Dispositif de mesure d angle des pendules couplés. Notice 174

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Florentin Bertrand
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1 Dispositif de mesure d angle des pendules couplés Notice avril 2006 Cette notice détaille l utilisation du dispositif de mesure de la période et de l angle de rotation des pendules simples ou couplés, ainsi que leur acquisition informatisée à l aide du programme synchronix sous Igor. 1 Fourche optique Une fourche optique, détectant le passage d un objet entre ses branches, peut être fixée sous l axe d un des pendules. Elle est alimentée par un boîtier conçu à cet effet, et peut-être reliée tout simplement à un oscilloscope, ou à un compteur qui mesure alors le temps entre 2 passage successifs de la tige dans la fourche. 2 Capteur d angle 2.1 Potentiomètre On utilise un potentiomètre bobiné dont l axe de rotation est rendu solidaire de l axe de rotation des pendules par l intermédiaire d un petit tuyau en plastique 1. Ce potentiomètre est constitué de spires d un fil résistif fixées entre 2 bornes fixes, sur lesquelles se déplace un curseur relié éléctriquement à une troisième borne et mécaniquement à l axe de rotation. La résistance totale R N est spécifiée par le fabricant, ici 10 kω. Fig. 1 Schéma de principe d un potentiomètre monté en diviseur de tension 1 On peut serrer ou desserrer une vis, pour utiliser ou non ce dispositif de mesure 1

2 Il convient de le monter en diviseur de tension (cf. Fig 4), et d observer la tension entre le curseur et une des bornes fixes : elle est proportionnelle au nombre n(θ) (fractionnaire) de spires comprises dans cet intervalle, et donc varie linéairement avec l angle θ de rotation de l axe. On peut alors obtenir l angle θ(t) de chacun des 2 pendules, après calibration des dispositifs (en mesurant les tensions obtenues lors d un déplacement d angle contrôlé, par exemple 180 degrés), en les alimentant sous une tension de 1 V environ. 2.2 Acquisition à l ordinateur On utilise le bornier relié à une carte d acquisition National Instruments, afin d enregistrer via le programme synchronix sous Igor (cf. Fig 2) les tensions U(θ) aux bornes de chaque potentiomètre. Fig. 2 La fenêtre d acquisition synchronix Fig. 3 Les battements obtenus lors de la mesure de l angle des pendules couplés par fil de torsion 2

3 ANNEXE : Caractéristiques techniques du potentiomètre Fig. 4 Potentiomètre bobiné série de 10 kω Potentiomètres de précision à courbe linéaire Nombre de tours : 3 Puissance dissipée à 40 C : 1,6 W Puissance dissipée à 70 C : 1 W Angle mécanique : Tolérance : ±5% Linéarité : ±0, 20% Coefficient de température : 200 ppm / C Température d utilisation : 55 C à +125 C 3

4 7/8 (22mm) Precision Wirewound Potentiometer Model 533, 534, 535 Vishay Spectrol Note: The color of this product is changing to blue, during the internal period you may recieve either black or blue. ADDITIONAL FEATURES Special Resistance Tolerances to 1% Rear Shaft Extensions and Support Bearing Non Turn Lug Dual Gang Configuration and Concentric Shafts High Torque and Center Tap Special Markings and Front Shaft Extensions Servo Unit available and Slipping Clutch ELECTRICAL SPECIFICATIONS PARAMETER MODEL 533 MODEL 534 MODEL 535 Resistance Range Standard Values 50 to 20K 100 to 100K 50 to 50K Capability Range 5 to 60K 10 to 200K 5 to 100K Standard Tol ± 5% ± 5% ± 5% Linearity (Independent) ± 0.25% 0.20% ± 0.25% Noise 100 ENR 100 ENR 100 ENR Rotation (Electrical & Mechanical) % % 1800 ± 10 Power Rating (@ 70 C) 1.0 watts 2.0 watts 1.5 watts Insulation Resistance Dielectric Strength Absolute Minimum Resistance Tempco End Voltage 1000M minimum 500VDC 1000V RMS minimum 60Hz Not to exceed linearity x total resistance or 1, whichever is greater 20ppm/ C (standard values, wire only) 0.25% of total applied voltage, maximum Phasing CCW end points - section 2 phased to section 1 within ± 2 Taps Center tap only MARKING Unit Identification Manufacturer s name and model number, resistance value and tolerance, linearity specification date code and terminal identification RESISTANCE VALUES Ohms 533: 50R, 100R, 200R, 500R, 1K, 2K, 5K, 10K, 20K 534: 100R, 200R, 500R, 1K, 2K, 5K, 10K, 20K, 50K, 100K 535: 50R, 100R, 200R, 500R, 1K, 2K, 5K, 10K, 20K, 50K ORDERING INFORMATION The Models 533 (3 turn), 534 (10 turn) and 535 (5 turn) can be ordered by stating XXX MODEL MOUNTING NUMBER OF SECTIONS RESISTANCE EIA CODE 1. Bushing 1. Single section 2. Servo 2. Dual section Document Number: Revision 09-Jan-04 For technical questions, contact sfer@vishay.com 1

5 Model 533, 534, 535 Vishay Spectrol SINGLE SECTION DIMENSIONS in millimeters (19.05) ± /8 (22mm) Precision Wirewound Potentiometer (20.62) ± (7.92) ± (1.57) MAX (0.76) MIN (5.08) Ø (6.34) METRIC 30 TYP R (15.88) MAX Ø (22.22) ± /8-32UNEF - 2A (0.81) X (0.81) DP ± Ø (10.32) SCREWDRIVER SLOT (21.59) ± (9.52) ± (1.45) MIN (1.57) Ø 6.00mm mm x 0.75 P 30 TYP (7.62) MIN (1.57) R (15.88) MAX Ø (19.05) Mounting hardware, washer and panel nut, nickel plated MECHANICAL SPECIFICATIONS POWER RATING CHART 4 ENVIRONMENTAL SPECIFICATIONS Vibration 2 CW 1 3 SCHEMATIC PARAMETER Bearing Type Bushing: Sleeve bearing Servo: Ball Torque (maximums): starting /535 Section oz - in (36gm - cms) 0.7 oz - in (50gm - cms) Section oz - in (65gm - cms) 1.1 oz - in (79gm - cms) Torque (maximums): running /535 Section oz - in (28.80gm - cms) 0.6 oz - in (43.20gm - cms) Section oz - in (50.40gm - cms) 0.9 oz - in (64.8gm - cms) Weight (maximums) Section oz (21.26gm) Section oz (35.44gm) Stop Strength 75 oz - in (static) (5.4Kgm - cm) Ganging Ø (22.22) ± Ø (19.05) MAX Ø (3.17) Ø (22.22) 2 sections maximum 15g thru 2000Hz RATED POWER IN (WATTS) Shock 50g Rotational Life (Shaft Revolution) , ,000, (Servo) > 1,000, ,000 Load Life 900 Hours AMBIENT TEMPERATURE IN ( C) Temperature Range - 55 C to C 2 For technical questions, contact sfer@vishay.com Document Number: Revision 09-Jan-04

6 7/8 (22mm) Precision Wirewound Potentiometer Model 533, 534, 535 Vishay Spectrol RESISTANCE ELEMENT DATA RESISTANCE VALUE ( ) RESOLUTION % OHMS PER TURN MAX CURRENT AT 70 C MAX VOLTAGE ACROSS COIL AMBIENT (ma) (V) K 1K 1K K 2K 2K K 5K 5K K 10K 10K K 20K 20K K 50K K Document Number: Revision 09-Jan-04 For technical questions, contact sfer@vishay.com 3

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