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Comment capter les vibrations ?
Fig. 6 : Trajets lumineux d’un capteur à triangulation laser
Plus rares et plus coûteux sont les capteurs de déplacement
par réflexion : un faisceau de fibres optiques envoie une quan-
tité de lumière sur un objet, la lumière diffusée est recueillie
par d’autres fibres faisant partie de ce faisceau. Si l’objet
s’éloigne ou se rapproche de cet ensemble de fibres, la quan-
tité de lumière en retour diminuera ou augmentera en fonc-
tion de la distance. Le récepteur est assez simple, puisqu’il
mesure l’intensité lumineuse en retour. Ce système est très
intéressant car le seul faisceau (qui peut être fin) peut s’intro-
duire dans des endroits éloignés et difficilement accessibles.
Toutefois, il nécessite un environnement stable en lumière
ambiante, une surface diffusante de qualité constante et un
étalonnage sur place qui tient compte de la réflectivité de
l’objet. Ils ont une étendue de mesure assez faible et le fais-
ceau doit être proche de l’objet en mouvement.
Les capteurs optiques fonctionnant sur le principe de la trans-
mission de lumière comportent une partie émettrice indé-
pendante de la partie réceptrice. Une des parties est fixe et
l’autre partie, solidaire de la pièce soumise aux vibrations,
est placée en face. En cas de mouvement, les faisceaux se
désalignent et la quantité de lumière mesurée en retour est
fonction du déplacement de la fibre en mouvement.
Les deux faisceaux peuvent être fixes si la lumière transite
par un miroir ou un prisme soumis aux vibrations. Les avan-
tages et inconvénients sont identiques à ceux des capteurs
optiques par réflexion, ce système permettant en plus d’ac-
cepter un objet avec une surface sale ou irrégulière.
Fig. 7 : Capteurs de déplacement à transformateurs
différentiels (Source : Sensorex)
Les capteurs de déplacement à transformateurs diffé-
rentiels sont également sans contact mécanique, puis-
que c’est un noyau monté sur l’objet en mouvement qui
plonge dans le corps du capteur fixé en face. Le dépla-
cement mécanique de ce noyau face aux bobines des
enroulements primaire et secondaire d’un transforma-
teur entraîne une variation du signal induit dans le secon-
daire, ce qui permet de transformer le déplacement en
signal électrique.
Ces capteurs ont une bonne résolution, ils sont robus-
tes, insensibles aux parasites et à l ’environnement,
peuvent fonctionner en huile, en atmosphère chaude
et humide…
Les capteurs de déplacement à fil tendu du type poten-
tiomètrique sont de conception simple : un fil est relié
d’un côté à l’objet en mouvement et s’enroule de l’autre
côté sur un potentiomètre multi tours. En cas de mouve-
ment, le potentiomètre tourne et fait varier sa valeur
ohmique. Ces capteurs permettent de très grandes
étendues de mesure (plusieurs mètres), de déporter
la mesure, et sont peu coûteux. Leur bande passante
commence au continu mais est toutefois réduite aux
basses fréquences. Ces mesures sont réservées aux
grosses structures, car le fil provoque une tension de
quelques Newtons qui pourrait modifier les vibrations
sur une structure légère.
Les capteurs de déplacement à fil tendu du type enco-
deur sont identiques, mais l’enrouleur est constitué d’un
codeur incrémental ou d’un codeur absolu, ce qui peut
favoriser le traitement postérieur de l’information.
Fig. 8 : Capteur de déplacement à fil tendu du type
encodeur (Source : Meiri)