Capteurs LVDT : un outil puissant pour la détection de planéité

Dans le contexte de production industrielle en constante évolution, la planéité des surfaces des produits est un indicateur crucial de leur qualité. La détection de planéité est largement utilisée dans divers secteurs, tels que l'automobile, l'aérospatiale et l'électronique. On peut citer comme exemples l'inspection de la planéité des batteries ou des boîtiers de téléphones portables dans l'industrie automobile, et celle des écrans LCD dans l'industrie des semi-conducteurs.

Cependant, les méthodes traditionnelles de détection de planéité présentent des inconvénients tels qu'une faible efficacité et une faible précision. En revanche, les capteurs LVDT (transformateur différentiel variable linéaire), qui offrent des avantages en termes de haute précision, de fiabilité et de mesure sans frottement (par exemple, les LVDT utilisent une sonde en contact avec la surface de l'objet, entraînant le déplacement du noyau pour une mesure sans frottement et de haute précision), sont désormais largement utilisés dans la détection moderne de planéité des objets.

Principe de fonctionnement :

Le LVDT est un capteur inductif électromagnétique dont le principe de fonctionnement repose sur la loi de Faraday sur l'induction électromagnétique. Un LVDT est composé d'une bobine primaire et de deux bobines secondaires, toutes enroulées autour d'un noyau ferromagnétique. Lorsque le noyau est en position centrale, les tensions de sortie des deux bobines secondaires sont égales et opposées en phase, s'annulant et produisant une tension de sortie nulle. Lorsque le noyau se déplace axialement, les tensions de sortie des deux bobines secondaires varient, la différence étant linéairement proportionnelle au déplacement du noyau. La mesure de la variation de la tension de sortie permet de mesurer précisément le déplacement du noyau.
 
Le boîtier du LVDT est généralement constitué d'un capot de protection en acier inoxydable, recouvert d'une couche de blindage magnétique à haute perméabilité et d'une couche intermédiaire étanche à l'humidité. Cela lui permet d'être utilisé dans des environnements difficiles tels que les champs magnétiques puissants, les courants élevés, l'humidité et la poussière. Certains LVDT de qualité industrielle utilisent des matériaux spéciaux (comme des joints en céramique ou des boîtiers en Hastelloy) et peuvent fonctionner dans des environnements à haute température (250 °C) ou à haute pression (1 000 bar).

Principales caractéristiques du LVDT

Mesure sans friction :Il n'y a normalement aucun contact physique entre le noyau mobile et la structure de la bobine, ce qui signifie que le LVDT est un dispositif sans frottement. Cela permet son utilisation dans des mesures critiques qui ne peuvent pas tolérer de charge de frottement.

Durée de vie mécanique illimitée:Étant donné qu'il n'y a normalement aucun contact entre le noyau du LVDT et la structure de la bobine, aucune pièce ne peut frotter ou s'user, ce qui confère aux LVDT une durée de vie mécanique essentiellement illimitée. Ceci est particulièrement important dans les applications à haute fiabilité.

Résolution infinie:Les LVDT peuvent mesurer des changements infinitésimaux dans la position du noyau car ils fonctionnent sur des principes de couplage électromagnétique dans une structure sans frottement. La seule limitation de la résolution est le bruit dans le conditionneur de signal et la résolution de l'affichage de sortie.

Répétabilité du point nul :L'emplacement du point nul intrinsèque d'un LVDT est extrêmement stable et répétable, même sur sa très large plage de températures de fonctionnement. Cela permet aux LVDT de bien fonctionner en tant que capteurs de position nulle dans les systèmes de contrôle en boucle fermée.

Rejet transversal :Les LVDT sont très sensibles au mouvement axial du noyau et relativement insensibles au mouvement radial. Cela permet aux LVDT d'être utilisés pour mesurer des noyaux qui ne se déplacent pas en ligne droite précise.

Réponse dynamique rapide :L'absence de frottement pendant le fonctionnement ordinaire permet à un LVDT de répondre très rapidement aux changements de position du noyau. La réponse dynamique d'un capteur LVDT lui-même n'est limitée que par les effets inertiels de la légère masse du noyau.

Sortie absolue :La sortie LVDT est un signal analogique directement lié à la position. En cas de coupure de courant, la mesure peut reprendre sans réétalonnage (il est nécessaire de rétablir l'alimentation pour obtenir la valeur de déplacement actuelle après une coupure de courant).

Application courante LVDT [Détection de planéité] :

  • Détection de la planéité de la surface de la pièce:En mettant en contact la surface d'une pièce avec une sonde LVDT, les variations de hauteur sur la surface peuvent être mesurées, évaluant ainsi sa planéité.
  • Détection de planéité de tôle:Lors de la production de tôles, une disposition LVDT en réseau, combinée à un mécanisme de numérisation automatisé, peut réaliser une cartographie de la planéité de toute la surface des tôles de grande taille.
  • Détection de la planéité des plaquettes :Dans l'industrie des semi-conducteurs, la planéité des plaquettes a un impact significatif sur les performances des puces. Les LVDT permettent de mesurer précisément la planéité des surfaces des plaquettes. (Remarque : pour la détection de la planéité des plaquettes, le LVDT doit être équipé de sondes légères et d'une conception à faible force de contact, ce qui le rend adapté aux situations où les dommages à la surface ne sont pas autorisés.)

Capteur LVDT LANBAO recommandé

LVDT

 

  • Répétabilité au niveau micrométrique
  • Plusieurs gammes disponibles de 5 à 20 mm
  • Options de sortie complètes, y compris le signal numérique, analogique et 485.
  • Pression de tête de détection aussi faible que 3N, capable de détection non abrasive sur les deux surfaces en verre métallique.
  • Dimensions extérieures riches pour répondre à divers espaces d'application.
  • Guide de sélection
Taper Nom de la pièce Modèle Rang Linéarité Répétabilité Sortir Degré de protection
Type de sonde combinée Amplificateur LVA-ESJBI4D1M / / / Courant 4-20 mA, sortie numérique à trois voies IP40
Sonde de détection LVR-VM15R01 0-15 mm ± 0,2 % FS
(25℃)
8 μm (25 ℃) / IP65
LVR-VM10R01 0-10 mm
LVR-VM5R01 0-5 mm
Type intégré Sonde de détection intégrée LVR-VM20R01 0-20 mm ± 0,25 % FS
(25℃)
8 μm (25 ℃) RS485
LVR-VM15R01 0-15 mm
LVR-VM10R01 0-10 mm
LVR-VM5R01 0-5 mm
LVR-SVM10DR01 0-10 mm

 


Date de publication : 11 février 2025