Potentiométrique, magnétostrictif ou LVDT : lequel choisir ?

Guide technique · GUEMISA

Réponse rapide

Choisissez un capteur potentiométrique si vous recherchez une solution simple et économe en énergie pour des courses jusqu'à environ 900 mm ; un capteur magnétostrictif si la course est longue et que la mesure doit être sans contact et précise ; et un capteur LVDT si la course est courte et que vous souhaitez une résolution quasi infinie et une durée de vie sans usure. Ces trois capteurs mesurent la position linéaire absolue, mais chacun repose sur un principe physique différent, et leurs limitations découlent de ce principe.

Il existe également une quatrième option, le capteur inductif sans contact de type NOVOPAD, qui comble le fossé entre le potentiométrique et le LVDT avec sortie analogique standard.

Les trois principes sous le même déplacement : tension du curseur, temps de propagation de l’impulsion et différence entre les enroulements secondaires du LVDT.

Comment fonctionne chaque principe

Potentiométrique

Un rail en plastique conducteur est sur lequel se déplace un curseur métallique. Le capteur fonctionne comme un diviseur de tension : la tension aux bornes du curseur est proportionnelle à sa position. Il ne nécessite aucun composant électronique, seulement une tension d'alimentation et un courant de curseur très faible, de l'ordre de 1 µA pour les modèles Novotechnik LWH et TEX.

magnétostrictif

Une tige ou un profilé contient un fil guide parcouru par une impulsion de courant. Un marqueur aimanté, se déplaçant le long du capteur sans le toucher, génère une onde mécanique ; le capteur mesure le temps de propagation de cette onde et en déduit la position.

LVDT

Un transformateur différentiel possède un enroulement primaire et deux enroulements secondaires. Un noyau mobile, qui ne touche pas les bobines, modifie le couplage entre elles, et la différence de potentiel indique la position. En l'absence de frottement, la résolution théorique est infinie, et il n'y a pas d'usure due au frottement entre le noyau et les bobines.

NOVOPAD Inductif

Un système de bobines émettrices et réceptrices sur une plaque détecte un marqueur ou une tige sans contact électrique entre eux. Le LS1 utilise une tige, tandis que le TF1 utilise un marqueur flottant indépendant.

Tableau comparatif

CritèrePotentiométriquemagnétostrictifLVDTNOVOPAD Inductif
PrincipeCurseur sur piste en plastique conducteurTemps de propagation de l'onde jusqu'à un marqueur magnétiqueNoyau mobile dans un transformateur différentielBobines d'émission et de réception sur une plaque
Contact et portAvec contact ; durée de vie jusqu'à 100 millions de mouvements (LWH, TEX)Sans contact ; durée de vie mécanique illimitée (TH1, TP1)Noyau sans contact avec les bobines, aucune usure due au frottementSans contact sur la TF1 ; la LS1 possède une tige à roulements et une durée de vie allant jusqu’à 100 millions de mouvements.
races typiques10…900 mm (TEX, LWH) ; plus avec du fil50…4250 mm (TH1, TP1)5…20 mm (F200) ; jusqu’à 360 mm pour les LVDT amplifiés25…200 mm (LS1) ; 100…1000 mm (TF1)
Résolution et précisionRésolution inférieure à 0,01 mm ; linéarité ±0,04…±0,25 %Résolution jusqu'à 1 µm ; linéarité jusqu'à ±0,02 % FS (TH1, TP1)Résolution quasi infinie ; linéarité ±0,1…±0,3 % (F200)Linéarité ±0,15 % (LS1) ; ±0,025 % FS (TF1)
Sortiediviseur de tension0,1…10 V, 4…20 mA, et également SSI, CANopen, IO-Link±10 V (F200) ; 4…20 mA ou 0…10 V en mode amplifié0,1…10 V ou 4…20 mA
AutourIP54 à IP67 selon le modèle ; -40…+85 °C (TEX)IP67/IP68 ; -40…+85 °C ; 350 bar sur tige (TH1)IP67 avec connecteur (F200) ; jusqu’à 315 bar sur SM46IP40 (LS1) ; IP67 (TF1) ; -40…+85 °C
Quand le choisirCourse courte ou moyenne, mesure simple et électronique minimaleCourses longues, vérins hydrauliques, mesure continue sans usureTraits courts, résolution très fine, humidité ou pression (SM46)Sortie analogique sans contact standard ou immunité aux champs magnétiques

Critères de décision

Carrière

En dessous de 20 mm, le capteur LVDT est le choix idéal. Entre 25 et 900 mm, les capteurs potentiométriques et inductifs sont en concurrence. Au-delà de 1 000 mm, le capteur magnétostrictif atteint 4 250 mm sur les modèles Novotechnik TH1 et TP1, tandis que le capteur à fil couvre des courses encore plus importantes grâce à un principe différent.

Contact et port

Le potentiomètre s'use avec le temps, même si le fabricant annonce une durée de vie d'environ 50 à 100 millions de cycles selon le modèle. Si l'application comporte des milliers de cycles par heure ou fonctionne en continu, un capteur sans contact est plus sûr.

Résolution et signal

Le potentiomètre fournit un rapport de tension que toute entrée analogique peut lire si le circuit ne charge pas le curseur. Les potentiomètres magnétostrictifs et inductifs possèdent leur propre électronique et fournissent des sorties normalisées ou numériques.

Autour

La saleté, la poussière et l'humidité affectent le curseur et le rail. Les circuits magnétostrictifs sont disponibles en versions IP67/IP68 ; le TF1 est IP67 et possède une membrane d'égalisation de pression. Les champs magnétiques puissants peuvent perturber un circuit magnétostrictif ; le fabricant du TF1 le décrit comme résistant à ces champs.

Quels produits GUEMISA sont les plus adaptés ?

Pour plus d'informations sur les LVDT, consultez les catégories de LVDT et de LVDT amplifiés; il FTI 10 Il s'agit d'un modèle de 10 mm avec une sortie de 4…20 mA.

Documentation et cas connexes

Foire aux questions

Un capteur LVDT est-il identique à un capteur inductif ?

Le LVDT est un type de capteur inductif, basé sur un transformateur différentiel à noyau mobile. Les capteurs inductifs NOVOPAD utilisent des bobines sur une plaque et un marqueur, et non un noyau.

Lequel a la plus haute résolution ?

Le capteur LVDT, théoriquement infini, est toutefois limité par l'électronique. Le capteur magnétostrictif Novotechnik TH1 atteint une précision de 1 µm et le capteur potentiométrique, inférieure à 0,01 mm.

Quand ne faut-il pas utiliser un potentiomètre ?

Lors de longues utilisations, de mouvements très fréquents ou dans des environnements très sales, un capteur sans contact réduit l'usure.

Peuvent-ils être utilisés dans les vérins hydrauliques ?

Oui, les capteurs magnétostrictifs à tige, comme le TH1 ou le TM1, sont intégrés au cylindre, et le LVDT SM46 supporte une pression de 315 bar. Les potentiomètres sont externes au cylindre.

De quelles sorties ai-je besoin pour un automate programmable ?

Les transformateurs magnétostrictifs et inductifs fournissent 4…20 mA ou 0…10 V ; le potentiomètre fournit un diviseur de tension et le LVDT sans électronique nécessite un conditionneur.

Avez-vous besoin d'aide pour choisir ?

Envoyez-nous l'application, la course ou la référence dont vous disposez et nous vous indiquerons le modèle et votre code de commande.

Écrivez à ventas@guemisa.com 91 764 21 00

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