Pour la mesure précise de distances linéaires ou de mouvements, il existe de nombreuses possibilités. En fonction des exigences de la plage de mesure et de la précision, on utilise par exemple des rubans de mesure, des étriers ou des vis micrométriques. Toutes ces mesures sont basées sur une comparaison avec un outil de mesure qui sert de référence. La référence la plus connue pour les mesures de longueur est l'Urmeter à Paris. Ceci a été utilisé pour comparer et calibrer tous les systèmes de mesure de longueur métrique pendant près de 2 siècles. Dans le cadre de l'harmonisation internationale des dimensions et des poids, ZOLL se base désormais également sur le compteur.
Bien entendu, seuls les systèmes de mesure dotés d'une interface électronique sont utilisés pour la mesure automatisée. Ils sont également basés sur une référence en tant qu'étalon de mesure. Le spectre des systèmes de mesure électroniques est également très large, car il existe un grand nombre de plages de mesure, de précisions requises et d'interfaces requises. Un nouveau système de mesure électronique y sera présenté et comparé avec des systèmes connus.
Le système de mesure de longueur électrique le plus simple et le plus connu est le potentiomètre. Il se compose d'une piste de résistance qui est balayée par un curseur. Cette piste de résistance se compose d'un enroulement de fil ou, dans le cas de potentiomètres plus récents, d'une matière plastique conductrice. La piste de plastique conductrice peut être retravaillée avec un découpage au laser pour augmenter la précision. Avec cette découpe au laser, le trajet en plastique conducteur est comparé à un émetteur de référence de haute précision et découpé sur mesure par un faisceau laser.
Une tension UB est appliquée sur la piste de résistance. Cette tension est répartie uniformément sur toute la longueur de la piste de résistance. Il en résulte une tension comprise entre 0V et UB au niveau du curseur en fonction de sa position. L'avantage de ce système de mesure est la simplicité de sa construction. Il peut être produit à un coût relativement bas. L'inconvénient est l'usure de la piste de résistance par le coulisseau. Les potentiomètres modernes permettent 50-100 millions de cycles de rectification. Après cela, la piste de résistance est tellement usée qu'une mesure précise n'est plus possible. Le nombre de cycles de glissement autorisés semble important, mais à première vue seulement. En ce qui concerne l'usure, il importe peu qu'une mesure soit réellement effectuée ou que les vibrations soient à l'origine des mouvements de la meuleuse. Un système vibrant à 3 Hz a généré 1/2 million de cycles de broyage en fonctionnement continu après 24 heures. Après moins d'un an, le potentiomètre est alors inutilisable.
Dans une double bobine, un noyau de piston en fer nickelé (représenté en vert) modifie les inductances. La bobine a un robinet central et se compose donc de deux parties. Le noyau en nickel-fer est centré dans la bobine de sorte qu'un déplacement du piston modifie l'inductance des deux parties de la bobine dans la direction opposée. Un système électronique ultérieur mesure la résistance du courant alternatif des deux moitiés de bobine et génère un signal de sortie qui correspond au déplacement du piston. La bobine avec robinet central fonctionne selon le principe d'un demi-pont. Le principe du demi-pont est largement utilisé dans la technique de mesure. Il fournit des résultats fiables dans un large éventail d'applications et permet de compenser les influences extérieures telles que les changements de température et les effets du vieillissement. Un microprocesseur dans l'électronique permet diverses adaptations. La courbe caractéristique peut être linéarisée ou adaptée aux besoins spécifiques du client. Le transformateur de sortie peut convertir le signal en protocole de transmission ou simplement l'amplifier.
Le système de capteurs fonctionne en interne sans contact. La tige de poussée se déplace dans le boîtier, aucun contact n'est nécessaire. Les forces latérales peuvent entraîner un contact du plongeur, mais elles ne provoquent pas d'usure susceptible d'entraver la mesure. Le principe de mesure permet d'encapsuler le capteur pour améliorer sa résistance aux vibrations et aux chocs. Les bobines planes sont des bobines imprimées. Ils sont appliqués sur un circuit imprimé comme piste conductrice à plusieurs enroulements. Elle remplace la bobine enroulée du fil de cuivre. Les bobines planes ont moins d'inductance que les bobines enroulées. Leur fabrication est peu coûteuse.
Le capteur de déplacement détecte la position absolue d'un piston avec un résonateur inductif sans contact et sans usure. Le système se compose d'une bobine d'excitation qui excite un circuit oscillant de résonateur fixé au piston mobile pour produire des oscillations électriques. Ces oscillations sont transmises aux bobines imprimées. Les bobines imprimées sont fixées de manière fixe dans le boîtier. Une électronique interne évalue les oscillations en fonction de l'amplitude et de la position de phase. Comme la position de phase et l'amplitude des oscillations des bobines imprimées changent après la distance à la bobine du résonateur, la position de la bobine du résonateur peut être déterminée avec précision et convertie en un signal proportionnel au déplacement. Le système de mesure planaire de la bobine est similaire au bon vieux potentiomètre et au système inductif.
Grâce à la bonne reproductibilité des bobines imprimées, la précision des systèmes de mesure à bobines planes se rapproche de celle des potentiomètres de précision. L'absence d'usure entraîne une très longue durée de vie, comme c'est le cas pour les systèmes inductifs. Ainsi, les systèmes de mesure à bobines planes remplissent la plage entre potentiomètres et compteurs de déplacement inductifs. Ceci s'applique également aux coûts de fabrication.