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La mesure de position par effet magnétostrictif

La mesure de position est une tâche récurrente en production et automatisation industrielle. Depuis quelques années, une méthode sonore, basée sur l'interaction de deux champs magnétiques et donc sans contact mécanique a gagné de nombreuses applications. La mesure de position est donnée à travers le temps de propagation élastique sur un corps solide. Les avantages sont une grande robustesse et tolérance de salissure, en combinaison avec une longue course (plusieurs mètres) et une résolution micrométrique. De toute évidence, c'est grâce aux CTN (convertisseurs temps-numérique), qui savent mesurer des millisecondes tout en les découpant en picosecondes.

Un fil métallique est maintenu sous tension mécanique. Un aimant se déplace le long du fil. Le fil est exposé à des impulsions de courant, avec une intensité de plusieurs ampères et une durée de quelques microsecondes. Le courant s'accompagne d'un champ magnétique circulaire, qui interagit avec le champ permanent, à l'endroit où se situe l'aimant. Par effet magnétostrictif, le fil subit localement un coup de torsion. Cette excitation mécanique se déplace comme front d'onde acoustique vers les extrémités du fil, où elle est détectée. Le temps de parcours, mesuré grâce à un CTN (convertisseur temps-numérique,  est proportionnel à la distance et donne la position. Ce procédé est compatible avec une longueur de fil de plusieurs mètres; le nombre d'aimants positionneurs peut être supérieur à l'unité et atteindre la dizaine. Ce type de capteur est utilisé dans certaines machines-outils.

 

La méthode amène une précision de 2 à 5 µm, correspondant à un différentiel de temps de 800 ps. Tâche facile pour un CTN de chez ACAM. Par comparaison avec des méthodes alternatives, l'électronique est bien plus compacte et consomme dix fois moins de courant, ce qui explique le succès commercial des CTN.

Principe du capteur de position


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Cf. notre note d'application AN008

(PDF, 123 KB)