Mesure de déplacement
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Mesure de déplacement



  1. #1
    inviteeff7d5de

    Mesure de déplacement


    ------

    Bonjour à tous,

    Ma problématique est la suivante : je dois mettre en place un banc de test pour contrôler le bon fonctionnement d’actionneurs piézoélectriques. Deux actionneurs sont reliés à une plaque et provoquent ainsi sa translation grâce à une tension d’allure sinusoïdale.

    Mes données d’entrée sont :
    - La tension varie entre -20 V et +150 V, ce qui provoque un déplacement oscillant compris entre -50 µm et +350 µm (course totale 400 µm) ;
    - Fréquence max 30 Hz ;
    - Température ambiante 25 ± 5 °C ;
    - La plaque (150 x 200 mm) est constituée d’une plaque de graphite (1mm) entourée de 2 couches de carbone (0.3mm).
    - Je me fixe une précision de l’ordre de 10 µm
    - Le capteur peut être placé idéalement jusqu’à 100 mm max au dessous de la plaque.

    J’ai cherché de préférence un capteur sans contact (la mesure actuelle se fait avec un pepitas, ce qui n’est pas très pratique). Je pensais partir sur une méthode de triangulation laser :

    http://www.acuitylaser.com/AR200/sen...ical-data.html
    http://www.keyence.fr/products/measure/measure.php

    J’ai cependant peur de me retrouver avec un coût énorme par rapport à la fréquence d’utilisation du banc. J’ai écarté les méthodes par corrélation d’images (onéreuse) et les jauges de déformation. Vaut-il mieux que je parte sur un capteur capacitif ?

    Merci d’avance pour vos réponses, j’attends vos avis et conseils avec impatience
    David

    -----

  2. #2
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Mesure de déplacement

    Bonjour,
    un petit schéma aiderait à bien visualiser la chose.

    Sinon, mesure capacitive si c'est possible, interférométrie ?...
    Au passage, la mesure capacitive sera proche d'une mesure avec contact vue la faible distance qui séparera l'électrode fixe de l'électrode mobile.


    PS : http://forums.futura-sciences.com/el...-sabonner.html
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  3. #3
    gienas
    Modérateur

    Re : Mesure de déplacement

    Bonjour David-88 et tout le groupe

    Bienvenue sur le forum.

    Je suis dans la même situation qu'Antoane, je ne comprends pas tout.

    Citation Envoyé par David-88 Voir le message
    ... Deux actionneurs sont reliés à une plaque et provoquent ainsi sa translation ... La plaque (150 x 200 mm) est constituée d’une plaque de graphite (1mm) entourée de 2 couches de carbone (0.3mm) ... Le capteur peut être placé idéalement jusqu’à 100 mm max au dessous de la plaque ...
    Ce serait bien de comprendre pourquoi aussi "compliqué", pourquoi du carbone/graphite, quelle est la taille et la disposition des actionneurs.

    Au fait, comment savoir si les deux actionneurs agissent bien à l'identique? Pourquoi deux? Pourquoi pas un seul qui devrait suffire à le qualifier ...

    Tu es dans ton truc, tu le maîtrises (j'espère), mais nous, nous tombons de notre arbre.

  4. #4
    inviteeff7d5de

    Re : Mesure de déplacement

    J'ai en effet été plus qu'avar sur les détails !

    Cette plaque est destinée à un usage médical (radiographie) d’où la complexité sur sa composition. Brièvement, elle s’insère dans un socle et peut glisser dedans. Les actionneurs fonctionnent bien ensemble, l'alternance détente/compression déforme une pièce métallique, ce qui déplace la plaque.

    J’ai joint un schéma (on ne critique pas mes talents sous paint ).

    Mon objectif est de mettre en place une mesure du déplacement de cette plaque, pour contrôler qu’elle oscille bien sur 400 µm. Je bute sur la question fatidique du choix du bon capteur, c'est pourquoi j'en appelle à vos lanternes !
    Images attachées Images attachées  

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    gienas
    Modérateur

    Re : Mesure de déplacement

    Citation Envoyé par David-88 Voir le message
    ... on ne critique pas mes talents ...
    Non non, on ne critique pas.

    Mais je remarque qu'un petit dessin parle plus qu'un long discours.

    Tu avais bien parlé de translation, mais ce détail m'avait échappé, alors qu'il saute aux yeux de ton croquis.

    Du coup, nouvelles interrogations.

    La plaque peut-elle comporter un repère optique (contrasté) qui pourrait être capté?

    Est-elle fixée sur le socle? ou seulement posée, avec des risques de dérives?

    Du coup, ne peut-on analyser le déplacement du socle?

    Veux-tu la mesure en temps réel? Sous quelle forme? Pour qu'en faire?

    Le parallélisme des actionneurs est-il garanti? Sont-ils rigoureusement identiques? Doivent-ils être deux? Je demande cela car le moindre déséquilibre va biaiser le déplacement de la plaque et peut-être, compliquer les mesures.

  7. #6
    inviteeff7d5de

    Re : Mesure de déplacement

    A l'heure actuelle, la plaque est opaque et homogène sur toute sa surface. Si l'on ajoute un repère sur la plaque, il ne faudrait pas que cela altère l'image obtenue lors de la radiographie. On pourrait en placer un lors des essais puis le retirer par la suite, mais je ne sais pas si le résultat sera très fonctionnel. Je vais cependant essayer de me renseigner sur cette histoire de contraste.

    La plaque est mobile par rapport au socle (qui lui est fixe), elle vient en glissière dans des rainures sur les côtés. Le jeu doit être de quelques dixièmes.

    Je n'ai pas participé à la conception du système, mais je ne vais pas remettre le parallélisme en question sous peine de me faire tirer les oreilles . Il y a beaucoup de mécanique entre les 2 actionneurs (tout un ensemble sur colonne), donc je pense qu'un seul actionneur risquerait d'endommager la pièce s'il est excentré ( arc-boutement même si le jeu est infime). Je vais partir du principe que les 2 actionneurs sont bien synchro

    Pour la question de l'acquisition je n'ai pas eu les détails, mais je suppose que la mesure du déplacement (en µm) se fera en parallèle de la mesure de la tension. Les résultats devraient être enregistrés pour X échantillons (ex: tous les 10 ms) pour ensuite comparer les écarts entre déplacement théorique (tension appliquée sur les actionneurs) et expérimental (mesure du capteur)
    Images attachées Images attachées  

  8. #7
    inviteeff7d5de

    Re : Mesure de déplacement

    J’ai obtenu quelques informations supplémentaires =)

    Les actionneurs piézo ne sont pas asservis ensemble, la mesure du déplacement de la plaque doit permettre de les calibrer (sur 4-5 cycles).

    Je dois donc mettre en place 2 capteurs, un en face de chaque actionneur. Je peux éventuellement « scotcher » des marqueurs sur la plaque le temps de la mesure.

    Est-ce que quelqu’un connaitrait un capteur pouvant répondre à cette attente ?

    Merci d’avance !

  9. #8
    gienas
    Modérateur

    Re : Mesure de déplacement

    Bonsoir à tous

    Juste un petit rappel sur le fonctionnement d'un forum. Tout se passe en public. Il n'est pas convenable de mener en parallèle des discussions par MP avec initiative unilatérale.


    Toutes les informations permettant de susciter des réponses doivent être déposées dans la discussion publique.


    Il faut être patient. Seuls répondent ceux qui pensent avoir des idées constructives.



    On ne gagne pas à tous les coups.

  10. #9
    inviteeff7d5de

    Re : Mesure de déplacement

    Désolé pour le dérangement, j'étais un peu stressé à l'approche des jalons.

    Je vais continuer mes recherches !

  11. #10
    alainav1

    Re : Mesure de déplacement

    bonjour,
    si cela peut te servir
    on peux mesurer des deplacements faibles en mesurant un debit d'air qui est fonction du deplacement
    ce principe etait utilisé pour mesurer le diametre de fil metallique avant l'apparition des outils optiques
    voici un petit croquis explicatif
    Nom : mesure1.jpg
Affichages : 95
Taille : 41,2 Ko

    cordialement
    Alain
    Décider de faire, c'est bien . Décider quand, c'est mieux !

  12. #11
    Tropique

    Re : Mesure de déplacement

    Le plus adapté est probablement une mesure capacitive, exemple:
    http://www.disensors.com/products_sub.aspx?id=46

    Des solutions inductives existent aussi, mais elles sont moins précises, et nécéssitent d'équiper l'objet mobile d'une cible conductrice.
    Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.

  13. #12
    inviteeff7d5de

    Re : Mesure de déplacement

    Merci pour vos réponses !

    @Alain: Je ne connaissais pas du tout cette technique de mesure, elle est très intéressante ! Je vais la noter dans un coin pour d'éventuelles applications futures. Dans ce cas je ne pense pas pouvoir l'appliquer, comme nous avons besoin d'une précision au micromètre (et elle implique l'ajout d'une arrivée d'air au banc d'essai ).

    @Tropique: Je pensais partir sur une mesure capacitive de part sa précision et son temps de réponse rapide. J'hésite cependant encore entre plusieurs choix:

    - Un capteur magnéto-inductif peut être utilisé, en plaçant l'aimant sur la plaque (voir schéma 1). Cela nécessite que l'opérateur place l'aimant avant de lancer la mesure.

    - Effectuer une mesure capacitive ou par triangulation laser en ajoutant une pièce en bout de plaque ( voir schéma 2)

    Le banc étant destiné à de la production en série, est-ce que la mesure va nécessiter un étalonnage des capteurs à chaque fois ? Ou peut-on faire une remise à zero du capteur ?
    Images attachées Images attachées

  14. #13
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Mesure de déplacement

    Bonjour,
    question précision, est-il préférable de réaliser une mesure inductive avec un capteur inductif, ou en réalisant soit-même le capteur et utilisant la pièce en mouvement comme l'une des électrodes ?
    C'est pas clair mon histoire... cf PJ.

    A première vue je dirais la seconde, mais c'est pour la réalisation mécanique que ça risque d'être plus complexe...
    Images attachées Images attachées  
    Dernière modification par Antoane ; 03/04/2012 à 11h13.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  15. #14
    alainav1

    Re : Mesure de déplacement

    bonjour,
    mesurer le µm ça veut dire un environnement tres stable (temperature ,..) et de la mecanique au µm c'est pas gagné (quand on voit la mecanique 'un micrometre, rattrapage de jeu , double filet ...)?
    je suis curieux de connaitre la suite ?
    pas electronique mais pour evaluer ou comparer des pressions faibles
    Nom : h20.jpg
Affichages : 91
Taille : 35,5 Ko

    quand à la mesure par capa ça me rappelle la capacité variable pour ajuster la reception des petites ondes (plaques alu vis à vis pour acorcder le circuit aoscillant , peut etre une piste à exporer pour ajuster une distance ? )
    cordialement
    Alain
    Dernière modification par alainav1 ; 03/04/2012 à 11h41.
    Décider de faire, c'est bien . Décider quand, c'est mieux !

  16. #15
    inviteeff7d5de

    Re : Mesure de déplacement

    @Antoane: Je n'ai pas de restrictions quant au choix du capteur ( en dehors du coût ), donc je peux éventuellement utiliser une pièce mobile que l'opérateur vient pincer en bout de plaque le temps de la mesure.

    Si j'utilise ce principe http://www.micro-epsilon.fr/glossar/...verfahren.html , le capteur est placé parallèlement à la plaque et va mesurer l'écart de distance avec la pièce que l'on vient rajouter en bout:

    Capacitif.JPG

    Est ce que la pièce mobile et le capteur doivent être parfaitement parallèles pour une mesure capacitive, ou peut-on avoir quelques degrés de jeu ?

    Je ne pense pas mettre de système d'acquisition sur pc au point du coup, un simple afficheur visuel de la mesure sera peut être suffisant.

    Allure déplacement.png

    En relevant par exemple les premiers extremum, on peut en déduire la course de la plaque et ainsi le déplacement de chaque piézo en fonction de la tension appliquée (le tout est de réussir à attraper ces extremum).


    @Alain: Je vais imposer dans mon cahier des charges que la calibration se déroule en étuve

  17. #16
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : Mesure de déplacement

    Bonjour

    Comme antoane je pense que le plus adapté serait une mesure par interférométrie. Par ailleurs ce n'est pas très compliqué à mettre en place et c'est extrêmement précis (environ 1/2 ). Concrètement il faut un laser, un miroir semi-réfléchissant et un capteur de luminosité quelconque.

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