reacutesolution
La dynamique est supeacuterieure agrave 10KHz
Ils conviennent agrave tout types de cibles
TDM AKA 38
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Vitesse angulaire
Ri
dynamo
U RchargeE
I
)(
faible tregraves
)(arg
EU
I
IREIRU iech
TDM AKA 39
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Geacuteneacuteratrices tachymeacutetriques
TDM AKA 40
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Les capteurs pieacutezo-eacutelectriquesPrincipe de fonctionnement
Ils sont baseacutes sur la variation de la polarisation D drsquoun reacuteseau cristallin
soumis agrave une contrainte meacutecanique
Repegravere et efforts
TDM AKA 41
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Mateacuteriaux preacutesentant un effet piezo eacutelectrique
TDM AKA 42
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Mise en œuvre
Les capteurs piezo eacutelectriques sont utiliseacutes pour des mesures dynamiquesScheacutema eacutequivalent eacutelectrique
Pour conditionner un capteur piezo on utilise un amplificateur de charge
Leur particulariteacute est une tregraves grande impeacutedance drsquoentreacutee
Scheacutema de lrsquoensemble capteur cacircble ampli
TDM AKA 43
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Capteurs pieacutezoeacutelectriques usuels
Acceacuteleacuteromegravetres
-Excellente bande passante freacutequence de reacutesonnance jusqursquoagrave 150 KHz
Capteurs de force
-Rigiditeacute et freacutequence de reacutesonnance plus grandes que ceux des
capteurs agrave jauges de contrainte
Capteurs de pression
-Excellente dynamique temporelle haute plage de pression
Kistler
Acceacuteleacuteromegravetre piezoeacutelectrique
Triaxial BruelampKjaer
Rondelle de charge
Kistler
TDM AKA 44
Caracteacuteristiques des capteurs
Sensibiliteacute
dx
duS
TDM AKA 45
Caracteacuteristiques des capteurs
SR
1
Reacutesolution
Pouvoir de reacutesolution
Em
RP
reacutesolution diviseacutee par lrsquoeacutetendue de la mesure
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 19
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Capteurs de deacuteplacement optiques increacutementaux signaux
2 ou1iiC
x2 avec
cosASet sinAS 21
TDM AKA 20
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Exploitation des signaux AA amp BBPour une augmentation de la reacutesolution drsquoun facteur 4
TDM AKA 21
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Augmentation de la reacutesolution par interpolation
Par diviseur de tension Par traitement digital
S
TDM AKA 22
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Exploitation des signaux AA ampBBPour deacutetecter un parasite (une erreur)
TDM AKA 23
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Quelques capteurs increacutementaux
Codeur increacutemental
LTN
Regravegle increacutementale ouverte
Heidenhain
Regravegle increacutementale fermeacutee
Heidenhain Palpeurs increacutementaux
Heidenhain
TDM AKA 24
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Les capteurs de deacuteplacement inductif de type LVDT
(Linear Variable Diffeacuterential Transformer)
Principe de fonctionnement
Le champ drsquoune bobine primaire est plus ou moins coupleacute avec deux
bobines secondaires selon la position drsquoun noyau plongeur
ferromagneacutetique
TDM AKA 25
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Scheacutema eacutequivalent et eacutequations
TDM AKA 26
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Conditionnement
On utilise la deacutemodulation synchrone pour recueillir le signal
proportionnel au deacuteplacement
Allure du signal
agrave la sortie du
deacutemodulateur
TDM AKA 27
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Caracteacuteristiques principales
Le LVDT est un capteur de deacuteplacement absolu
Il est tregraves robuste
Sa reacutesolution est submicronique
La lineacuteariteacute est de lrsquoordre de 01 de la pleine eacutechelle
TDM AKA 28
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Quelques LVDT
LVDT
RDP
TDM AKA 29
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Couplemegravetre
LVDT
RDP
Mesure deacuteformation due au couple
Corps drsquoeacutepreuve arbre
Transformateur diffeacuterentiel en rotation
TDM AKA 30
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de FoucaultPrincipe de fonctionnement et eacutequations
TDM AKA 31
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de Foucault
Conditionnement Montage en pont amp deacutemodulation synchrone
Caracteacuteristiques et utilisation
-excellente reacutesolution 30nm
-utiliser sur une portion lineacuteaire
-on trouve aussi des exeacutecutions deacutetecteur
-ecirctre attentif agrave la taille de la cible
-ecirctre attentif agrave la nature et agrave la structure de la cible
TDM AKA 32
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Quelques capteurs agrave courant de Foucault
TDM AKA 33
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulationPrincipe de fonctionnement
Un faisceau lumineux incident est focaliseacute sur la cible
Le faisceau reacutefleacutechi eacuteclaire en fonction de la distance un endroit sur un
capteur optique de type CCD (charge coupled device) ou PSD (position sensitive device)
Principaux type
-Les capteurs agrave reacuteflexion diffuse -Les capteurs agrave reacuteflexion speacuteculaire
Plage 20 agrave 75mm Plage environ 50 microm
Reacutesolution 2 agrave 5 microm Reacutesolution environ 15 nm
TDM AKA 34
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulation
Capteur agrave reacuteflexion diffuse
SUNX
Capteur laser
Keyence
TDM AKA 35
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifPrincipe de fonctionnement
Baseacute sur la variation de la capaciteacute drsquoun condensateur plan en fonction de la
distance entre les armatures
Principales exeacutecutions
-Tout types de cibles -Cibles meacutetalliques
TDM AKA 36
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Quelques exeacutecutions de deacuteplacement capacitif
Pour cibles meacutetalliques et non meacutetalliquesMicro Epsilon
TDM AKA 37
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifMise en œuvre
On impose un courant sinusoiumldal agrave la capaciteacute la tension agrave ses bornes vaut
La tension est proportionnelle agrave la distance
Caracteacuteristiques principales
Les capteurs capacitifs peuvent descendre agrave 3nm de reacutesolution
La dynamique est supeacuterieure agrave 10KHz
Ils conviennent agrave tout types de cibles
TDM AKA 38
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Vitesse angulaire
Ri
dynamo
U RchargeE
I
)(
faible tregraves
)(arg
EU
I
IREIRU iech
TDM AKA 39
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Geacuteneacuteratrices tachymeacutetriques
TDM AKA 40
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Les capteurs pieacutezo-eacutelectriquesPrincipe de fonctionnement
Ils sont baseacutes sur la variation de la polarisation D drsquoun reacuteseau cristallin
soumis agrave une contrainte meacutecanique
Repegravere et efforts
TDM AKA 41
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Mateacuteriaux preacutesentant un effet piezo eacutelectrique
TDM AKA 42
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Mise en œuvre
Les capteurs piezo eacutelectriques sont utiliseacutes pour des mesures dynamiquesScheacutema eacutequivalent eacutelectrique
Pour conditionner un capteur piezo on utilise un amplificateur de charge
Leur particulariteacute est une tregraves grande impeacutedance drsquoentreacutee
Scheacutema de lrsquoensemble capteur cacircble ampli
TDM AKA 43
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Capteurs pieacutezoeacutelectriques usuels
Acceacuteleacuteromegravetres
-Excellente bande passante freacutequence de reacutesonnance jusqursquoagrave 150 KHz
Capteurs de force
-Rigiditeacute et freacutequence de reacutesonnance plus grandes que ceux des
capteurs agrave jauges de contrainte
Capteurs de pression
-Excellente dynamique temporelle haute plage de pression
Kistler
Acceacuteleacuteromegravetre piezoeacutelectrique
Triaxial BruelampKjaer
Rondelle de charge
Kistler
TDM AKA 44
Caracteacuteristiques des capteurs
Sensibiliteacute
dx
duS
TDM AKA 45
Caracteacuteristiques des capteurs
SR
1
Reacutesolution
Pouvoir de reacutesolution
Em
RP
reacutesolution diviseacutee par lrsquoeacutetendue de la mesure
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 20
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Exploitation des signaux AA amp BBPour une augmentation de la reacutesolution drsquoun facteur 4
TDM AKA 21
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Augmentation de la reacutesolution par interpolation
Par diviseur de tension Par traitement digital
S
TDM AKA 22
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Exploitation des signaux AA ampBBPour deacutetecter un parasite (une erreur)
TDM AKA 23
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Quelques capteurs increacutementaux
Codeur increacutemental
LTN
Regravegle increacutementale ouverte
Heidenhain
Regravegle increacutementale fermeacutee
Heidenhain Palpeurs increacutementaux
Heidenhain
TDM AKA 24
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Les capteurs de deacuteplacement inductif de type LVDT
(Linear Variable Diffeacuterential Transformer)
Principe de fonctionnement
Le champ drsquoune bobine primaire est plus ou moins coupleacute avec deux
bobines secondaires selon la position drsquoun noyau plongeur
ferromagneacutetique
TDM AKA 25
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Scheacutema eacutequivalent et eacutequations
TDM AKA 26
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Conditionnement
On utilise la deacutemodulation synchrone pour recueillir le signal
proportionnel au deacuteplacement
Allure du signal
agrave la sortie du
deacutemodulateur
TDM AKA 27
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Caracteacuteristiques principales
Le LVDT est un capteur de deacuteplacement absolu
Il est tregraves robuste
Sa reacutesolution est submicronique
La lineacuteariteacute est de lrsquoordre de 01 de la pleine eacutechelle
TDM AKA 28
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Quelques LVDT
LVDT
RDP
TDM AKA 29
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Couplemegravetre
LVDT
RDP
Mesure deacuteformation due au couple
Corps drsquoeacutepreuve arbre
Transformateur diffeacuterentiel en rotation
TDM AKA 30
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de FoucaultPrincipe de fonctionnement et eacutequations
TDM AKA 31
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de Foucault
Conditionnement Montage en pont amp deacutemodulation synchrone
Caracteacuteristiques et utilisation
-excellente reacutesolution 30nm
-utiliser sur une portion lineacuteaire
-on trouve aussi des exeacutecutions deacutetecteur
-ecirctre attentif agrave la taille de la cible
-ecirctre attentif agrave la nature et agrave la structure de la cible
TDM AKA 32
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Quelques capteurs agrave courant de Foucault
TDM AKA 33
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulationPrincipe de fonctionnement
Un faisceau lumineux incident est focaliseacute sur la cible
Le faisceau reacutefleacutechi eacuteclaire en fonction de la distance un endroit sur un
capteur optique de type CCD (charge coupled device) ou PSD (position sensitive device)
Principaux type
-Les capteurs agrave reacuteflexion diffuse -Les capteurs agrave reacuteflexion speacuteculaire
Plage 20 agrave 75mm Plage environ 50 microm
Reacutesolution 2 agrave 5 microm Reacutesolution environ 15 nm
TDM AKA 34
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulation
Capteur agrave reacuteflexion diffuse
SUNX
Capteur laser
Keyence
TDM AKA 35
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifPrincipe de fonctionnement
Baseacute sur la variation de la capaciteacute drsquoun condensateur plan en fonction de la
distance entre les armatures
Principales exeacutecutions
-Tout types de cibles -Cibles meacutetalliques
TDM AKA 36
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Quelques exeacutecutions de deacuteplacement capacitif
Pour cibles meacutetalliques et non meacutetalliquesMicro Epsilon
TDM AKA 37
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifMise en œuvre
On impose un courant sinusoiumldal agrave la capaciteacute la tension agrave ses bornes vaut
La tension est proportionnelle agrave la distance
Caracteacuteristiques principales
Les capteurs capacitifs peuvent descendre agrave 3nm de reacutesolution
La dynamique est supeacuterieure agrave 10KHz
Ils conviennent agrave tout types de cibles
TDM AKA 38
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Vitesse angulaire
Ri
dynamo
U RchargeE
I
)(
faible tregraves
)(arg
EU
I
IREIRU iech
TDM AKA 39
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Geacuteneacuteratrices tachymeacutetriques
TDM AKA 40
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Les capteurs pieacutezo-eacutelectriquesPrincipe de fonctionnement
Ils sont baseacutes sur la variation de la polarisation D drsquoun reacuteseau cristallin
soumis agrave une contrainte meacutecanique
Repegravere et efforts
TDM AKA 41
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Mateacuteriaux preacutesentant un effet piezo eacutelectrique
TDM AKA 42
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Mise en œuvre
Les capteurs piezo eacutelectriques sont utiliseacutes pour des mesures dynamiquesScheacutema eacutequivalent eacutelectrique
Pour conditionner un capteur piezo on utilise un amplificateur de charge
Leur particulariteacute est une tregraves grande impeacutedance drsquoentreacutee
Scheacutema de lrsquoensemble capteur cacircble ampli
TDM AKA 43
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Capteurs pieacutezoeacutelectriques usuels
Acceacuteleacuteromegravetres
-Excellente bande passante freacutequence de reacutesonnance jusqursquoagrave 150 KHz
Capteurs de force
-Rigiditeacute et freacutequence de reacutesonnance plus grandes que ceux des
capteurs agrave jauges de contrainte
Capteurs de pression
-Excellente dynamique temporelle haute plage de pression
Kistler
Acceacuteleacuteromegravetre piezoeacutelectrique
Triaxial BruelampKjaer
Rondelle de charge
Kistler
TDM AKA 44
Caracteacuteristiques des capteurs
Sensibiliteacute
dx
duS
TDM AKA 45
Caracteacuteristiques des capteurs
SR
1
Reacutesolution
Pouvoir de reacutesolution
Em
RP
reacutesolution diviseacutee par lrsquoeacutetendue de la mesure
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 21
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Augmentation de la reacutesolution par interpolation
Par diviseur de tension Par traitement digital
S
TDM AKA 22
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Exploitation des signaux AA ampBBPour deacutetecter un parasite (une erreur)
TDM AKA 23
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Quelques capteurs increacutementaux
Codeur increacutemental
LTN
Regravegle increacutementale ouverte
Heidenhain
Regravegle increacutementale fermeacutee
Heidenhain Palpeurs increacutementaux
Heidenhain
TDM AKA 24
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Les capteurs de deacuteplacement inductif de type LVDT
(Linear Variable Diffeacuterential Transformer)
Principe de fonctionnement
Le champ drsquoune bobine primaire est plus ou moins coupleacute avec deux
bobines secondaires selon la position drsquoun noyau plongeur
ferromagneacutetique
TDM AKA 25
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Scheacutema eacutequivalent et eacutequations
TDM AKA 26
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Conditionnement
On utilise la deacutemodulation synchrone pour recueillir le signal
proportionnel au deacuteplacement
Allure du signal
agrave la sortie du
deacutemodulateur
TDM AKA 27
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Caracteacuteristiques principales
Le LVDT est un capteur de deacuteplacement absolu
Il est tregraves robuste
Sa reacutesolution est submicronique
La lineacuteariteacute est de lrsquoordre de 01 de la pleine eacutechelle
TDM AKA 28
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Quelques LVDT
LVDT
RDP
TDM AKA 29
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Couplemegravetre
LVDT
RDP
Mesure deacuteformation due au couple
Corps drsquoeacutepreuve arbre
Transformateur diffeacuterentiel en rotation
TDM AKA 30
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de FoucaultPrincipe de fonctionnement et eacutequations
TDM AKA 31
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de Foucault
Conditionnement Montage en pont amp deacutemodulation synchrone
Caracteacuteristiques et utilisation
-excellente reacutesolution 30nm
-utiliser sur une portion lineacuteaire
-on trouve aussi des exeacutecutions deacutetecteur
-ecirctre attentif agrave la taille de la cible
-ecirctre attentif agrave la nature et agrave la structure de la cible
TDM AKA 32
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Quelques capteurs agrave courant de Foucault
TDM AKA 33
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulationPrincipe de fonctionnement
Un faisceau lumineux incident est focaliseacute sur la cible
Le faisceau reacutefleacutechi eacuteclaire en fonction de la distance un endroit sur un
capteur optique de type CCD (charge coupled device) ou PSD (position sensitive device)
Principaux type
-Les capteurs agrave reacuteflexion diffuse -Les capteurs agrave reacuteflexion speacuteculaire
Plage 20 agrave 75mm Plage environ 50 microm
Reacutesolution 2 agrave 5 microm Reacutesolution environ 15 nm
TDM AKA 34
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulation
Capteur agrave reacuteflexion diffuse
SUNX
Capteur laser
Keyence
TDM AKA 35
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifPrincipe de fonctionnement
Baseacute sur la variation de la capaciteacute drsquoun condensateur plan en fonction de la
distance entre les armatures
Principales exeacutecutions
-Tout types de cibles -Cibles meacutetalliques
TDM AKA 36
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Quelques exeacutecutions de deacuteplacement capacitif
Pour cibles meacutetalliques et non meacutetalliquesMicro Epsilon
TDM AKA 37
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifMise en œuvre
On impose un courant sinusoiumldal agrave la capaciteacute la tension agrave ses bornes vaut
La tension est proportionnelle agrave la distance
Caracteacuteristiques principales
Les capteurs capacitifs peuvent descendre agrave 3nm de reacutesolution
La dynamique est supeacuterieure agrave 10KHz
Ils conviennent agrave tout types de cibles
TDM AKA 38
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Vitesse angulaire
Ri
dynamo
U RchargeE
I
)(
faible tregraves
)(arg
EU
I
IREIRU iech
TDM AKA 39
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Geacuteneacuteratrices tachymeacutetriques
TDM AKA 40
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Les capteurs pieacutezo-eacutelectriquesPrincipe de fonctionnement
Ils sont baseacutes sur la variation de la polarisation D drsquoun reacuteseau cristallin
soumis agrave une contrainte meacutecanique
Repegravere et efforts
TDM AKA 41
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Mateacuteriaux preacutesentant un effet piezo eacutelectrique
TDM AKA 42
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Mise en œuvre
Les capteurs piezo eacutelectriques sont utiliseacutes pour des mesures dynamiquesScheacutema eacutequivalent eacutelectrique
Pour conditionner un capteur piezo on utilise un amplificateur de charge
Leur particulariteacute est une tregraves grande impeacutedance drsquoentreacutee
Scheacutema de lrsquoensemble capteur cacircble ampli
TDM AKA 43
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Capteurs pieacutezoeacutelectriques usuels
Acceacuteleacuteromegravetres
-Excellente bande passante freacutequence de reacutesonnance jusqursquoagrave 150 KHz
Capteurs de force
-Rigiditeacute et freacutequence de reacutesonnance plus grandes que ceux des
capteurs agrave jauges de contrainte
Capteurs de pression
-Excellente dynamique temporelle haute plage de pression
Kistler
Acceacuteleacuteromegravetre piezoeacutelectrique
Triaxial BruelampKjaer
Rondelle de charge
Kistler
TDM AKA 44
Caracteacuteristiques des capteurs
Sensibiliteacute
dx
duS
TDM AKA 45
Caracteacuteristiques des capteurs
SR
1
Reacutesolution
Pouvoir de reacutesolution
Em
RP
reacutesolution diviseacutee par lrsquoeacutetendue de la mesure
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 22
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Exploitation des signaux AA ampBBPour deacutetecter un parasite (une erreur)
TDM AKA 23
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Quelques capteurs increacutementaux
Codeur increacutemental
LTN
Regravegle increacutementale ouverte
Heidenhain
Regravegle increacutementale fermeacutee
Heidenhain Palpeurs increacutementaux
Heidenhain
TDM AKA 24
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Les capteurs de deacuteplacement inductif de type LVDT
(Linear Variable Diffeacuterential Transformer)
Principe de fonctionnement
Le champ drsquoune bobine primaire est plus ou moins coupleacute avec deux
bobines secondaires selon la position drsquoun noyau plongeur
ferromagneacutetique
TDM AKA 25
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Scheacutema eacutequivalent et eacutequations
TDM AKA 26
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Conditionnement
On utilise la deacutemodulation synchrone pour recueillir le signal
proportionnel au deacuteplacement
Allure du signal
agrave la sortie du
deacutemodulateur
TDM AKA 27
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Caracteacuteristiques principales
Le LVDT est un capteur de deacuteplacement absolu
Il est tregraves robuste
Sa reacutesolution est submicronique
La lineacuteariteacute est de lrsquoordre de 01 de la pleine eacutechelle
TDM AKA 28
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Quelques LVDT
LVDT
RDP
TDM AKA 29
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Couplemegravetre
LVDT
RDP
Mesure deacuteformation due au couple
Corps drsquoeacutepreuve arbre
Transformateur diffeacuterentiel en rotation
TDM AKA 30
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de FoucaultPrincipe de fonctionnement et eacutequations
TDM AKA 31
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de Foucault
Conditionnement Montage en pont amp deacutemodulation synchrone
Caracteacuteristiques et utilisation
-excellente reacutesolution 30nm
-utiliser sur une portion lineacuteaire
-on trouve aussi des exeacutecutions deacutetecteur
-ecirctre attentif agrave la taille de la cible
-ecirctre attentif agrave la nature et agrave la structure de la cible
TDM AKA 32
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Quelques capteurs agrave courant de Foucault
TDM AKA 33
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulationPrincipe de fonctionnement
Un faisceau lumineux incident est focaliseacute sur la cible
Le faisceau reacutefleacutechi eacuteclaire en fonction de la distance un endroit sur un
capteur optique de type CCD (charge coupled device) ou PSD (position sensitive device)
Principaux type
-Les capteurs agrave reacuteflexion diffuse -Les capteurs agrave reacuteflexion speacuteculaire
Plage 20 agrave 75mm Plage environ 50 microm
Reacutesolution 2 agrave 5 microm Reacutesolution environ 15 nm
TDM AKA 34
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulation
Capteur agrave reacuteflexion diffuse
SUNX
Capteur laser
Keyence
TDM AKA 35
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifPrincipe de fonctionnement
Baseacute sur la variation de la capaciteacute drsquoun condensateur plan en fonction de la
distance entre les armatures
Principales exeacutecutions
-Tout types de cibles -Cibles meacutetalliques
TDM AKA 36
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Quelques exeacutecutions de deacuteplacement capacitif
Pour cibles meacutetalliques et non meacutetalliquesMicro Epsilon
TDM AKA 37
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifMise en œuvre
On impose un courant sinusoiumldal agrave la capaciteacute la tension agrave ses bornes vaut
La tension est proportionnelle agrave la distance
Caracteacuteristiques principales
Les capteurs capacitifs peuvent descendre agrave 3nm de reacutesolution
La dynamique est supeacuterieure agrave 10KHz
Ils conviennent agrave tout types de cibles
TDM AKA 38
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Vitesse angulaire
Ri
dynamo
U RchargeE
I
)(
faible tregraves
)(arg
EU
I
IREIRU iech
TDM AKA 39
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Geacuteneacuteratrices tachymeacutetriques
TDM AKA 40
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Les capteurs pieacutezo-eacutelectriquesPrincipe de fonctionnement
Ils sont baseacutes sur la variation de la polarisation D drsquoun reacuteseau cristallin
soumis agrave une contrainte meacutecanique
Repegravere et efforts
TDM AKA 41
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Mateacuteriaux preacutesentant un effet piezo eacutelectrique
TDM AKA 42
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Mise en œuvre
Les capteurs piezo eacutelectriques sont utiliseacutes pour des mesures dynamiquesScheacutema eacutequivalent eacutelectrique
Pour conditionner un capteur piezo on utilise un amplificateur de charge
Leur particulariteacute est une tregraves grande impeacutedance drsquoentreacutee
Scheacutema de lrsquoensemble capteur cacircble ampli
TDM AKA 43
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Capteurs pieacutezoeacutelectriques usuels
Acceacuteleacuteromegravetres
-Excellente bande passante freacutequence de reacutesonnance jusqursquoagrave 150 KHz
Capteurs de force
-Rigiditeacute et freacutequence de reacutesonnance plus grandes que ceux des
capteurs agrave jauges de contrainte
Capteurs de pression
-Excellente dynamique temporelle haute plage de pression
Kistler
Acceacuteleacuteromegravetre piezoeacutelectrique
Triaxial BruelampKjaer
Rondelle de charge
Kistler
TDM AKA 44
Caracteacuteristiques des capteurs
Sensibiliteacute
dx
duS
TDM AKA 45
Caracteacuteristiques des capteurs
SR
1
Reacutesolution
Pouvoir de reacutesolution
Em
RP
reacutesolution diviseacutee par lrsquoeacutetendue de la mesure
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 23
Capteurs de deacuteplacements
optique increacutementaux
Quelques capteurs increacutementaux
Codeur increacutemental
LTN
Regravegle increacutementale ouverte
Heidenhain
Regravegle increacutementale fermeacutee
Heidenhain Palpeurs increacutementaux
Heidenhain
TDM AKA 24
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Les capteurs de deacuteplacement inductif de type LVDT
(Linear Variable Diffeacuterential Transformer)
Principe de fonctionnement
Le champ drsquoune bobine primaire est plus ou moins coupleacute avec deux
bobines secondaires selon la position drsquoun noyau plongeur
ferromagneacutetique
TDM AKA 25
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Scheacutema eacutequivalent et eacutequations
TDM AKA 26
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Conditionnement
On utilise la deacutemodulation synchrone pour recueillir le signal
proportionnel au deacuteplacement
Allure du signal
agrave la sortie du
deacutemodulateur
TDM AKA 27
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Caracteacuteristiques principales
Le LVDT est un capteur de deacuteplacement absolu
Il est tregraves robuste
Sa reacutesolution est submicronique
La lineacuteariteacute est de lrsquoordre de 01 de la pleine eacutechelle
TDM AKA 28
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Quelques LVDT
LVDT
RDP
TDM AKA 29
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Couplemegravetre
LVDT
RDP
Mesure deacuteformation due au couple
Corps drsquoeacutepreuve arbre
Transformateur diffeacuterentiel en rotation
TDM AKA 30
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de FoucaultPrincipe de fonctionnement et eacutequations
TDM AKA 31
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de Foucault
Conditionnement Montage en pont amp deacutemodulation synchrone
Caracteacuteristiques et utilisation
-excellente reacutesolution 30nm
-utiliser sur une portion lineacuteaire
-on trouve aussi des exeacutecutions deacutetecteur
-ecirctre attentif agrave la taille de la cible
-ecirctre attentif agrave la nature et agrave la structure de la cible
TDM AKA 32
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Quelques capteurs agrave courant de Foucault
TDM AKA 33
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulationPrincipe de fonctionnement
Un faisceau lumineux incident est focaliseacute sur la cible
Le faisceau reacutefleacutechi eacuteclaire en fonction de la distance un endroit sur un
capteur optique de type CCD (charge coupled device) ou PSD (position sensitive device)
Principaux type
-Les capteurs agrave reacuteflexion diffuse -Les capteurs agrave reacuteflexion speacuteculaire
Plage 20 agrave 75mm Plage environ 50 microm
Reacutesolution 2 agrave 5 microm Reacutesolution environ 15 nm
TDM AKA 34
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulation
Capteur agrave reacuteflexion diffuse
SUNX
Capteur laser
Keyence
TDM AKA 35
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifPrincipe de fonctionnement
Baseacute sur la variation de la capaciteacute drsquoun condensateur plan en fonction de la
distance entre les armatures
Principales exeacutecutions
-Tout types de cibles -Cibles meacutetalliques
TDM AKA 36
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Quelques exeacutecutions de deacuteplacement capacitif
Pour cibles meacutetalliques et non meacutetalliquesMicro Epsilon
TDM AKA 37
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifMise en œuvre
On impose un courant sinusoiumldal agrave la capaciteacute la tension agrave ses bornes vaut
La tension est proportionnelle agrave la distance
Caracteacuteristiques principales
Les capteurs capacitifs peuvent descendre agrave 3nm de reacutesolution
La dynamique est supeacuterieure agrave 10KHz
Ils conviennent agrave tout types de cibles
TDM AKA 38
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Vitesse angulaire
Ri
dynamo
U RchargeE
I
)(
faible tregraves
)(arg
EU
I
IREIRU iech
TDM AKA 39
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Geacuteneacuteratrices tachymeacutetriques
TDM AKA 40
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Les capteurs pieacutezo-eacutelectriquesPrincipe de fonctionnement
Ils sont baseacutes sur la variation de la polarisation D drsquoun reacuteseau cristallin
soumis agrave une contrainte meacutecanique
Repegravere et efforts
TDM AKA 41
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Mateacuteriaux preacutesentant un effet piezo eacutelectrique
TDM AKA 42
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Mise en œuvre
Les capteurs piezo eacutelectriques sont utiliseacutes pour des mesures dynamiquesScheacutema eacutequivalent eacutelectrique
Pour conditionner un capteur piezo on utilise un amplificateur de charge
Leur particulariteacute est une tregraves grande impeacutedance drsquoentreacutee
Scheacutema de lrsquoensemble capteur cacircble ampli
TDM AKA 43
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Capteurs pieacutezoeacutelectriques usuels
Acceacuteleacuteromegravetres
-Excellente bande passante freacutequence de reacutesonnance jusqursquoagrave 150 KHz
Capteurs de force
-Rigiditeacute et freacutequence de reacutesonnance plus grandes que ceux des
capteurs agrave jauges de contrainte
Capteurs de pression
-Excellente dynamique temporelle haute plage de pression
Kistler
Acceacuteleacuteromegravetre piezoeacutelectrique
Triaxial BruelampKjaer
Rondelle de charge
Kistler
TDM AKA 44
Caracteacuteristiques des capteurs
Sensibiliteacute
dx
duS
TDM AKA 45
Caracteacuteristiques des capteurs
SR
1
Reacutesolution
Pouvoir de reacutesolution
Em
RP
reacutesolution diviseacutee par lrsquoeacutetendue de la mesure
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 24
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Les capteurs de deacuteplacement inductif de type LVDT
(Linear Variable Diffeacuterential Transformer)
Principe de fonctionnement
Le champ drsquoune bobine primaire est plus ou moins coupleacute avec deux
bobines secondaires selon la position drsquoun noyau plongeur
ferromagneacutetique
TDM AKA 25
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Scheacutema eacutequivalent et eacutequations
TDM AKA 26
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Conditionnement
On utilise la deacutemodulation synchrone pour recueillir le signal
proportionnel au deacuteplacement
Allure du signal
agrave la sortie du
deacutemodulateur
TDM AKA 27
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Caracteacuteristiques principales
Le LVDT est un capteur de deacuteplacement absolu
Il est tregraves robuste
Sa reacutesolution est submicronique
La lineacuteariteacute est de lrsquoordre de 01 de la pleine eacutechelle
TDM AKA 28
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Quelques LVDT
LVDT
RDP
TDM AKA 29
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Couplemegravetre
LVDT
RDP
Mesure deacuteformation due au couple
Corps drsquoeacutepreuve arbre
Transformateur diffeacuterentiel en rotation
TDM AKA 30
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de FoucaultPrincipe de fonctionnement et eacutequations
TDM AKA 31
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de Foucault
Conditionnement Montage en pont amp deacutemodulation synchrone
Caracteacuteristiques et utilisation
-excellente reacutesolution 30nm
-utiliser sur une portion lineacuteaire
-on trouve aussi des exeacutecutions deacutetecteur
-ecirctre attentif agrave la taille de la cible
-ecirctre attentif agrave la nature et agrave la structure de la cible
TDM AKA 32
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Quelques capteurs agrave courant de Foucault
TDM AKA 33
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulationPrincipe de fonctionnement
Un faisceau lumineux incident est focaliseacute sur la cible
Le faisceau reacutefleacutechi eacuteclaire en fonction de la distance un endroit sur un
capteur optique de type CCD (charge coupled device) ou PSD (position sensitive device)
Principaux type
-Les capteurs agrave reacuteflexion diffuse -Les capteurs agrave reacuteflexion speacuteculaire
Plage 20 agrave 75mm Plage environ 50 microm
Reacutesolution 2 agrave 5 microm Reacutesolution environ 15 nm
TDM AKA 34
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulation
Capteur agrave reacuteflexion diffuse
SUNX
Capteur laser
Keyence
TDM AKA 35
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifPrincipe de fonctionnement
Baseacute sur la variation de la capaciteacute drsquoun condensateur plan en fonction de la
distance entre les armatures
Principales exeacutecutions
-Tout types de cibles -Cibles meacutetalliques
TDM AKA 36
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Quelques exeacutecutions de deacuteplacement capacitif
Pour cibles meacutetalliques et non meacutetalliquesMicro Epsilon
TDM AKA 37
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifMise en œuvre
On impose un courant sinusoiumldal agrave la capaciteacute la tension agrave ses bornes vaut
La tension est proportionnelle agrave la distance
Caracteacuteristiques principales
Les capteurs capacitifs peuvent descendre agrave 3nm de reacutesolution
La dynamique est supeacuterieure agrave 10KHz
Ils conviennent agrave tout types de cibles
TDM AKA 38
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Vitesse angulaire
Ri
dynamo
U RchargeE
I
)(
faible tregraves
)(arg
EU
I
IREIRU iech
TDM AKA 39
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Geacuteneacuteratrices tachymeacutetriques
TDM AKA 40
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Les capteurs pieacutezo-eacutelectriquesPrincipe de fonctionnement
Ils sont baseacutes sur la variation de la polarisation D drsquoun reacuteseau cristallin
soumis agrave une contrainte meacutecanique
Repegravere et efforts
TDM AKA 41
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Mateacuteriaux preacutesentant un effet piezo eacutelectrique
TDM AKA 42
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Mise en œuvre
Les capteurs piezo eacutelectriques sont utiliseacutes pour des mesures dynamiquesScheacutema eacutequivalent eacutelectrique
Pour conditionner un capteur piezo on utilise un amplificateur de charge
Leur particulariteacute est une tregraves grande impeacutedance drsquoentreacutee
Scheacutema de lrsquoensemble capteur cacircble ampli
TDM AKA 43
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Capteurs pieacutezoeacutelectriques usuels
Acceacuteleacuteromegravetres
-Excellente bande passante freacutequence de reacutesonnance jusqursquoagrave 150 KHz
Capteurs de force
-Rigiditeacute et freacutequence de reacutesonnance plus grandes que ceux des
capteurs agrave jauges de contrainte
Capteurs de pression
-Excellente dynamique temporelle haute plage de pression
Kistler
Acceacuteleacuteromegravetre piezoeacutelectrique
Triaxial BruelampKjaer
Rondelle de charge
Kistler
TDM AKA 44
Caracteacuteristiques des capteurs
Sensibiliteacute
dx
duS
TDM AKA 45
Caracteacuteristiques des capteurs
SR
1
Reacutesolution
Pouvoir de reacutesolution
Em
RP
reacutesolution diviseacutee par lrsquoeacutetendue de la mesure
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 25
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Scheacutema eacutequivalent et eacutequations
TDM AKA 26
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Conditionnement
On utilise la deacutemodulation synchrone pour recueillir le signal
proportionnel au deacuteplacement
Allure du signal
agrave la sortie du
deacutemodulateur
TDM AKA 27
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Caracteacuteristiques principales
Le LVDT est un capteur de deacuteplacement absolu
Il est tregraves robuste
Sa reacutesolution est submicronique
La lineacuteariteacute est de lrsquoordre de 01 de la pleine eacutechelle
TDM AKA 28
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Quelques LVDT
LVDT
RDP
TDM AKA 29
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Couplemegravetre
LVDT
RDP
Mesure deacuteformation due au couple
Corps drsquoeacutepreuve arbre
Transformateur diffeacuterentiel en rotation
TDM AKA 30
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de FoucaultPrincipe de fonctionnement et eacutequations
TDM AKA 31
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de Foucault
Conditionnement Montage en pont amp deacutemodulation synchrone
Caracteacuteristiques et utilisation
-excellente reacutesolution 30nm
-utiliser sur une portion lineacuteaire
-on trouve aussi des exeacutecutions deacutetecteur
-ecirctre attentif agrave la taille de la cible
-ecirctre attentif agrave la nature et agrave la structure de la cible
TDM AKA 32
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Quelques capteurs agrave courant de Foucault
TDM AKA 33
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulationPrincipe de fonctionnement
Un faisceau lumineux incident est focaliseacute sur la cible
Le faisceau reacutefleacutechi eacuteclaire en fonction de la distance un endroit sur un
capteur optique de type CCD (charge coupled device) ou PSD (position sensitive device)
Principaux type
-Les capteurs agrave reacuteflexion diffuse -Les capteurs agrave reacuteflexion speacuteculaire
Plage 20 agrave 75mm Plage environ 50 microm
Reacutesolution 2 agrave 5 microm Reacutesolution environ 15 nm
TDM AKA 34
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulation
Capteur agrave reacuteflexion diffuse
SUNX
Capteur laser
Keyence
TDM AKA 35
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifPrincipe de fonctionnement
Baseacute sur la variation de la capaciteacute drsquoun condensateur plan en fonction de la
distance entre les armatures
Principales exeacutecutions
-Tout types de cibles -Cibles meacutetalliques
TDM AKA 36
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Quelques exeacutecutions de deacuteplacement capacitif
Pour cibles meacutetalliques et non meacutetalliquesMicro Epsilon
TDM AKA 37
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifMise en œuvre
On impose un courant sinusoiumldal agrave la capaciteacute la tension agrave ses bornes vaut
La tension est proportionnelle agrave la distance
Caracteacuteristiques principales
Les capteurs capacitifs peuvent descendre agrave 3nm de reacutesolution
La dynamique est supeacuterieure agrave 10KHz
Ils conviennent agrave tout types de cibles
TDM AKA 38
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Vitesse angulaire
Ri
dynamo
U RchargeE
I
)(
faible tregraves
)(arg
EU
I
IREIRU iech
TDM AKA 39
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Geacuteneacuteratrices tachymeacutetriques
TDM AKA 40
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Les capteurs pieacutezo-eacutelectriquesPrincipe de fonctionnement
Ils sont baseacutes sur la variation de la polarisation D drsquoun reacuteseau cristallin
soumis agrave une contrainte meacutecanique
Repegravere et efforts
TDM AKA 41
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Mateacuteriaux preacutesentant un effet piezo eacutelectrique
TDM AKA 42
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Mise en œuvre
Les capteurs piezo eacutelectriques sont utiliseacutes pour des mesures dynamiquesScheacutema eacutequivalent eacutelectrique
Pour conditionner un capteur piezo on utilise un amplificateur de charge
Leur particulariteacute est une tregraves grande impeacutedance drsquoentreacutee
Scheacutema de lrsquoensemble capteur cacircble ampli
TDM AKA 43
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Capteurs pieacutezoeacutelectriques usuels
Acceacuteleacuteromegravetres
-Excellente bande passante freacutequence de reacutesonnance jusqursquoagrave 150 KHz
Capteurs de force
-Rigiditeacute et freacutequence de reacutesonnance plus grandes que ceux des
capteurs agrave jauges de contrainte
Capteurs de pression
-Excellente dynamique temporelle haute plage de pression
Kistler
Acceacuteleacuteromegravetre piezoeacutelectrique
Triaxial BruelampKjaer
Rondelle de charge
Kistler
TDM AKA 44
Caracteacuteristiques des capteurs
Sensibiliteacute
dx
duS
TDM AKA 45
Caracteacuteristiques des capteurs
SR
1
Reacutesolution
Pouvoir de reacutesolution
Em
RP
reacutesolution diviseacutee par lrsquoeacutetendue de la mesure
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 26
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Conditionnement
On utilise la deacutemodulation synchrone pour recueillir le signal
proportionnel au deacuteplacement
Allure du signal
agrave la sortie du
deacutemodulateur
TDM AKA 27
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Caracteacuteristiques principales
Le LVDT est un capteur de deacuteplacement absolu
Il est tregraves robuste
Sa reacutesolution est submicronique
La lineacuteariteacute est de lrsquoordre de 01 de la pleine eacutechelle
TDM AKA 28
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Quelques LVDT
LVDT
RDP
TDM AKA 29
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Couplemegravetre
LVDT
RDP
Mesure deacuteformation due au couple
Corps drsquoeacutepreuve arbre
Transformateur diffeacuterentiel en rotation
TDM AKA 30
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de FoucaultPrincipe de fonctionnement et eacutequations
TDM AKA 31
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de Foucault
Conditionnement Montage en pont amp deacutemodulation synchrone
Caracteacuteristiques et utilisation
-excellente reacutesolution 30nm
-utiliser sur une portion lineacuteaire
-on trouve aussi des exeacutecutions deacutetecteur
-ecirctre attentif agrave la taille de la cible
-ecirctre attentif agrave la nature et agrave la structure de la cible
TDM AKA 32
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Quelques capteurs agrave courant de Foucault
TDM AKA 33
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulationPrincipe de fonctionnement
Un faisceau lumineux incident est focaliseacute sur la cible
Le faisceau reacutefleacutechi eacuteclaire en fonction de la distance un endroit sur un
capteur optique de type CCD (charge coupled device) ou PSD (position sensitive device)
Principaux type
-Les capteurs agrave reacuteflexion diffuse -Les capteurs agrave reacuteflexion speacuteculaire
Plage 20 agrave 75mm Plage environ 50 microm
Reacutesolution 2 agrave 5 microm Reacutesolution environ 15 nm
TDM AKA 34
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulation
Capteur agrave reacuteflexion diffuse
SUNX
Capteur laser
Keyence
TDM AKA 35
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifPrincipe de fonctionnement
Baseacute sur la variation de la capaciteacute drsquoun condensateur plan en fonction de la
distance entre les armatures
Principales exeacutecutions
-Tout types de cibles -Cibles meacutetalliques
TDM AKA 36
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Quelques exeacutecutions de deacuteplacement capacitif
Pour cibles meacutetalliques et non meacutetalliquesMicro Epsilon
TDM AKA 37
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifMise en œuvre
On impose un courant sinusoiumldal agrave la capaciteacute la tension agrave ses bornes vaut
La tension est proportionnelle agrave la distance
Caracteacuteristiques principales
Les capteurs capacitifs peuvent descendre agrave 3nm de reacutesolution
La dynamique est supeacuterieure agrave 10KHz
Ils conviennent agrave tout types de cibles
TDM AKA 38
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Vitesse angulaire
Ri
dynamo
U RchargeE
I
)(
faible tregraves
)(arg
EU
I
IREIRU iech
TDM AKA 39
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Geacuteneacuteratrices tachymeacutetriques
TDM AKA 40
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Les capteurs pieacutezo-eacutelectriquesPrincipe de fonctionnement
Ils sont baseacutes sur la variation de la polarisation D drsquoun reacuteseau cristallin
soumis agrave une contrainte meacutecanique
Repegravere et efforts
TDM AKA 41
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Mateacuteriaux preacutesentant un effet piezo eacutelectrique
TDM AKA 42
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Mise en œuvre
Les capteurs piezo eacutelectriques sont utiliseacutes pour des mesures dynamiquesScheacutema eacutequivalent eacutelectrique
Pour conditionner un capteur piezo on utilise un amplificateur de charge
Leur particulariteacute est une tregraves grande impeacutedance drsquoentreacutee
Scheacutema de lrsquoensemble capteur cacircble ampli
TDM AKA 43
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Capteurs pieacutezoeacutelectriques usuels
Acceacuteleacuteromegravetres
-Excellente bande passante freacutequence de reacutesonnance jusqursquoagrave 150 KHz
Capteurs de force
-Rigiditeacute et freacutequence de reacutesonnance plus grandes que ceux des
capteurs agrave jauges de contrainte
Capteurs de pression
-Excellente dynamique temporelle haute plage de pression
Kistler
Acceacuteleacuteromegravetre piezoeacutelectrique
Triaxial BruelampKjaer
Rondelle de charge
Kistler
TDM AKA 44
Caracteacuteristiques des capteurs
Sensibiliteacute
dx
duS
TDM AKA 45
Caracteacuteristiques des capteurs
SR
1
Reacutesolution
Pouvoir de reacutesolution
Em
RP
reacutesolution diviseacutee par lrsquoeacutetendue de la mesure
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 27
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Caracteacuteristiques principales
Le LVDT est un capteur de deacuteplacement absolu
Il est tregraves robuste
Sa reacutesolution est submicronique
La lineacuteariteacute est de lrsquoordre de 01 de la pleine eacutechelle
TDM AKA 28
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Quelques LVDT
LVDT
RDP
TDM AKA 29
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Couplemegravetre
LVDT
RDP
Mesure deacuteformation due au couple
Corps drsquoeacutepreuve arbre
Transformateur diffeacuterentiel en rotation
TDM AKA 30
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de FoucaultPrincipe de fonctionnement et eacutequations
TDM AKA 31
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de Foucault
Conditionnement Montage en pont amp deacutemodulation synchrone
Caracteacuteristiques et utilisation
-excellente reacutesolution 30nm
-utiliser sur une portion lineacuteaire
-on trouve aussi des exeacutecutions deacutetecteur
-ecirctre attentif agrave la taille de la cible
-ecirctre attentif agrave la nature et agrave la structure de la cible
TDM AKA 32
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Quelques capteurs agrave courant de Foucault
TDM AKA 33
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulationPrincipe de fonctionnement
Un faisceau lumineux incident est focaliseacute sur la cible
Le faisceau reacutefleacutechi eacuteclaire en fonction de la distance un endroit sur un
capteur optique de type CCD (charge coupled device) ou PSD (position sensitive device)
Principaux type
-Les capteurs agrave reacuteflexion diffuse -Les capteurs agrave reacuteflexion speacuteculaire
Plage 20 agrave 75mm Plage environ 50 microm
Reacutesolution 2 agrave 5 microm Reacutesolution environ 15 nm
TDM AKA 34
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulation
Capteur agrave reacuteflexion diffuse
SUNX
Capteur laser
Keyence
TDM AKA 35
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifPrincipe de fonctionnement
Baseacute sur la variation de la capaciteacute drsquoun condensateur plan en fonction de la
distance entre les armatures
Principales exeacutecutions
-Tout types de cibles -Cibles meacutetalliques
TDM AKA 36
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Quelques exeacutecutions de deacuteplacement capacitif
Pour cibles meacutetalliques et non meacutetalliquesMicro Epsilon
TDM AKA 37
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifMise en œuvre
On impose un courant sinusoiumldal agrave la capaciteacute la tension agrave ses bornes vaut
La tension est proportionnelle agrave la distance
Caracteacuteristiques principales
Les capteurs capacitifs peuvent descendre agrave 3nm de reacutesolution
La dynamique est supeacuterieure agrave 10KHz
Ils conviennent agrave tout types de cibles
TDM AKA 38
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Vitesse angulaire
Ri
dynamo
U RchargeE
I
)(
faible tregraves
)(arg
EU
I
IREIRU iech
TDM AKA 39
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Geacuteneacuteratrices tachymeacutetriques
TDM AKA 40
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Les capteurs pieacutezo-eacutelectriquesPrincipe de fonctionnement
Ils sont baseacutes sur la variation de la polarisation D drsquoun reacuteseau cristallin
soumis agrave une contrainte meacutecanique
Repegravere et efforts
TDM AKA 41
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Mateacuteriaux preacutesentant un effet piezo eacutelectrique
TDM AKA 42
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Mise en œuvre
Les capteurs piezo eacutelectriques sont utiliseacutes pour des mesures dynamiquesScheacutema eacutequivalent eacutelectrique
Pour conditionner un capteur piezo on utilise un amplificateur de charge
Leur particulariteacute est une tregraves grande impeacutedance drsquoentreacutee
Scheacutema de lrsquoensemble capteur cacircble ampli
TDM AKA 43
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Capteurs pieacutezoeacutelectriques usuels
Acceacuteleacuteromegravetres
-Excellente bande passante freacutequence de reacutesonnance jusqursquoagrave 150 KHz
Capteurs de force
-Rigiditeacute et freacutequence de reacutesonnance plus grandes que ceux des
capteurs agrave jauges de contrainte
Capteurs de pression
-Excellente dynamique temporelle haute plage de pression
Kistler
Acceacuteleacuteromegravetre piezoeacutelectrique
Triaxial BruelampKjaer
Rondelle de charge
Kistler
TDM AKA 44
Caracteacuteristiques des capteurs
Sensibiliteacute
dx
duS
TDM AKA 45
Caracteacuteristiques des capteurs
SR
1
Reacutesolution
Pouvoir de reacutesolution
Em
RP
reacutesolution diviseacutee par lrsquoeacutetendue de la mesure
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 28
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Quelques LVDT
LVDT
RDP
TDM AKA 29
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Couplemegravetre
LVDT
RDP
Mesure deacuteformation due au couple
Corps drsquoeacutepreuve arbre
Transformateur diffeacuterentiel en rotation
TDM AKA 30
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de FoucaultPrincipe de fonctionnement et eacutequations
TDM AKA 31
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de Foucault
Conditionnement Montage en pont amp deacutemodulation synchrone
Caracteacuteristiques et utilisation
-excellente reacutesolution 30nm
-utiliser sur une portion lineacuteaire
-on trouve aussi des exeacutecutions deacutetecteur
-ecirctre attentif agrave la taille de la cible
-ecirctre attentif agrave la nature et agrave la structure de la cible
TDM AKA 32
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Quelques capteurs agrave courant de Foucault
TDM AKA 33
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulationPrincipe de fonctionnement
Un faisceau lumineux incident est focaliseacute sur la cible
Le faisceau reacutefleacutechi eacuteclaire en fonction de la distance un endroit sur un
capteur optique de type CCD (charge coupled device) ou PSD (position sensitive device)
Principaux type
-Les capteurs agrave reacuteflexion diffuse -Les capteurs agrave reacuteflexion speacuteculaire
Plage 20 agrave 75mm Plage environ 50 microm
Reacutesolution 2 agrave 5 microm Reacutesolution environ 15 nm
TDM AKA 34
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulation
Capteur agrave reacuteflexion diffuse
SUNX
Capteur laser
Keyence
TDM AKA 35
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifPrincipe de fonctionnement
Baseacute sur la variation de la capaciteacute drsquoun condensateur plan en fonction de la
distance entre les armatures
Principales exeacutecutions
-Tout types de cibles -Cibles meacutetalliques
TDM AKA 36
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Quelques exeacutecutions de deacuteplacement capacitif
Pour cibles meacutetalliques et non meacutetalliquesMicro Epsilon
TDM AKA 37
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifMise en œuvre
On impose un courant sinusoiumldal agrave la capaciteacute la tension agrave ses bornes vaut
La tension est proportionnelle agrave la distance
Caracteacuteristiques principales
Les capteurs capacitifs peuvent descendre agrave 3nm de reacutesolution
La dynamique est supeacuterieure agrave 10KHz
Ils conviennent agrave tout types de cibles
TDM AKA 38
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Vitesse angulaire
Ri
dynamo
U RchargeE
I
)(
faible tregraves
)(arg
EU
I
IREIRU iech
TDM AKA 39
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Geacuteneacuteratrices tachymeacutetriques
TDM AKA 40
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Les capteurs pieacutezo-eacutelectriquesPrincipe de fonctionnement
Ils sont baseacutes sur la variation de la polarisation D drsquoun reacuteseau cristallin
soumis agrave une contrainte meacutecanique
Repegravere et efforts
TDM AKA 41
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Mateacuteriaux preacutesentant un effet piezo eacutelectrique
TDM AKA 42
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Mise en œuvre
Les capteurs piezo eacutelectriques sont utiliseacutes pour des mesures dynamiquesScheacutema eacutequivalent eacutelectrique
Pour conditionner un capteur piezo on utilise un amplificateur de charge
Leur particulariteacute est une tregraves grande impeacutedance drsquoentreacutee
Scheacutema de lrsquoensemble capteur cacircble ampli
TDM AKA 43
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Capteurs pieacutezoeacutelectriques usuels
Acceacuteleacuteromegravetres
-Excellente bande passante freacutequence de reacutesonnance jusqursquoagrave 150 KHz
Capteurs de force
-Rigiditeacute et freacutequence de reacutesonnance plus grandes que ceux des
capteurs agrave jauges de contrainte
Capteurs de pression
-Excellente dynamique temporelle haute plage de pression
Kistler
Acceacuteleacuteromegravetre piezoeacutelectrique
Triaxial BruelampKjaer
Rondelle de charge
Kistler
TDM AKA 44
Caracteacuteristiques des capteurs
Sensibiliteacute
dx
duS
TDM AKA 45
Caracteacuteristiques des capteurs
SR
1
Reacutesolution
Pouvoir de reacutesolution
Em
RP
reacutesolution diviseacutee par lrsquoeacutetendue de la mesure
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 29
Capteurs de deacuteplacement
inductif
Couplemegravetre
LVDT
RDP
Mesure deacuteformation due au couple
Corps drsquoeacutepreuve arbre
Transformateur diffeacuterentiel en rotation
TDM AKA 30
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de FoucaultPrincipe de fonctionnement et eacutequations
TDM AKA 31
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de Foucault
Conditionnement Montage en pont amp deacutemodulation synchrone
Caracteacuteristiques et utilisation
-excellente reacutesolution 30nm
-utiliser sur une portion lineacuteaire
-on trouve aussi des exeacutecutions deacutetecteur
-ecirctre attentif agrave la taille de la cible
-ecirctre attentif agrave la nature et agrave la structure de la cible
TDM AKA 32
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Quelques capteurs agrave courant de Foucault
TDM AKA 33
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulationPrincipe de fonctionnement
Un faisceau lumineux incident est focaliseacute sur la cible
Le faisceau reacutefleacutechi eacuteclaire en fonction de la distance un endroit sur un
capteur optique de type CCD (charge coupled device) ou PSD (position sensitive device)
Principaux type
-Les capteurs agrave reacuteflexion diffuse -Les capteurs agrave reacuteflexion speacuteculaire
Plage 20 agrave 75mm Plage environ 50 microm
Reacutesolution 2 agrave 5 microm Reacutesolution environ 15 nm
TDM AKA 34
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulation
Capteur agrave reacuteflexion diffuse
SUNX
Capteur laser
Keyence
TDM AKA 35
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifPrincipe de fonctionnement
Baseacute sur la variation de la capaciteacute drsquoun condensateur plan en fonction de la
distance entre les armatures
Principales exeacutecutions
-Tout types de cibles -Cibles meacutetalliques
TDM AKA 36
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Quelques exeacutecutions de deacuteplacement capacitif
Pour cibles meacutetalliques et non meacutetalliquesMicro Epsilon
TDM AKA 37
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifMise en œuvre
On impose un courant sinusoiumldal agrave la capaciteacute la tension agrave ses bornes vaut
La tension est proportionnelle agrave la distance
Caracteacuteristiques principales
Les capteurs capacitifs peuvent descendre agrave 3nm de reacutesolution
La dynamique est supeacuterieure agrave 10KHz
Ils conviennent agrave tout types de cibles
TDM AKA 38
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Vitesse angulaire
Ri
dynamo
U RchargeE
I
)(
faible tregraves
)(arg
EU
I
IREIRU iech
TDM AKA 39
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Geacuteneacuteratrices tachymeacutetriques
TDM AKA 40
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Les capteurs pieacutezo-eacutelectriquesPrincipe de fonctionnement
Ils sont baseacutes sur la variation de la polarisation D drsquoun reacuteseau cristallin
soumis agrave une contrainte meacutecanique
Repegravere et efforts
TDM AKA 41
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Mateacuteriaux preacutesentant un effet piezo eacutelectrique
TDM AKA 42
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Mise en œuvre
Les capteurs piezo eacutelectriques sont utiliseacutes pour des mesures dynamiquesScheacutema eacutequivalent eacutelectrique
Pour conditionner un capteur piezo on utilise un amplificateur de charge
Leur particulariteacute est une tregraves grande impeacutedance drsquoentreacutee
Scheacutema de lrsquoensemble capteur cacircble ampli
TDM AKA 43
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Capteurs pieacutezoeacutelectriques usuels
Acceacuteleacuteromegravetres
-Excellente bande passante freacutequence de reacutesonnance jusqursquoagrave 150 KHz
Capteurs de force
-Rigiditeacute et freacutequence de reacutesonnance plus grandes que ceux des
capteurs agrave jauges de contrainte
Capteurs de pression
-Excellente dynamique temporelle haute plage de pression
Kistler
Acceacuteleacuteromegravetre piezoeacutelectrique
Triaxial BruelampKjaer
Rondelle de charge
Kistler
TDM AKA 44
Caracteacuteristiques des capteurs
Sensibiliteacute
dx
duS
TDM AKA 45
Caracteacuteristiques des capteurs
SR
1
Reacutesolution
Pouvoir de reacutesolution
Em
RP
reacutesolution diviseacutee par lrsquoeacutetendue de la mesure
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 30
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de FoucaultPrincipe de fonctionnement et eacutequations
TDM AKA 31
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de Foucault
Conditionnement Montage en pont amp deacutemodulation synchrone
Caracteacuteristiques et utilisation
-excellente reacutesolution 30nm
-utiliser sur une portion lineacuteaire
-on trouve aussi des exeacutecutions deacutetecteur
-ecirctre attentif agrave la taille de la cible
-ecirctre attentif agrave la nature et agrave la structure de la cible
TDM AKA 32
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Quelques capteurs agrave courant de Foucault
TDM AKA 33
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulationPrincipe de fonctionnement
Un faisceau lumineux incident est focaliseacute sur la cible
Le faisceau reacutefleacutechi eacuteclaire en fonction de la distance un endroit sur un
capteur optique de type CCD (charge coupled device) ou PSD (position sensitive device)
Principaux type
-Les capteurs agrave reacuteflexion diffuse -Les capteurs agrave reacuteflexion speacuteculaire
Plage 20 agrave 75mm Plage environ 50 microm
Reacutesolution 2 agrave 5 microm Reacutesolution environ 15 nm
TDM AKA 34
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulation
Capteur agrave reacuteflexion diffuse
SUNX
Capteur laser
Keyence
TDM AKA 35
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifPrincipe de fonctionnement
Baseacute sur la variation de la capaciteacute drsquoun condensateur plan en fonction de la
distance entre les armatures
Principales exeacutecutions
-Tout types de cibles -Cibles meacutetalliques
TDM AKA 36
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Quelques exeacutecutions de deacuteplacement capacitif
Pour cibles meacutetalliques et non meacutetalliquesMicro Epsilon
TDM AKA 37
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifMise en œuvre
On impose un courant sinusoiumldal agrave la capaciteacute la tension agrave ses bornes vaut
La tension est proportionnelle agrave la distance
Caracteacuteristiques principales
Les capteurs capacitifs peuvent descendre agrave 3nm de reacutesolution
La dynamique est supeacuterieure agrave 10KHz
Ils conviennent agrave tout types de cibles
TDM AKA 38
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Vitesse angulaire
Ri
dynamo
U RchargeE
I
)(
faible tregraves
)(arg
EU
I
IREIRU iech
TDM AKA 39
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Geacuteneacuteratrices tachymeacutetriques
TDM AKA 40
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Les capteurs pieacutezo-eacutelectriquesPrincipe de fonctionnement
Ils sont baseacutes sur la variation de la polarisation D drsquoun reacuteseau cristallin
soumis agrave une contrainte meacutecanique
Repegravere et efforts
TDM AKA 41
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Mateacuteriaux preacutesentant un effet piezo eacutelectrique
TDM AKA 42
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Mise en œuvre
Les capteurs piezo eacutelectriques sont utiliseacutes pour des mesures dynamiquesScheacutema eacutequivalent eacutelectrique
Pour conditionner un capteur piezo on utilise un amplificateur de charge
Leur particulariteacute est une tregraves grande impeacutedance drsquoentreacutee
Scheacutema de lrsquoensemble capteur cacircble ampli
TDM AKA 43
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Capteurs pieacutezoeacutelectriques usuels
Acceacuteleacuteromegravetres
-Excellente bande passante freacutequence de reacutesonnance jusqursquoagrave 150 KHz
Capteurs de force
-Rigiditeacute et freacutequence de reacutesonnance plus grandes que ceux des
capteurs agrave jauges de contrainte
Capteurs de pression
-Excellente dynamique temporelle haute plage de pression
Kistler
Acceacuteleacuteromegravetre piezoeacutelectrique
Triaxial BruelampKjaer
Rondelle de charge
Kistler
TDM AKA 44
Caracteacuteristiques des capteurs
Sensibiliteacute
dx
duS
TDM AKA 45
Caracteacuteristiques des capteurs
SR
1
Reacutesolution
Pouvoir de reacutesolution
Em
RP
reacutesolution diviseacutee par lrsquoeacutetendue de la mesure
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 31
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Le capteur de deacuteplacement agrave courant de Foucault
Conditionnement Montage en pont amp deacutemodulation synchrone
Caracteacuteristiques et utilisation
-excellente reacutesolution 30nm
-utiliser sur une portion lineacuteaire
-on trouve aussi des exeacutecutions deacutetecteur
-ecirctre attentif agrave la taille de la cible
-ecirctre attentif agrave la nature et agrave la structure de la cible
TDM AKA 32
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Quelques capteurs agrave courant de Foucault
TDM AKA 33
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulationPrincipe de fonctionnement
Un faisceau lumineux incident est focaliseacute sur la cible
Le faisceau reacutefleacutechi eacuteclaire en fonction de la distance un endroit sur un
capteur optique de type CCD (charge coupled device) ou PSD (position sensitive device)
Principaux type
-Les capteurs agrave reacuteflexion diffuse -Les capteurs agrave reacuteflexion speacuteculaire
Plage 20 agrave 75mm Plage environ 50 microm
Reacutesolution 2 agrave 5 microm Reacutesolution environ 15 nm
TDM AKA 34
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulation
Capteur agrave reacuteflexion diffuse
SUNX
Capteur laser
Keyence
TDM AKA 35
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifPrincipe de fonctionnement
Baseacute sur la variation de la capaciteacute drsquoun condensateur plan en fonction de la
distance entre les armatures
Principales exeacutecutions
-Tout types de cibles -Cibles meacutetalliques
TDM AKA 36
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Quelques exeacutecutions de deacuteplacement capacitif
Pour cibles meacutetalliques et non meacutetalliquesMicro Epsilon
TDM AKA 37
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifMise en œuvre
On impose un courant sinusoiumldal agrave la capaciteacute la tension agrave ses bornes vaut
La tension est proportionnelle agrave la distance
Caracteacuteristiques principales
Les capteurs capacitifs peuvent descendre agrave 3nm de reacutesolution
La dynamique est supeacuterieure agrave 10KHz
Ils conviennent agrave tout types de cibles
TDM AKA 38
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Vitesse angulaire
Ri
dynamo
U RchargeE
I
)(
faible tregraves
)(arg
EU
I
IREIRU iech
TDM AKA 39
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Geacuteneacuteratrices tachymeacutetriques
TDM AKA 40
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Les capteurs pieacutezo-eacutelectriquesPrincipe de fonctionnement
Ils sont baseacutes sur la variation de la polarisation D drsquoun reacuteseau cristallin
soumis agrave une contrainte meacutecanique
Repegravere et efforts
TDM AKA 41
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Mateacuteriaux preacutesentant un effet piezo eacutelectrique
TDM AKA 42
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Mise en œuvre
Les capteurs piezo eacutelectriques sont utiliseacutes pour des mesures dynamiquesScheacutema eacutequivalent eacutelectrique
Pour conditionner un capteur piezo on utilise un amplificateur de charge
Leur particulariteacute est une tregraves grande impeacutedance drsquoentreacutee
Scheacutema de lrsquoensemble capteur cacircble ampli
TDM AKA 43
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Capteurs pieacutezoeacutelectriques usuels
Acceacuteleacuteromegravetres
-Excellente bande passante freacutequence de reacutesonnance jusqursquoagrave 150 KHz
Capteurs de force
-Rigiditeacute et freacutequence de reacutesonnance plus grandes que ceux des
capteurs agrave jauges de contrainte
Capteurs de pression
-Excellente dynamique temporelle haute plage de pression
Kistler
Acceacuteleacuteromegravetre piezoeacutelectrique
Triaxial BruelampKjaer
Rondelle de charge
Kistler
TDM AKA 44
Caracteacuteristiques des capteurs
Sensibiliteacute
dx
duS
TDM AKA 45
Caracteacuteristiques des capteurs
SR
1
Reacutesolution
Pouvoir de reacutesolution
Em
RP
reacutesolution diviseacutee par lrsquoeacutetendue de la mesure
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 32
Capteurs de deacuteplacement
agrave courants de Foucault
Quelques capteurs agrave courant de Foucault
TDM AKA 33
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulationPrincipe de fonctionnement
Un faisceau lumineux incident est focaliseacute sur la cible
Le faisceau reacutefleacutechi eacuteclaire en fonction de la distance un endroit sur un
capteur optique de type CCD (charge coupled device) ou PSD (position sensitive device)
Principaux type
-Les capteurs agrave reacuteflexion diffuse -Les capteurs agrave reacuteflexion speacuteculaire
Plage 20 agrave 75mm Plage environ 50 microm
Reacutesolution 2 agrave 5 microm Reacutesolution environ 15 nm
TDM AKA 34
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulation
Capteur agrave reacuteflexion diffuse
SUNX
Capteur laser
Keyence
TDM AKA 35
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifPrincipe de fonctionnement
Baseacute sur la variation de la capaciteacute drsquoun condensateur plan en fonction de la
distance entre les armatures
Principales exeacutecutions
-Tout types de cibles -Cibles meacutetalliques
TDM AKA 36
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Quelques exeacutecutions de deacuteplacement capacitif
Pour cibles meacutetalliques et non meacutetalliquesMicro Epsilon
TDM AKA 37
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifMise en œuvre
On impose un courant sinusoiumldal agrave la capaciteacute la tension agrave ses bornes vaut
La tension est proportionnelle agrave la distance
Caracteacuteristiques principales
Les capteurs capacitifs peuvent descendre agrave 3nm de reacutesolution
La dynamique est supeacuterieure agrave 10KHz
Ils conviennent agrave tout types de cibles
TDM AKA 38
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Vitesse angulaire
Ri
dynamo
U RchargeE
I
)(
faible tregraves
)(arg
EU
I
IREIRU iech
TDM AKA 39
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Geacuteneacuteratrices tachymeacutetriques
TDM AKA 40
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Les capteurs pieacutezo-eacutelectriquesPrincipe de fonctionnement
Ils sont baseacutes sur la variation de la polarisation D drsquoun reacuteseau cristallin
soumis agrave une contrainte meacutecanique
Repegravere et efforts
TDM AKA 41
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Mateacuteriaux preacutesentant un effet piezo eacutelectrique
TDM AKA 42
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Mise en œuvre
Les capteurs piezo eacutelectriques sont utiliseacutes pour des mesures dynamiquesScheacutema eacutequivalent eacutelectrique
Pour conditionner un capteur piezo on utilise un amplificateur de charge
Leur particulariteacute est une tregraves grande impeacutedance drsquoentreacutee
Scheacutema de lrsquoensemble capteur cacircble ampli
TDM AKA 43
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Capteurs pieacutezoeacutelectriques usuels
Acceacuteleacuteromegravetres
-Excellente bande passante freacutequence de reacutesonnance jusqursquoagrave 150 KHz
Capteurs de force
-Rigiditeacute et freacutequence de reacutesonnance plus grandes que ceux des
capteurs agrave jauges de contrainte
Capteurs de pression
-Excellente dynamique temporelle haute plage de pression
Kistler
Acceacuteleacuteromegravetre piezoeacutelectrique
Triaxial BruelampKjaer
Rondelle de charge
Kistler
TDM AKA 44
Caracteacuteristiques des capteurs
Sensibiliteacute
dx
duS
TDM AKA 45
Caracteacuteristiques des capteurs
SR
1
Reacutesolution
Pouvoir de reacutesolution
Em
RP
reacutesolution diviseacutee par lrsquoeacutetendue de la mesure
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 33
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulationPrincipe de fonctionnement
Un faisceau lumineux incident est focaliseacute sur la cible
Le faisceau reacutefleacutechi eacuteclaire en fonction de la distance un endroit sur un
capteur optique de type CCD (charge coupled device) ou PSD (position sensitive device)
Principaux type
-Les capteurs agrave reacuteflexion diffuse -Les capteurs agrave reacuteflexion speacuteculaire
Plage 20 agrave 75mm Plage environ 50 microm
Reacutesolution 2 agrave 5 microm Reacutesolution environ 15 nm
TDM AKA 34
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulation
Capteur agrave reacuteflexion diffuse
SUNX
Capteur laser
Keyence
TDM AKA 35
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifPrincipe de fonctionnement
Baseacute sur la variation de la capaciteacute drsquoun condensateur plan en fonction de la
distance entre les armatures
Principales exeacutecutions
-Tout types de cibles -Cibles meacutetalliques
TDM AKA 36
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Quelques exeacutecutions de deacuteplacement capacitif
Pour cibles meacutetalliques et non meacutetalliquesMicro Epsilon
TDM AKA 37
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifMise en œuvre
On impose un courant sinusoiumldal agrave la capaciteacute la tension agrave ses bornes vaut
La tension est proportionnelle agrave la distance
Caracteacuteristiques principales
Les capteurs capacitifs peuvent descendre agrave 3nm de reacutesolution
La dynamique est supeacuterieure agrave 10KHz
Ils conviennent agrave tout types de cibles
TDM AKA 38
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Vitesse angulaire
Ri
dynamo
U RchargeE
I
)(
faible tregraves
)(arg
EU
I
IREIRU iech
TDM AKA 39
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Geacuteneacuteratrices tachymeacutetriques
TDM AKA 40
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Les capteurs pieacutezo-eacutelectriquesPrincipe de fonctionnement
Ils sont baseacutes sur la variation de la polarisation D drsquoun reacuteseau cristallin
soumis agrave une contrainte meacutecanique
Repegravere et efforts
TDM AKA 41
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Mateacuteriaux preacutesentant un effet piezo eacutelectrique
TDM AKA 42
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Mise en œuvre
Les capteurs piezo eacutelectriques sont utiliseacutes pour des mesures dynamiquesScheacutema eacutequivalent eacutelectrique
Pour conditionner un capteur piezo on utilise un amplificateur de charge
Leur particulariteacute est une tregraves grande impeacutedance drsquoentreacutee
Scheacutema de lrsquoensemble capteur cacircble ampli
TDM AKA 43
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Capteurs pieacutezoeacutelectriques usuels
Acceacuteleacuteromegravetres
-Excellente bande passante freacutequence de reacutesonnance jusqursquoagrave 150 KHz
Capteurs de force
-Rigiditeacute et freacutequence de reacutesonnance plus grandes que ceux des
capteurs agrave jauges de contrainte
Capteurs de pression
-Excellente dynamique temporelle haute plage de pression
Kistler
Acceacuteleacuteromegravetre piezoeacutelectrique
Triaxial BruelampKjaer
Rondelle de charge
Kistler
TDM AKA 44
Caracteacuteristiques des capteurs
Sensibiliteacute
dx
duS
TDM AKA 45
Caracteacuteristiques des capteurs
SR
1
Reacutesolution
Pouvoir de reacutesolution
Em
RP
reacutesolution diviseacutee par lrsquoeacutetendue de la mesure
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 34
Capteurs de deacuteplacement par
triangulation
Les capteurs de deacuteplacement par triangulation
Capteur agrave reacuteflexion diffuse
SUNX
Capteur laser
Keyence
TDM AKA 35
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifPrincipe de fonctionnement
Baseacute sur la variation de la capaciteacute drsquoun condensateur plan en fonction de la
distance entre les armatures
Principales exeacutecutions
-Tout types de cibles -Cibles meacutetalliques
TDM AKA 36
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Quelques exeacutecutions de deacuteplacement capacitif
Pour cibles meacutetalliques et non meacutetalliquesMicro Epsilon
TDM AKA 37
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifMise en œuvre
On impose un courant sinusoiumldal agrave la capaciteacute la tension agrave ses bornes vaut
La tension est proportionnelle agrave la distance
Caracteacuteristiques principales
Les capteurs capacitifs peuvent descendre agrave 3nm de reacutesolution
La dynamique est supeacuterieure agrave 10KHz
Ils conviennent agrave tout types de cibles
TDM AKA 38
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Vitesse angulaire
Ri
dynamo
U RchargeE
I
)(
faible tregraves
)(arg
EU
I
IREIRU iech
TDM AKA 39
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Geacuteneacuteratrices tachymeacutetriques
TDM AKA 40
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Les capteurs pieacutezo-eacutelectriquesPrincipe de fonctionnement
Ils sont baseacutes sur la variation de la polarisation D drsquoun reacuteseau cristallin
soumis agrave une contrainte meacutecanique
Repegravere et efforts
TDM AKA 41
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Mateacuteriaux preacutesentant un effet piezo eacutelectrique
TDM AKA 42
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Mise en œuvre
Les capteurs piezo eacutelectriques sont utiliseacutes pour des mesures dynamiquesScheacutema eacutequivalent eacutelectrique
Pour conditionner un capteur piezo on utilise un amplificateur de charge
Leur particulariteacute est une tregraves grande impeacutedance drsquoentreacutee
Scheacutema de lrsquoensemble capteur cacircble ampli
TDM AKA 43
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Capteurs pieacutezoeacutelectriques usuels
Acceacuteleacuteromegravetres
-Excellente bande passante freacutequence de reacutesonnance jusqursquoagrave 150 KHz
Capteurs de force
-Rigiditeacute et freacutequence de reacutesonnance plus grandes que ceux des
capteurs agrave jauges de contrainte
Capteurs de pression
-Excellente dynamique temporelle haute plage de pression
Kistler
Acceacuteleacuteromegravetre piezoeacutelectrique
Triaxial BruelampKjaer
Rondelle de charge
Kistler
TDM AKA 44
Caracteacuteristiques des capteurs
Sensibiliteacute
dx
duS
TDM AKA 45
Caracteacuteristiques des capteurs
SR
1
Reacutesolution
Pouvoir de reacutesolution
Em
RP
reacutesolution diviseacutee par lrsquoeacutetendue de la mesure
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 35
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifPrincipe de fonctionnement
Baseacute sur la variation de la capaciteacute drsquoun condensateur plan en fonction de la
distance entre les armatures
Principales exeacutecutions
-Tout types de cibles -Cibles meacutetalliques
TDM AKA 36
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Quelques exeacutecutions de deacuteplacement capacitif
Pour cibles meacutetalliques et non meacutetalliquesMicro Epsilon
TDM AKA 37
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifMise en œuvre
On impose un courant sinusoiumldal agrave la capaciteacute la tension agrave ses bornes vaut
La tension est proportionnelle agrave la distance
Caracteacuteristiques principales
Les capteurs capacitifs peuvent descendre agrave 3nm de reacutesolution
La dynamique est supeacuterieure agrave 10KHz
Ils conviennent agrave tout types de cibles
TDM AKA 38
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Vitesse angulaire
Ri
dynamo
U RchargeE
I
)(
faible tregraves
)(arg
EU
I
IREIRU iech
TDM AKA 39
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Geacuteneacuteratrices tachymeacutetriques
TDM AKA 40
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Les capteurs pieacutezo-eacutelectriquesPrincipe de fonctionnement
Ils sont baseacutes sur la variation de la polarisation D drsquoun reacuteseau cristallin
soumis agrave une contrainte meacutecanique
Repegravere et efforts
TDM AKA 41
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Mateacuteriaux preacutesentant un effet piezo eacutelectrique
TDM AKA 42
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Mise en œuvre
Les capteurs piezo eacutelectriques sont utiliseacutes pour des mesures dynamiquesScheacutema eacutequivalent eacutelectrique
Pour conditionner un capteur piezo on utilise un amplificateur de charge
Leur particulariteacute est une tregraves grande impeacutedance drsquoentreacutee
Scheacutema de lrsquoensemble capteur cacircble ampli
TDM AKA 43
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Capteurs pieacutezoeacutelectriques usuels
Acceacuteleacuteromegravetres
-Excellente bande passante freacutequence de reacutesonnance jusqursquoagrave 150 KHz
Capteurs de force
-Rigiditeacute et freacutequence de reacutesonnance plus grandes que ceux des
capteurs agrave jauges de contrainte
Capteurs de pression
-Excellente dynamique temporelle haute plage de pression
Kistler
Acceacuteleacuteromegravetre piezoeacutelectrique
Triaxial BruelampKjaer
Rondelle de charge
Kistler
TDM AKA 44
Caracteacuteristiques des capteurs
Sensibiliteacute
dx
duS
TDM AKA 45
Caracteacuteristiques des capteurs
SR
1
Reacutesolution
Pouvoir de reacutesolution
Em
RP
reacutesolution diviseacutee par lrsquoeacutetendue de la mesure
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 36
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Quelques exeacutecutions de deacuteplacement capacitif
Pour cibles meacutetalliques et non meacutetalliquesMicro Epsilon
TDM AKA 37
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifMise en œuvre
On impose un courant sinusoiumldal agrave la capaciteacute la tension agrave ses bornes vaut
La tension est proportionnelle agrave la distance
Caracteacuteristiques principales
Les capteurs capacitifs peuvent descendre agrave 3nm de reacutesolution
La dynamique est supeacuterieure agrave 10KHz
Ils conviennent agrave tout types de cibles
TDM AKA 38
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Vitesse angulaire
Ri
dynamo
U RchargeE
I
)(
faible tregraves
)(arg
EU
I
IREIRU iech
TDM AKA 39
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Geacuteneacuteratrices tachymeacutetriques
TDM AKA 40
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Les capteurs pieacutezo-eacutelectriquesPrincipe de fonctionnement
Ils sont baseacutes sur la variation de la polarisation D drsquoun reacuteseau cristallin
soumis agrave une contrainte meacutecanique
Repegravere et efforts
TDM AKA 41
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Mateacuteriaux preacutesentant un effet piezo eacutelectrique
TDM AKA 42
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Mise en œuvre
Les capteurs piezo eacutelectriques sont utiliseacutes pour des mesures dynamiquesScheacutema eacutequivalent eacutelectrique
Pour conditionner un capteur piezo on utilise un amplificateur de charge
Leur particulariteacute est une tregraves grande impeacutedance drsquoentreacutee
Scheacutema de lrsquoensemble capteur cacircble ampli
TDM AKA 43
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Capteurs pieacutezoeacutelectriques usuels
Acceacuteleacuteromegravetres
-Excellente bande passante freacutequence de reacutesonnance jusqursquoagrave 150 KHz
Capteurs de force
-Rigiditeacute et freacutequence de reacutesonnance plus grandes que ceux des
capteurs agrave jauges de contrainte
Capteurs de pression
-Excellente dynamique temporelle haute plage de pression
Kistler
Acceacuteleacuteromegravetre piezoeacutelectrique
Triaxial BruelampKjaer
Rondelle de charge
Kistler
TDM AKA 44
Caracteacuteristiques des capteurs
Sensibiliteacute
dx
duS
TDM AKA 45
Caracteacuteristiques des capteurs
SR
1
Reacutesolution
Pouvoir de reacutesolution
Em
RP
reacutesolution diviseacutee par lrsquoeacutetendue de la mesure
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 37
Capteurs de deacuteplacement
capacitif
Les capteurs de deacuteplacement capacitifMise en œuvre
On impose un courant sinusoiumldal agrave la capaciteacute la tension agrave ses bornes vaut
La tension est proportionnelle agrave la distance
Caracteacuteristiques principales
Les capteurs capacitifs peuvent descendre agrave 3nm de reacutesolution
La dynamique est supeacuterieure agrave 10KHz
Ils conviennent agrave tout types de cibles
TDM AKA 38
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Vitesse angulaire
Ri
dynamo
U RchargeE
I
)(
faible tregraves
)(arg
EU
I
IREIRU iech
TDM AKA 39
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Geacuteneacuteratrices tachymeacutetriques
TDM AKA 40
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Les capteurs pieacutezo-eacutelectriquesPrincipe de fonctionnement
Ils sont baseacutes sur la variation de la polarisation D drsquoun reacuteseau cristallin
soumis agrave une contrainte meacutecanique
Repegravere et efforts
TDM AKA 41
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Mateacuteriaux preacutesentant un effet piezo eacutelectrique
TDM AKA 42
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Mise en œuvre
Les capteurs piezo eacutelectriques sont utiliseacutes pour des mesures dynamiquesScheacutema eacutequivalent eacutelectrique
Pour conditionner un capteur piezo on utilise un amplificateur de charge
Leur particulariteacute est une tregraves grande impeacutedance drsquoentreacutee
Scheacutema de lrsquoensemble capteur cacircble ampli
TDM AKA 43
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Capteurs pieacutezoeacutelectriques usuels
Acceacuteleacuteromegravetres
-Excellente bande passante freacutequence de reacutesonnance jusqursquoagrave 150 KHz
Capteurs de force
-Rigiditeacute et freacutequence de reacutesonnance plus grandes que ceux des
capteurs agrave jauges de contrainte
Capteurs de pression
-Excellente dynamique temporelle haute plage de pression
Kistler
Acceacuteleacuteromegravetre piezoeacutelectrique
Triaxial BruelampKjaer
Rondelle de charge
Kistler
TDM AKA 44
Caracteacuteristiques des capteurs
Sensibiliteacute
dx
duS
TDM AKA 45
Caracteacuteristiques des capteurs
SR
1
Reacutesolution
Pouvoir de reacutesolution
Em
RP
reacutesolution diviseacutee par lrsquoeacutetendue de la mesure
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 38
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Vitesse angulaire
Ri
dynamo
U RchargeE
I
)(
faible tregraves
)(arg
EU
I
IREIRU iech
TDM AKA 39
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Geacuteneacuteratrices tachymeacutetriques
TDM AKA 40
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Les capteurs pieacutezo-eacutelectriquesPrincipe de fonctionnement
Ils sont baseacutes sur la variation de la polarisation D drsquoun reacuteseau cristallin
soumis agrave une contrainte meacutecanique
Repegravere et efforts
TDM AKA 41
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Mateacuteriaux preacutesentant un effet piezo eacutelectrique
TDM AKA 42
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Mise en œuvre
Les capteurs piezo eacutelectriques sont utiliseacutes pour des mesures dynamiquesScheacutema eacutequivalent eacutelectrique
Pour conditionner un capteur piezo on utilise un amplificateur de charge
Leur particulariteacute est une tregraves grande impeacutedance drsquoentreacutee
Scheacutema de lrsquoensemble capteur cacircble ampli
TDM AKA 43
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Capteurs pieacutezoeacutelectriques usuels
Acceacuteleacuteromegravetres
-Excellente bande passante freacutequence de reacutesonnance jusqursquoagrave 150 KHz
Capteurs de force
-Rigiditeacute et freacutequence de reacutesonnance plus grandes que ceux des
capteurs agrave jauges de contrainte
Capteurs de pression
-Excellente dynamique temporelle haute plage de pression
Kistler
Acceacuteleacuteromegravetre piezoeacutelectrique
Triaxial BruelampKjaer
Rondelle de charge
Kistler
TDM AKA 44
Caracteacuteristiques des capteurs
Sensibiliteacute
dx
duS
TDM AKA 45
Caracteacuteristiques des capteurs
SR
1
Reacutesolution
Pouvoir de reacutesolution
Em
RP
reacutesolution diviseacutee par lrsquoeacutetendue de la mesure
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 39
Capteurs de vitesse
tachymegravetre
Geacuteneacuteratrices tachymeacutetriques
TDM AKA 40
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Les capteurs pieacutezo-eacutelectriquesPrincipe de fonctionnement
Ils sont baseacutes sur la variation de la polarisation D drsquoun reacuteseau cristallin
soumis agrave une contrainte meacutecanique
Repegravere et efforts
TDM AKA 41
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Mateacuteriaux preacutesentant un effet piezo eacutelectrique
TDM AKA 42
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Mise en œuvre
Les capteurs piezo eacutelectriques sont utiliseacutes pour des mesures dynamiquesScheacutema eacutequivalent eacutelectrique
Pour conditionner un capteur piezo on utilise un amplificateur de charge
Leur particulariteacute est une tregraves grande impeacutedance drsquoentreacutee
Scheacutema de lrsquoensemble capteur cacircble ampli
TDM AKA 43
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Capteurs pieacutezoeacutelectriques usuels
Acceacuteleacuteromegravetres
-Excellente bande passante freacutequence de reacutesonnance jusqursquoagrave 150 KHz
Capteurs de force
-Rigiditeacute et freacutequence de reacutesonnance plus grandes que ceux des
capteurs agrave jauges de contrainte
Capteurs de pression
-Excellente dynamique temporelle haute plage de pression
Kistler
Acceacuteleacuteromegravetre piezoeacutelectrique
Triaxial BruelampKjaer
Rondelle de charge
Kistler
TDM AKA 44
Caracteacuteristiques des capteurs
Sensibiliteacute
dx
duS
TDM AKA 45
Caracteacuteristiques des capteurs
SR
1
Reacutesolution
Pouvoir de reacutesolution
Em
RP
reacutesolution diviseacutee par lrsquoeacutetendue de la mesure
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 40
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Les capteurs pieacutezo-eacutelectriquesPrincipe de fonctionnement
Ils sont baseacutes sur la variation de la polarisation D drsquoun reacuteseau cristallin
soumis agrave une contrainte meacutecanique
Repegravere et efforts
TDM AKA 41
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Mateacuteriaux preacutesentant un effet piezo eacutelectrique
TDM AKA 42
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Mise en œuvre
Les capteurs piezo eacutelectriques sont utiliseacutes pour des mesures dynamiquesScheacutema eacutequivalent eacutelectrique
Pour conditionner un capteur piezo on utilise un amplificateur de charge
Leur particulariteacute est une tregraves grande impeacutedance drsquoentreacutee
Scheacutema de lrsquoensemble capteur cacircble ampli
TDM AKA 43
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Capteurs pieacutezoeacutelectriques usuels
Acceacuteleacuteromegravetres
-Excellente bande passante freacutequence de reacutesonnance jusqursquoagrave 150 KHz
Capteurs de force
-Rigiditeacute et freacutequence de reacutesonnance plus grandes que ceux des
capteurs agrave jauges de contrainte
Capteurs de pression
-Excellente dynamique temporelle haute plage de pression
Kistler
Acceacuteleacuteromegravetre piezoeacutelectrique
Triaxial BruelampKjaer
Rondelle de charge
Kistler
TDM AKA 44
Caracteacuteristiques des capteurs
Sensibiliteacute
dx
duS
TDM AKA 45
Caracteacuteristiques des capteurs
SR
1
Reacutesolution
Pouvoir de reacutesolution
Em
RP
reacutesolution diviseacutee par lrsquoeacutetendue de la mesure
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 41
Capteurs pieacutezo-eacutelectriques
Mateacuteriaux preacutesentant un effet piezo eacutelectrique
TDM AKA 42
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Mise en œuvre
Les capteurs piezo eacutelectriques sont utiliseacutes pour des mesures dynamiquesScheacutema eacutequivalent eacutelectrique
Pour conditionner un capteur piezo on utilise un amplificateur de charge
Leur particulariteacute est une tregraves grande impeacutedance drsquoentreacutee
Scheacutema de lrsquoensemble capteur cacircble ampli
TDM AKA 43
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Capteurs pieacutezoeacutelectriques usuels
Acceacuteleacuteromegravetres
-Excellente bande passante freacutequence de reacutesonnance jusqursquoagrave 150 KHz
Capteurs de force
-Rigiditeacute et freacutequence de reacutesonnance plus grandes que ceux des
capteurs agrave jauges de contrainte
Capteurs de pression
-Excellente dynamique temporelle haute plage de pression
Kistler
Acceacuteleacuteromegravetre piezoeacutelectrique
Triaxial BruelampKjaer
Rondelle de charge
Kistler
TDM AKA 44
Caracteacuteristiques des capteurs
Sensibiliteacute
dx
duS
TDM AKA 45
Caracteacuteristiques des capteurs
SR
1
Reacutesolution
Pouvoir de reacutesolution
Em
RP
reacutesolution diviseacutee par lrsquoeacutetendue de la mesure
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 42
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Mise en œuvre
Les capteurs piezo eacutelectriques sont utiliseacutes pour des mesures dynamiquesScheacutema eacutequivalent eacutelectrique
Pour conditionner un capteur piezo on utilise un amplificateur de charge
Leur particulariteacute est une tregraves grande impeacutedance drsquoentreacutee
Scheacutema de lrsquoensemble capteur cacircble ampli
TDM AKA 43
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Capteurs pieacutezoeacutelectriques usuels
Acceacuteleacuteromegravetres
-Excellente bande passante freacutequence de reacutesonnance jusqursquoagrave 150 KHz
Capteurs de force
-Rigiditeacute et freacutequence de reacutesonnance plus grandes que ceux des
capteurs agrave jauges de contrainte
Capteurs de pression
-Excellente dynamique temporelle haute plage de pression
Kistler
Acceacuteleacuteromegravetre piezoeacutelectrique
Triaxial BruelampKjaer
Rondelle de charge
Kistler
TDM AKA 44
Caracteacuteristiques des capteurs
Sensibiliteacute
dx
duS
TDM AKA 45
Caracteacuteristiques des capteurs
SR
1
Reacutesolution
Pouvoir de reacutesolution
Em
RP
reacutesolution diviseacutee par lrsquoeacutetendue de la mesure
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 43
Capteurs pieacutezoeacutelectriques
Capteurs pieacutezoeacutelectriques usuels
Acceacuteleacuteromegravetres
-Excellente bande passante freacutequence de reacutesonnance jusqursquoagrave 150 KHz
Capteurs de force
-Rigiditeacute et freacutequence de reacutesonnance plus grandes que ceux des
capteurs agrave jauges de contrainte
Capteurs de pression
-Excellente dynamique temporelle haute plage de pression
Kistler
Acceacuteleacuteromegravetre piezoeacutelectrique
Triaxial BruelampKjaer
Rondelle de charge
Kistler
TDM AKA 44
Caracteacuteristiques des capteurs
Sensibiliteacute
dx
duS
TDM AKA 45
Caracteacuteristiques des capteurs
SR
1
Reacutesolution
Pouvoir de reacutesolution
Em
RP
reacutesolution diviseacutee par lrsquoeacutetendue de la mesure
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 44
Caracteacuteristiques des capteurs
Sensibiliteacute
dx
duS
TDM AKA 45
Caracteacuteristiques des capteurs
SR
1
Reacutesolution
Pouvoir de reacutesolution
Em
RP
reacutesolution diviseacutee par lrsquoeacutetendue de la mesure
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 45
Caracteacuteristiques des capteurs
SR
1
Reacutesolution
Pouvoir de reacutesolution
Em
RP
reacutesolution diviseacutee par lrsquoeacutetendue de la mesure
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 46
Caracteacuteristiques des capteurs
Hysteacutereacutesis
Ou erreur de reacuteversibiliteacute On obtient des indications diffeacuterentes pour la
mecircme mesurande en croissant ou en deacutecroissant
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 47
Caracteacuteristiques des capteurs
Non lineacuteariteacute
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 48
Caracteacuteristiques des capteurs
Preacutecision
Qualiteacute globale drsquoun instrument Un instrument est drsquoautant plus
preacutecis que la valeur fournie est proche de la valeur vraie
FinesseCapaciteacute agrave peu perturber la mesurande
Erreur absolue
Diffeacuterence entre la mesure et la mesurande E = Xm - X
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 49
Caracteacuteristiques des capteurs
Correction
Erreur absolue changeacutee de signe C = - E
r
EE
X
Erreur relative
Srsquoexprime en
Erreur absolue sur valeur vraie
Erreur systeacutematique
Erreur qui reste constante en valeur absolue et en signe quand on
fait plusieurs mesures
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
TDM AKA 50
Caracteacuteristiques des capteurs
Rapiditeacute temps de reacuteponse
Abiliteacute de la sortie drsquoun capteur agrave suivre les variations temporelles de la
mesurande
Eacutetalonnage
Permet drsquoajuster et de deacuteterminer sous forme algeacutebrique ou
graphique la relation entre la grandeur de sortie et la mesurande
