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Instrumentation, Mesure, Métrologie

1631-4670
Revue des Systèmes
 

 ARTICLE VOL 3/1-2 - 2003  - pp.115-126
TITRE
Optimisation d'un capteur à corde vibrante

RÉSUMÉ

Pour mesurer une variation de distance entre deux points éventuellement éloignés d'une structure, il suffit de tendre une corde entre ces deux points et de la faire vibrer. Toute variation de sa fréquence fondamentale témoigne d'une variation en sens inverse de sa longueur. Ce principe a donné naissance aux capteurs à cordes vibrantes. Les versions actuellement disponibles sur le marché ont en commun une forte intrusivité et une limitation de longueur, essentiellement à cause de la bobine servant à l'excitation électromagnétique de la corde. Le capteur à corde vibrante présenté ici repose sur une distribution d'aimants permanents qui permet de forcer la corde à vibrer principalement sur son mode fondamental. La technique se révèle nettement moins intrusive et autorise des longueurs de corde d'un ordre de grandeur supérieur aux longueurs usuelles. Ce papier rend compte des ingrédients technologiques originaux du capteur, propose une modélisation simplifiée de son fonctionnement et explique le dimensionnement et la répartition des aimants.

ABSTRACT

Vibrating strings help measuring relative displacements. This widely used technique is based on the dependence of the ground natural frequency of a string on its elongation. Excitation is usually achieved by means of an active coil, which is very close to the iron vibrating wire. The natural frequency extracted from the global response leads to the stretching of the wire. Current technology of vibrating wire sensors (VWS) is intrusive and limited to wires of small length because of the necessary small dimension of the coil. The new VWS takes advantage of distributed permanent magnets, which enable one to shape the initial displacement of the wire in such a way it mainly vibrates on its fundamental mode. The new technique proves scalable and much less intrusive since the sensor can be made flat and very flexible. This paper focusses on the key technological ingredients of the sensor, and on the modelling and analysis of the measurement process. Several suitable distributions of magnets are proposed and discussed.

AUTEUR(S)
Frédéric BOURQUIN, Michel JOLY

MOTS-CLÉS
électromagnétisme, dynamique des structures, placement optimal.

KEYWORDS
electromagnetism, dynamics of structures, optimal placement.

LANGUE DE L'ARTICLE
Français

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