Foire aux questions (FAQ) – Système de détection de position

Capteurs et systèmes de détection de position

Qu’est-ce qu’un capteur et qu’est-ce qu’un système de détection de position ?
Un capteur désigne un composant technique qui mesure différents paramètres physiques (comme la température et la pression) et les convertit en signaux électriques. Un système de détection de position, également appelé détecteur de position ou capteur de position, utilise des capteurs pour calculer la distance entre deux points (notamment la distance parcourue par le piston d’un vérin). La distance calculée est transmise sous la forme d’un signal et induit par exemple une commande. Les détecteurs de position sont utilisés dans divers secteurs, par exemple dans l’industrie, la manutention, le secteur agricole et forestier, la construction de routes, sur les engins de terrassement et dans le domaine des technologies de l'automatisation. Les chariots élévateurs sont un exemple concret de l’utilisation des capteurs de positions. Ils y mesurent la hauteur de levage de la charge et permettent ainsi d’optimiser la vitesse de déplacement.

Système de détection de position LiView

Puis-je intégrer LiView sans problème sur mon vérin ?
LiView s’adapte à tous les vérins différentiels avec un palier de tige de piston embouti ou vissé, ainsi qu’aux vérins à pistons plongeurs. Avant l’intégration, le vérin doit seulement être modifié selon les indications de Liebherr Components. Seules quelques petites modifications sont nécessaires, comme le positionnement correct des sondes et des éléments de terminaison RF.
Avant le montage de LiView, nous souhaitons que vous et vos vérins soyez préparés du mieux possible. Pour cela, nous effectuons une simulation électrique avec votre vérin avant que vous commenciez la fabrication. Nous vous aidons également dans le cadre de la modification mécanique du palier de la tige de piston.

À quelle distance du vérin peut-on placer le module électronique ?
Le câble entre le module et le vérin peut mesurer jusqu’à 1,50 m et la longueur est commandée par intervalle de 10 cm.

Les processus tels que la dégradation de l’huile hydraulique ou les modifications de la température et de la pression ont-ils une influence sur les résultats de mesure ?
Non. Ces facteurs influencent la constante électrique et donc la polarité et la conductivité de l’huile. Mais grâce à notre principe de compensation, la précision de mesures de LiView reste durablement stable et exacte.

Les sondes peuvent-elles s’user ?
Non, car l’élément de contact de la sonde est flottant et ne peut donc pas s’abîmer. Lors des tests que nous avons effectués, nous n’avons constaté aucun signe d’usure même après une très longue période d’utilisation.

Quels sont les types d’huiles recommandés pour LiView ?
LiView fonctionne idéalement avec toutes les huiles hydrauliques à base d’huiles minérales, dont les huiles bio Liebherr (Liebherr Hydraulic Plus et Liebherr Hydraulic Plus Arctic). L’huile bio de PANOLIN fait toutefois exception : en utilisant LiView avec cette huile, la course du vérin ne peut pas dépasser 1 m pour le moment.  Vous utilisez une autre huile pour votre vérin ? Nous nous chargerons volontiers de faire des tests conformément à vos exigences pour vérifier si LiView est adapté à votre utilisation.

Est-il possible de calibrer LiView de manière simple et rapide ?
Oui ! Le calibrage précis se fait après la première installation du module électronique sur le vérin. Pour cela, le vérin doit être mis en mouvement d’une butée à l’autre, afin d’atteindre la pleine capacité de LiView. Vous pouvez procéder vous-même au calibrage de manière très simple à l’aide de notre outil logiciel Liebherr que nous mettons volontiers à votre disposition gratuitement. L’outil logiciel vous permet également de :

  • paramétrer l’interface CAN
  • modifier les paramètres de calibrage
  • consulter les erreurs sauvegardées

Aperçu : Types, méthodes et principes de mesure

Tableau est déroulante
  Système de mesure haute fréquence Système à câble Capteur de position magnétostrictif
Type de mesure de position linéaire rotatif linéaire
Méthode de mesure absolue absolue et incrémentale absolue

Quels sont les différents types, méthodes et principes de mesure et en quoi se distinguent-ils ?

  • Types : Il existe deux principaux types de mesure de position : linéaire et rotatif. Les systèmes de détection de position linéaires mesurent la distance linéaire parcourue. Les systèmes rotatifs mesurent les mouvements rotatifs qu’ils transmettent ensuite sous la forme d’un signal analogique ou numérique.
  • Méthodes de mesure : La position peut être mesurée grâce à une référence absolue ou incrémentale.
    • Absolue : dans ce cas, la mesure est directement effectuée entre un point de départ défini un point de référence. Lors de l’activation de l’alimentation électrique, un signal absolu est immédiatement transmis avec la mesure. La mesure d’une heure est un bon exemple de principe de mesure absolu : l’heure est calculée à partir de la valeur de référence 0.
    • Incrémentale : dans le cadre de cette méthode de mesure, une référence relative est utilisée. Cela signifie que l’on mesure uniquement la différence entre deux points. Prenons l’exemple d’un chronomètre qui compte les secondes depuis le début de la mesure. Pour obtenir une valeur absolue, on doit d’abord définir un point de référence par rapport à l’objet de mesure à l’aide d’un déplacement de référence. Ce point de référence par rapport à l’objet de mesure est également qualifié de position initiale. La distance entre l’objet de mesure et la position initiale est divisée en intervalles, appelés incréments. Ces derniers sont comptés et leur somme donne la section de mesure.
  • Principes : Sur la base de ces méthodes, il existe plusieurs principes pour mesurer la position du piston dans le vérin hydraulique, notamment des systèmes de mesure haute fréquence (systèmes de mesure HF), des systèmes à câble et des capteurs de position magnétostrictifs.

Système de mesure haute fréquence

  • Le principe de mesure haute fréquence utilisé dans le produit LiView mesure les mouvements linéaires selon la méthode absolue. Le vérin sert de section de mesure. Tandis que les capteurs magnétostrictifs et à câbles mettent une mesure à disposition sur le bus CAN toutes les 5 à 40 ms, le système de mesure LiView, grâce à sa fréquence d’échantillonnage interne d’environ 330 µs, transmet une nouvelle mesure 10 fois plus souvent.
  • La position et la vitesse du piston sont évaluées via une mesure des paramètres de répartition. À l’aide d’une sonde, le vérin est soumis à diverses fréquences avec un signal haute fréquence. Le signal se déplace dans le vérin, du palier de la tige de piston jusqu’au piston, où il est réfléchi. Une autre sonde lit ce signal de réponse. Le module électronique vérifie le signal de réponse pour évaluer les changements de relation de phase et d’amplitude. À partir de ces changements, LiView estime les données relatives à la position et à la vitesse du vérin. Le processus est terminé : les résultats sont finalement envoyés sur l’interface bus CAN et peuvent être transmis. Grâce au principe haute fréquence, la mesure de la position et de la vitesse du piston est très précise. Le système est également très robuste, car il utilise le vérin lui-même comme section de mesure.

Capteur à câble ou détecteur de longueur à câble

  • Un capteur à câble ou détecteur de longueur à câble est un système de détection de position rotatif. Il permet de mesurer selon la méthode absolue ou incrémentale. Le câble est tendu entre les deux trous de fixation du vérin hydraulique. Lorsque le vérin sort, le tambour tourne et le signal de la valeur mesurée est transmis par un encodeur ou un capteur d’angle.
  • L’avantage d’un système à câble est la possibilité d’une installation très flexible. L’inconvénient est cependant son manque de robustesse, car le câble peut s’abîmer et se rompre. Cela peut entraîner l’arrêt de la machine. Pour la précision de ce système, il est important que le câble s’enroule toujours correctement. En cas de chocs mécaniques importants, par exemple lorsque la machine reçoit un coup, la mesure risque alors d’être moins précise.

Capteur de position magnétostrictif

  • Les capteurs de position magnétostrictifs sont également appelés systèmes de mesure à tige ou détecteurs magnétostrictifs. Il s’agit d’un système de détection de position linéaire et absolu avec un parcours propre. Son fonctionnement est basé sur le principe physique de la magnétostriction : si un matériau ferromagnétique comme du fer se trouve à proximité d’un champ magnétique, ce matériau se déforme et change de volume. Un capteur de position magnétostrictif possède trois composants : un guide d’ondes (l’élément de mesure) dans un matériau ferromagnétique, un aimant permanent et un transformateur d'impulsion. L’aimant permanent se trouve généralement sur le composant mobile de la machine, sur le piston du vérin par exemple.
  • Le processus de mesure est initié par une impulsion électrique dirigée dans le guide d’onde. Cette impulsion de courant crée un champ magnétique qui réagit avec le champ de l’aimant permanent. Selon le principe de la magnétostriction, une onde se forme et se propage jusqu’au guide à une vitesse ultrasonique. Lorsque l’onde atteint l’extrémité du guide, un transformateur d’impulsion ou un convertisseur de signal produit un signal électrique. La position absolue de l’aimant permanent et donc du vérin hydraulique est déduite du délai entre le déclenchement et la réception de l’impulsion.
  • Les capteurs sont intégrés dans le vérin par un trou profond. En raison du principe de fonctionnement mathématique, des mesures très précises peuvent être effectuées. Cependant, seuls certains vérins peuvent être utilisés pour la mesure. Comme le système est installé à l’intérieur, en cas de défaillance, le vérin doit être complètement démonté et retiré de la machine. L’intégration mécanique complexe est un autre inconvénient : pour monter le système, un trou profond doit être percé dans la tige du piston.

LiView – intelligent et robuste

Découvrez la robustesse du système de détection de position LiView. Système de détection de position LiView pour vérins hydrauliques

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