Etude de capteurs magnétiques de position angulaire PDF Download
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Author: Sébastien Adenot
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
Il existe plusieurs technologies pour les capteurs de position. Par exemple, les potentiomètres résistifs sont bon marché, mais leur durée de vie est limitée par l'usure du contact électrique. Quand la durée de vie est un paramètre important, l'utilisation de capteurs magnétiques sans contact est une alternative intéressante. Dans la première partie de la thèse, une étude des principaux capteurs magnétiques de position est faite. Leur principe de fonctionnement et leurs principales caractéristiques (avantages et défauts) sont analysés. La seconde partie de la thèse est consacrée à la recherche de nouvelles structures de capteurs. Après s'être imposé les contraintes nécessaires, pour le bon fonctionnement d'un capteur, une étude systématique a permis de trouver une nouvelle famille de capteurs. Celle-ci se caractérise par une réponse linéaire et une faible sensualité à la température et aux défauts de réalisation des pièces du circuit magnétique (aimants permanents, pièces polaires). La dernière partie de la thèse porte sur l'étude d'un nouveau capteur. Les résultats d'une modélisation par éléments finis et d'une modélisation analytique sont comparés à des résultats expérimentaux.
Author: Sébastien Adenot
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Languages : fr
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Book Description
Il existe plusieurs technologies pour les capteurs de position. Par exemple, les potentiomètres résistifs sont bon marché, mais leur durée de vie est limitée par l'usure du contact électrique. Quand la durée de vie est un paramètre important, l'utilisation de capteurs magnétiques sans contact est une alternative intéressante. Dans la première partie de la thèse, une étude des principaux capteurs magnétiques de position est faite. Leur principe de fonctionnement et leurs principales caractéristiques (avantages et défauts) sont analysés. La seconde partie de la thèse est consacrée à la recherche de nouvelles structures de capteurs. Après s'être imposé les contraintes nécessaires, pour le bon fonctionnement d'un capteur, une étude systématique a permis de trouver une nouvelle famille de capteurs. Celle-ci se caractérise par une réponse linéaire et une faible sensualité à la température et aux défauts de réalisation des pièces du circuit magnétique (aimants permanents, pièces polaires). La dernière partie de la thèse porte sur l'étude d'un nouveau capteur. Les résultats d'une modélisation par éléments finis et d'une modélisation analytique sont comparés à des résultats expérimentaux.
Author: SEBASTIEN.. ADENOT
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Languages : fr
Pages : 97
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Book Description
PLUSIEURS TECHNOLOGIES SONT UTILISEES POUR LES CAPTEURS DE POSITION. PAR EXEMPLE, LES POTENTIOMETRES RESISTIFS SONT BON MARCHE, MAIS LEUR DUREE DE VIE EST LIMITEE PAR L'USURE DU CONTACT ELECTRIQUE. QUAND LA DUREE DE VIE EST UN PARAMETRE IMPORTANT, LES CAPTEURS SANS CONTACT (COMME LES CAPTEURS MAGNETIQUES) DOIVENT ETRE UTILISES. DANS LA PREMIERE PARTIE DE CETTE THESE, NOUS FAISONS UNE CLASSIFICATION DES CAPTEURS DE POSITION MAGNETIQUES. POUR CHACUNE DES CATEGORIES, NOUS PRESENTONS LES PRINCIPALES CARACTERISTIQUES, AVANTAGES ET DEFAUTS. DANS LA SECONDE PARTIE, NOUS FAISONS LA SYNTHESE DES CAPTEURS A AIMANTS PERMANENTS DONNANT UNE REPONSE LINEAIRE, NOUS PRESENTONS DE NOUVELLES STRUCTURES DE CES CAPTEURS. CES NOUVEAUX CAPTEURS SONT PEU SENSIBLES AUX DEFAUTS DE REALISATION DES ELEMENTS DU CIRCUIT MAGNETIQUE (AIMANT, PIECE POLAIRE) ET A LA TEMPERATURE. DANS LA DERNIERE PARTIE, NOUS PRESENTONS LES RESULTATS DE LA MODELISATION NUMERIQUE (ELEMENTS FINIS) ET ANALYTIQUE. PUIS NOUS COMPARONS LES RESULTATS DE LA MODELISATION AVEC DES RESULTATS EXPERIMENTAUX
Author: Valérie Lemarquand
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Languages : fr
Pages : 158
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Book Description
De nombreux capteurs de position angulaire qui utilisent les phénomènes d'induction ou les propriétés des aimants permanents existent déjà. Nous en proposons une classification en deux grandes familles: ceux qui ont un circuit magnétique fixe et ceux qui ont un circuit magnétique déformable. Chaque famille se subdivise selon le type de source de champ magnétique utilisé: aimant permanent ou bobine, bipolaire ou multipolaire. Tous les capteurs existants entrent dans les catégories ainsi crées mais laissent des catégories vides, qui sont remplies à l'aide de capteurs de conception originale. Certaines idées nouvelles ont été approfondies et leur étude a conduit à la construction de prototypes qui valident les principes. Ainsi, un prototype de capteur absolu illustre la famille «à circuit magnétique fixe et source bipolaire d'aimant». Un prototype capteur de couple est à circuit déformable et source bipolaire d'aimant: il mesure en fait un angle relatif. Un prototype de capteur absolu est à circuit déformable avec une bobine à la fois source et détecteur de champ: l'électronique mesure une phase. Ces trois prototypes ont permis de démontrer la nécessité de concevoir l'électronique de traitement et la géométrie l'une pour l'autre. Ils prouvent aussi qu'ils sont utilisables pour des applications industrielles
Author: Jean-François Pouillard
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Languages : fr
Pages : 234
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Le roulement capteur de position angulaire entre dans une nouvelle génération de roulements : le roulement instrumenté. Ce type de roulement est équipé d'une fonction de mesure interne de position angulaire. Le principe de mesure consiste à équiper la bague interieure du roulement d'une piste magnétique aimantée et à capter l'aimantation en fonction de la position angulaire de la piste à l'aide d'une sonde magnétorésistive sensible au champ magnétique. Cette sonde est solidaire de la bague exterieure. Trois axes distincts de recherche doivent être pris en compte pour le bon fonctionnement du capteur : 1) la méthode d'aimantation de la piste, 2) la sonde de lecture du champ magnétique, 3) le positionnement de la sonde sur la piste. Dans la première version de roulement capteur, la piste magnétique portait 100 transitions magnétiques. Avec le dispositif d'aimantation mis au point, ce nombre a été porté à 10000. De nouvelles sondes magnétorésistives en couches minces ont été conçues pour cet usage. Ces sondes sont linéaires. Une maquette montrant la lecture magnétorésistive de la piste magnétique permet l'étude des conditions de fonctionnement de l'ensemble
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Category : Physics
Languages : en
Pages : 952
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Author: Bertrand Legrand
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Languages : fr
Pages : 150
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Le monde des capteurs pour l'automobile est en perpétuelle évolution. Il représente aujourd'hui un tiers du marché mondial des capteurs. Les capteurs peuvent ainsi se retrouver dans toutes les parties de l'automobile, même les plus difficile d'accès. Plus particulèrement les capteurs de position linéaire et angulaire ainterviennent à plusieurs endroits:suspensions, injection, arbre à cames, colonne de direction, phares, sièges... Nous avons étudié un moyen de réaliser une détection linéaire de position. Trois types de réalisation ont été retenus du fait qu'ils présentent une variation intrinsèquement linéaire d'inductance ou de mutuelle en fonction de la position d'un aimant lié à la cible. Ces capteurs ont été modélisés par des réluctances. Les effets fréquentiels des capteurs ont été étudiés afin de prédire l'évolution des paramètres (inductance et résistance) en série.
Author: Nicolas Javahiraly
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Languages : fr
Pages : 316
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Nous présentons le principe, le concept et le développement technologique de deux types de capteurs : un capteur de position angulaire à fibre optique basé sur les phénomènes de couplage de modes, et un capteur de couple photonique basé sur la modulation de la polarisation. Après une présentation de l'état de l'art en matière de mesure du couple et de position angulaire, nous analysons la propagation de la lumière dans les fibres optiques en considérant ses aspects électromagnétiques et opto-géométriques, applicables aux capteurs à modulation de polarisation en développant le phénomène de polarisation et aux capteurs à modulation d'amplitude en développant le couplage de modes. Nous avons réalisé l'étude théorique et expérimentale des réponses du capteur de couple et position angulaire en fonction de la nature et de la géométrie du matériau le constituant. Nous obtenons expérimentalement pour le capteur de couple, des sensibilités comprises entre 2,233.10-3 et 1,067 ʿ/N.m et des raideurs comprises entre 5,91 et 448,01 N.m/ʿ suivant la nature et la géométrie du matériau utilisé. La comparaison entre les valeurs théoriques et expérimentales donne un écart maximum de 1,68 à 3,4%. Nous avons testé la répétabilité du capteur de couple présentant un arbre creux en Acier de section carrée, de longueur 150mm. Un écart maximum de ±2,57%a été obtenu. L'influence des variations en Température pour DT=130ʿC donne une augmentation de 7% par rapport à la théorie. Enfin, en utilisant un dispositif expérimental pour obtenir un signal de référence, nous avons obtenu un écart maximum de la sensibilité et de la raideur de 0,59% par rapport à la théorie. Par conséquent, nous minimisons les fluctuations de la source avec le dispositif de référence.
Author: Bertrand Legrand
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Languages : fr
Pages : 0
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Le monde des capteurs pour l'automobile est en perpétuelle évolution. Il représente aujourd'hui un tiers du marché mondial des capteurs. Les capteurs peuvent ainsi se retrouver dans toutes les parties de l'automobile, même les plus difficile d'accès. Plus particulèrement les capteurs de position linéaire et angulaire ainterviennent à plusieurs endroits:suspensions, injection, arbre à cames, colonne de direction, phares, sièges... Nous avons étudié un moyen de réaliser une détection linéaire de position. Trois types de réalisation ont été retenus du fait qu'ils présentent une variation intrinsèquement linéaire d'inductance ou de mutuelle en fonction de la position d'un aimant lié à la cible. Ces capteurs ont été modélisés par des réluctances. Les effets fréquentiels des capteurs ont été étudiés afin de prédire l'évolution des paramètres (inductance et résistance) en série.
Author: FLORENCE.. GRETILLAT
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Languages : fr
Pages : 156
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CE PROJET S'INSCRIT DANS LE CADRE GENERAL DE RECHERCHE DES LIMITES EN MICROTECHNIQUE. LA MICROTECHNIQUE FAIT APPEL AU SAVOIR FAIRE DE LA MICROELECTRONIQUE QUI INTERVIENT DANS LE DOMAINE DES MICROPROCESSEURS D'ORDINATEURS, DES TELEPHONES SANS FIL, DES CARTES A PUCES SON BUT EST DE REALISER DES MICROCAPTEURS QUI MESURENT UNE GRANDEUR PHYSIQUE (TEMPERATURE, PRESSION) ET QUI TRANSFORMENT CETTE DERNIERE EN SIGNAL ELECTRIQUE, DES MICROACTIONNEURS QUI EFFECTUENT UNE OPERATION PRECISE COMME LE FERAIT UN MICROMOTEUR OU UNE MICROVALVE. SI ON ARRIVE A COMBINER CAPTEURS ET ACTIONNEURS AFIN QU'ILS AGISSENT DE FACON AUTONOME ET INTELLIGENTE, ON FORME ALORS UN MICROSYSTEME. POUR ESTIMER LES LIMITES DE LA MICROTECHNIQUE, UN DEMONSTRATEUR A ETE CHOISI. IL S'AGIT D'UN MICROSYSTEME DE NAVIGATION. LE GPS (GLOBAL POSITIONNING SYSTEM) DONNE LA POSITION (LATITUDE ET LONGITUDE) EN QUELQUES MINUTES GRACE A DES REPERAGES PAR SATELLITES. EN CAS D'OBSTACLES (IMMEUBLE, TUNNEL, MONTAGNE) ENTRE LE RECEPTEUR GPS ET LES SATELLITES, LE SIGNAL ELECTROMAGNETIQUE N'EST PLUS TRANSMIS. IL FAUDRAIT LUI ASSOCIER UNE PLATE-FORME INERTIELLE. CETTE DERNIERE GRACE A TROIS CAPTEURS D'ACCELERATION ET TROIS CAPTEURS DE VITESSE ANGULAIRE DELIVRERAIT UNE POSITION SUIVANT LES TROIS AXES DE COORDONNEES DANS L'ESPACE. DANS CE PROJET, LES CAPTEURS DE FORCE (ACCELERATION ET VITESSE ANGULAIRE) UTILISENT LES TECHNIQUES DE LA MICROTECHNIQUE. EN EFFET PLUSIEURS CAPTEURS PEUVENT ETRE FABRIQUES EN GRAND NOMBRE (TAILLE MICROMETRIQUE) ET A FAIBLE COUT SUR UN MEME SUBSTRAT EN SILICIUM. LE CAPTEUR D'ACCELERATION MICRO-USINE EN SILICIUM INTERVIENT DEJA DANS LES SYSTEMES DE COUSSIN GONFLANT DANS LES VOITURES. IL TRANSFORME, GRACE AU CORPS D'EPREUVE, UNE FORCE (ACCELERATION) EN UNE CONTRAINTE MECANIQUE QUI A SON TOUR SERA TRANSFORMEE EN UN SIGNAL ELECTRIQUE GRACE A DES JAUGES DE CONTRAINTES APPELEES PIEZORESISTANCES. CES DERNIERES CHANGENT UNE CONTRAINTE MECANIQUE EN VARIATION DE RESISTANCE ELECTRIQUE. CE PRINCIPE DE MESURE A ETE REPRIS POUR LES DEUX CAPTEURS DE VITESSE ANGULAIRE REALISES DANS CETTE THESE. CE N'EST PAS UNE ACCELERATION QUE L'ON MESURE MAIS LA FORCE DE CORIOLIS. DANS LE CAS D'UN CAPTEUR DE VITESSE ANGULAIRE, LE CORPS D'EPREUVE EST CONSTITUE PAR UN DIAPASON DONT LES DEUX BRANCHES VIBRENT EN ANTIPHASE (TOUJOURS DANS DES DIRECTIONS OPPOSEES). CE DISPOSITIF A DEJA ETE REALISE AVEC SUCCES EN QUARTZ ET INTERVIENT DANS LES SYSTEMES DE STABILISATION DES CAMERAS. DANS CETTE THESE, DEUX CAPTEURS DE VITESSE ANGULAIRE BASES SUR UNE STRUCTURE VIBRANTE ONT ETE CONCUS, FABRIQUES ET CARACTERISES (CHAPITRES 2 ET 4). DANS LES DEUX CAS, LES DEUX BRANCHES DU DIAPASON ONT ETE REMPLACEES PAR DEUX ACCELEROMETRES, C'EST A DIRE, DEUX MASSES SUSPENDUES PAR QUATRE POUTRES CHACUNE. L'EXCITATION EN ANTIPHASE SE FAIT GRACE AUX FORCES ELECTROMAGNETIQUES UN AIMANT PERMANENT COLLE SUR LE CAPOT SUPERIEUR DE PROTECTION DES MASSES VIBRANTES INTERAGIT AVEC UN COURANT ALTERNATIF QUI CIRCULE DANS UN CONDUCTEUR METALLIQUE PLACE SUR LES MASSES. LORSQU'ON FAIT TOURNER LE CAPTEUR, LES MASSES NE VIBRENT PLUS DANS UN MEME PLAN MAIS HORS DE CE PLAN DANS DES DIRECTIONS OPPOSEES. CECI INDUIT DES CONTRAINTES MECANIQUES DANS LES POUTRES QUI SONT DETECTEES PAR DES PIEZORESISTANCES. CHACUN DES CAPTEURS NOUS A PERMIS DE MESURER DES VITESSES DE PLUS D'UN TOUR PAR SECONDE (400 DEG/SEC) AINSI QUE LE SENS DE ROTATION. LE DEUXIEME PROTOTYPE DE CAPTEUR DE VITESSE ANGULAIRE PRESENTE PLUSIEURS AMELIORATIONS PAR RAPPORT AU PREMIER DESIGN. EN PARTICULIER, UN SIGNAL DE SORTIE BEAUCOUP MOINS BRUITE ET SURTOUT BEAUCOUP PLUS STABLE DANS LE TEMPS, CE QUI EST PARTICULIEREMENT IMPORTANT POUR UN CAPTEUR DE VITESSE ANGULAIRE DESTINE A LA NAVIGATION CAR IL DEVRA MESURER UN SIGNAL PENDANT PLUSIEURS MINUTES SANS SUBIR DE DERIVE CAUSEE PAR EXEMPLE, PAR UNE VARIATION DE TEMPERATURE.
Author: Mihail Macovschi
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Languages : fr
Pages : 240
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Book Description
LA THESE, STRUCTUREE EN CINQ CHAPITRES, TRAITE LE PROBLEME DES CAPTEURS DE POSITION DONT LE FONCTIONNEMENT EST BASE SUR LA VARIATION DE L'INDUCTANCE. LE CHAPITRE 1 PRESENTE, SOUS UN ANGLE ORIGINAL, L'ETAT DE L'ART DANS LA CONSTRUCTION DES CAPTEURS INDUCTIFS EN GENERAL. UNE ETUDE SYSTEMATIQUE, THEORIQUE ET EXPERIMENTALE, DES TRANSDUCTEURS A VARIATION D'INDUCTANCE, EST FAITE DANS LE CHAPITRE 2. DES COURBES L=L(D), CALCULEES ET/OU MESUREES, SONT TRACEES ET ON ETUDIE LEUR MODIFICATION SOUS L'INFLUENCE DE DIFFERENTS PARAMETRES COMME: GEOMETRIE ET MATIERES DES CIRCUITS MAGNETIQUES ET DES CIBLES, TEMPERATURE, FREQUENCE ET AMPLITUDE DU SIGNAL ELECTRIQUE DE MESURE, CONTRAINTES MECANIQUES, ETC. UNE EQUATION DECRIVANT LES COURBES L=L(D) EST DEDUITE POUR LES CAPTEURS DE PROXIMITE, ET LA SIGNIFICATION DES CINQ PARAMETRES UTILISES EST EXPLICITEE. LES CHAPITRES 3 ET 4 PRESENTENT DEUX NOUVELLES METHODES DE MESURE DE L'INDUCTANCE, UNE DIRECTE ET UNE AUTRE DIFFERENTIELLE, BASEES SUR L'UTILISATION DES CIRCUITS OSCILLANTS LC SERIE. LES CONCLUSIONS DU TRAVAIL ET UNE LISTE COMPLETE DES PROBLEMES A RESOUDRE POUR REUSSIR LA CONSTRUCTION D'UN CAPTEUR INDUCTIF DE POSITION, SONT DONNEES DANS LE 5#E#M#E ET DERNIER CHAPITRE. LA BIBLIOGRAPHIE COMPORTE 181 REFERENCES
