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Rotary Variable Differential TransformerNotez l'existance de transformateurs différentiels rotatifs (RVDT). Ils se composent d'un stator avec un bobinage primaire et deux bobinages secondaires. Le rotor est en résine et contient une barre composée de lamelles de fer doux qui dirige le flux plus vers l'un ou plus vers l'autre bobinage secondaire selon sa position. Le rotor n'a pas de bobinage. Ce type de résolveur ne fonctionne pas sur le même principe que les résolveurs classiques, mais comme le variomètre il ne permet de détecteur la rotation que sur moins de 180°.Le transformateur est branché avec ses deux bobinages secondaires en série en antiphase. Le signal en sortie est nul quand la barre produit un champ magnétique identique dans les deux secondaires et l'amplitude du signal augmente quand l'axe tourne de sa position neutre. Le signal que le transformateur différentiel produit est comparable au signal que fournit un variomètre, le signal alternatif doit donc être détecté par un démodulateur synchrome comme avec un variomètre. Contrairement aux résolveurs et variomètres, le signal produit est linéaire selon l'angle (ce qui facilite l'acquisition numérique). Le signal en sortie n'est linéaire que sur une plage limitée, par exemple -45° à +45° d'angle. Dans cette zone la somme absolue des deux signaux secondaires est constante (proportionelle à la tension d'alimentation) et permet de déterminer le bon fonctionnement du capteur. Il ne faut pas utiliser de démodulateur synchrone si on utilise indépendamment les sorties des deux bobinages. Il suffit de détecter et d'amplifier le signal. Les signaux sont ensuite traités par des a-ops: la fonction a-b fournit la différence de la position par rapport à la position neutre (le signal peut être positif ou négatif) tandis que la fonctiona+b permet de controler la validité du signal mesuré (la somme doit toujours être constante). Il existe également des transformateurs différentiels linéaires où une barre métallique se déplace dans un solénoïde composé d'un primaire avec des deux cotés un bobinage secondaire. Selon la position de la barre (qui concentre le flux magnétique) c'un l'un ou l'autre bobinage qui reçoit un champ magnétique plus fort.
Le signal de mesure (par exemple 400Hz 110V) est appliqué à l'entrée du transfo. Les deux bobinages secondaires produisent une tension qui dépend de la position de la barre magnétique. Les deux signaux sont détectés, le premier a-op détecte les tensions positives du premier bobinage tandis que le second a-op détecte la tension négative du second bobinage. L'avantage de ce système, c'est qu'il réduit fortement l'influence d'un signal de mesure déformé. Les deux mesures (sampling) sont en effet effectuées simultanément et une distorsion du signal influence de manière identique les deux signaux. Si la barre magnétique se trouve au milieu, on obtient une tension positive A et une tension négative identique B. L'amplitude du signal A et B dépend de la tension de mesure et du rapport de transformation. On a 0V en sortie, puisque la tension positive est identique à la tension négative. Si la barre magnétique est déplacée on a une des bobines secondaires qui produit une tension plus élevée que l'autre et l'équilibre est rompu. La tension en sortie n'est plus de 0V. La résistance ajustable en sortie permet de faire correspondre le niveau zéro à la position du zéro mécanique (offset).
Mesure numérique directeS'il faut obtenir une mesure numérique directe (sans convertisseur) avec la même précision qu'un synchro ou un résolveur, on utilise une lecture optique: une source lumineuse éclaire un disque rotatif qui est codé sur par exemple 10 bits (1024 pas). La lumière est captée par 10 photodiodes alignées. Ce système permet une mesure absolue et précise de la position angulaire d'un axe.Le code utilisé est le code de gray qui permet d'éliminer les erreurs de lecture (voir en bas de page). Il n'y a qu'un bit qui change entre deux valeurs contigues. Les encodeurs rotatifs ont deux sorties qui sont déphasées l'une par rapport à l'autre. Quand l'axe est tourné dans un sens, la sortie A est en avance, dans l'autre cas c'est la sortie B qui est en avance. Ces encodeurs sont utilisés pour régler le volume ou une autre fonction dans les radios, mais ils ne sont pas utilisés dans l'industrie. Il ne sont pas suffisamment fiables ni précis (contact encrassés,...). De plus ils ne permettent pas de transmettre la position absolue: un processeur doit mémoriser la position actuelle et régulièrement effectuer une mise à zéro. Le potentiomètre est un peu plus fiable que l'encodeur rotatif à contact, surtout si on utilise une marque reconnue comme Alps. Cette marque est utilisée dans les amplificateurs audio haut de gamme. De plus le potentiomètre donne une position absolue, mais sa fiabilité à long terme n'est pas suffisante.
Résolveurs linéaires
Le bobinage à plat a un pas de 2mm et permet une précision dans la mesure de 100 microns ou mieux. La mesure n'est pas absolue et il faut un système pour indiquer la position zéro (barrière lumineuse à led en fin de course). Le signal produit est plus faible que celui d'un résolveur et doit toujours être amplifié.
Générateur tachymétriqueUn générateur tachymétrique est un synchro simplifié dont on n'utilise que l'indication de vitesse de rotation. Il se compose d'un aimant permanent (rotor) et un, deux ou trois bobinages au stator. La fréquence du signal dépend de la vitesse de rotation. On peut également utiliser l'amplitude du signal (qui dépend également de la vitesse de rotation) dans les tachymètres bon marchés. Un générateur tachymétrique est en fait une magnéto de faible puissance. |
Le démodulateur synchrone n'est pas strictement nécessaire pour détecter le signal d'un tranformateur différentiel variable (rotatif ou linéaire). Le montage avec deux détecteurs non-synchrones est suffisant.
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