Transformateurs différentiels variables linéaires (capteurs LVDT)

Les transformateurs différentiels linéairement variables ou capteurs LVDT (« Linearly variable differential transformer ») sont une méthode inductive traditionnelle pour mesurer les déplacements linéaires. Leurs principes physiques fondamentaux ont été découverts par Michael Faraday au XIXe siècle, la Seconde Guerre mondiale ayant ensuite conduit à une évolution accélérée des techniques avec la conception des avions et fusées militaires.

Un capteur LVDT est généralement composé d’une série de bobinages agencés de telle sorte qu’une tige métallique puisse y entrer et en sortir. L’un des bobinages (dite « primaire ») est alimenté avec une fréquence CA, généralement comprise entre 1 et 10 kHz. Lorsque la tige se déplace par rapport aux bobinages, un transformateur variable est formé et couple l’énergie des bobinages secondaires proportionnellement à la position linéaire de la tige. Le capteur LVDT produit au moins deux signaux alternatifs à partir des bobinages secondaires. Le rapport ou le différentiel de ces signaux est ainsi utilisé pour calculer la position absolue de la tige.

Les capteurs LVDT continuent d’être largement utilisés dans les applications aérospatiales car ils bénéficient d’une excellente réputation de sécurité et de fiabilité dans des conditions difficiles. Les capteurs LVDT de haute précision existent, mais ils nécessitent un bobinage de haute précision pour les bobines. Du fait de la technique utilisée pour la fabrication du transformateur, cependant, les capteurs LVDT tendent à être volumineux, lourds et coûteux.

De façon plus générale, l’utilisation des capteurs LVDT pour les applications industrielles ou d’automatisation tend à se réduire et à être remplacée par les capteurs inductifs linéaires. Les capteurs inductifs linéaires appliquent les mêmes principes physiques fondamentaux que les capteurs LVDT, mais ils utilisent des circuits imprimés plutôt que des transformateurs. Ceci permet aux capteurs inductifs linéaires d’offrir les mêmes avantages en termes de robustesse, fiabilité et précision, mais sans les inconvénients des capteurs LVDT liés à la taille, au poids et au coût.

Un autre avantage des capteurs inductifs linéaires tient au fait qu’ils acceptent généralement une alimentation en courant continu et génèrent des données numériques. Ils sont ainsi plus faciles à intégrer au sein des systèmes de contrôle modernes et plus simples à maîtriser pour les ingénieurs.

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