Termes clés des LVDT

La sortie d'un LVDT étant nominalement une fonction linéaire du déplacement du noyau dans sa plage de fonctionnement linéaire, la courbe représentant l'amplitude de la tension de sortie en fonction du déplacement du noyau est essentiellement une droite. Au-delà de cette plage de fonctionnement linéaire nominale, la sortie commence à s'écarter progressivement de cette droite. L'erreur de linéarité, également appelée non-linéarité, correspond à l'écart maximal entre la sortie du LVDT et la droite de meilleur ajustement statistique établie sur la plage linéaire nominale.  Elle est généralement exprimée en pourcentage (+/-) de la sortie à pleine échelle ou sous la forme d'une bande d'erreur englobant la droite de référence et les écarts observés. L'interprétation de l'erreur de linéarité dépend de l'application de mesure concernée. Dans certains cas, la non-linéarité est utilisée comme indicateur de la précision globale du système, car elle constitue souvent la principale source d'erreur.  

Le principal critère de sélection d'un LVDT est l'amplitude maximale du déplacement du noyau permettant d'obtenir une sortie analogique conforme à la linéarité spécifiée. Le déplacement à pleine échelle correspond à la distance que le noyau peut parcourir à partir de sa position nulle dans cette zone linéaire. Comme le noyau peut se déplacer de part et d'autre de la position nulle, la plage de fonctionnement linéaire est égale à deux fois le déplacement à pleine échelle. Lorsque cette valeur est exprimée sous la forme (+/-) déplacement à pleine échelle, elle correspond à la plage linéaire nominale. Lorsqu'elle est exprimée sans signe, elle est appelée plage totale, course totale ou course complète du LVDT. La plage linéaire nominale varie en fonction de la fréquence. Lorsque le LVDT est utilisé avec le noyau adapté à la fréquence spécifiée, la plage linéaire réelle est toujours égale ou supérieure à la valeur nominale. Lorsqu'une linéarité optimale n'est pas indispensable, la plage de fonctionnement effective peut s'étendre bien au-delà de la plage linéaire nominale spécifiée. La plage linéaire nominale est spécifiée pour une charge à haute impédance, généralement comprise entre 50 kΩ et 0,5 MΩ. Une faible impédance de charge peut dégrader la linéarité et réduire la plage linéaire nominale.
 

Pour un LVDT alimenté en courant alternatif, la sortie à pleine échelle (FSO) correspond au signal délivré lorsque le noyau est à son déplacement à pleine échelle et que le primaire est alimenté par la tension d'excitation nominale spécifiée. Dans la plupart des cas, la sensibilité constitue toutefois un critère plus pertinent pour comparer des LVDT à courant alternatif présentant la même plage linéaire. La sensibilité est généralement exprimée en millivolts de sortie par millième de pouce de déplacement du noyau et par volt d'excitation (mV/mil/V). Elle varie avec la fréquence d'excitation, qui doit donc être précisée. La sensibilité influe principalement sur le gain requis de l'électronique de conditionnement du signal. Pour la plupart des LVDT alimentés en courant continu, la caractéristique équivalente est le facteur d'échelle, généralement exprimé en volts continus par pouce de déplacement du noyau. Certains anciens modèles de LVDT à courant continu utilisent une configuration ratiométrique. Leur facteur d'échelle est alors exprimé dans les mêmes unités que la sensibilité ou est spécifié pour une tension d'alimentation continue donnée. Il existe également des LVDT à courant continu avec une sortie sur boucle de courant 4-20 mA. Dans ce cas, le facteur d'échelle est exprimé en mA/pouce (mA/in) ou en mA/mil.

La résolution correspond à la plus petite variation de position du noyau pouvant être détectée dans le signal de sortie d'un LVDT. La résolution d'un LVDT est pratiquement infinie, car son fonctionnement repose sur le principe du couplage magnétique. Ainsi, une variation infinitésimale de la position du noyau entraîne une variation du signal de sortie. En pratique, la résolution du système est limitée par la capacité de l'électronique associée à détecter cette variation, capacité généralement caractérisée par le rapport signal/bruit du système. Avec un système de mesure LVDT correctement conçu, il est courant d'atteindre une résolution de l'ordre du micro-pouce (microinch).  

La capacité d'un capteur à reproduire le même signal de sortie lors d'essais répétés avec une entrée strictement identique, dans des conditions de fonctionnement et d'environnement constantes, constitue l'un des critères les plus importants pour le choix d'un capteur. Appelée répétabilité, cette caractéristique est la seule source d'erreur statique à la fois irréductible et impossible à corriger dans un système de mesure électromécanique. L'erreur de répétabilité constitue donc le principal facteur limitant de toute mesure réalisée à l'aide d'un capteur. Un LVDT de haute qualité présente une répétabilité telle que sa précision n'est essentiellement limitée que par les caractéristiques mécaniques des éléments ou des structures auxquels son noyau est fixé et sur lesquels sa bobine est montée. La répétabilité et la résolution contribuent toutes deux à l'erreur globale de mesure et sont généralement exprimées en pourcentage de la sortie à pleine échelle. Ces caractéristiques s'appliquent aussi bien aux LVDT alimentés en courant alternatif qu'aux LVDT alimentés en courant continu.

Un LVDT étanche empêche toute pénétration de liquide ou de gaz dans le boîtier du capteur.  Pour les applications exposées à des fluides corrosifs ou sous pression, à une forte humidité ou aux rayonnements, il est recommandé d'utiliser un LVDT étanche afin d'empêcher toute pénétration de contaminants dans les enroulements.  Cette conception permet de protéger le capteur contre la poussière, l'eau, la vapeur, les produits chimiques et les températures extrêmes susceptibles de réduire sa durée de vie ou de compromettre sa fiabilité.  Dans cette configuration, le boîtier renforcé, la chemise d'alésage et les rondelles d'extrémité du LVDT sont soudés afin de former une enceinte étanche. Les LVDT étanches supportent généralement des pressions de service allant jusqu'à 3 000 psig.  Cette conception étanche permet également au capteur de fonctionner à des températures pouvant atteindre 200 °C.

Pour les applications soumises à des pressions extrêmement élevées, le boîtier peut être ventilé afin d'équilibrer les pressions à l'intérieur et à l'extérieur du capteur de position linéaire LVDT. Les versions ventilées des LVDT résistent à des combinaisons de pressions élevées, de températures extrêmes, de chocs et de vibrations. En revanche, les orifices de ventilation exposent les bobines à l'environnement. Le fluide dans lequel le LVDT est utilisé doit donc être électriquement non conducteur et chimiquement compatible avec les matériaux du capteur. Les LVDT ventilés peuvent fonctionner dans une plage de températures comprise entre -55 °C à +200 °C et supporter des pressions de service pouvant atteindre 35 kpsi. Ces performances en température sont obtenues grâce à l'utilisation de matériaux internes spécialement sélectionnés pour résister à ces conditions.