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Les capteurs
05-26-2010

Cest partir du moment ou lon a su dtecter une grandeur physique et exploiter sa variation que lon a pu crer des systmes automatiques qui sautocontrlent (indpendamment de lhomme).


1 CARACTÉRISTIQUES DES CAPTEURS


Un capteur doit dtecter une grandeur physique, et transformer les variations de cette grandeur en une image informationnelle exploitable par lunit de traitement.


A Nature de linformation dtecter


En automatisme, les informations dtecter les plus courantes sont relatives aux positions, ainsi quaux grandeurs physiques telles que force, temprature, dbit, pression, temps, dplacement, vitesse, acclration


B Principes de fonctionnement


Les principes de fonctionnement des capteurs sont bass sur une transformation mcanique (contact lectrique commande mcanique), thermique (dilatation), chimique, physique, lectronique, en tension ou en intensit dun courant lectrique


C Nature de linformation dlivrer


Les informations dlivrer peuvent tre sous forme :
- Tout Ou Rien (TOR), en gnral 0 et 5 volts ;
- Analogique, le signal de sortie est une tension (0-10V) qui donne limage de la grandeur dtecte ;
- Numrique, le signal numrique peut tre sous forme binaire ou dcimale.


D Qualit dun capteur


Un capteur possde un lment de mesure qui doit avoir les qualits suivantes : - la sensibilit : cest la plus petite valeur de la grandeur mesure que peut dtecter un capteur ;
- la rapidit : elle est dfinie par le temps de rponse qui doit tre le plus court possible ;
- la linarit : les valeurs de sortie sont toujours proportionnelles aux valeurs dentre dans toute ltendue de la mesure ;
- ltendue de mesure : elle est dfinie par les valeurs minimales et maximales que peut dtecter un capteur.


E Facteurs denvironnement


Un capteur subit des influences externes auxquelles il doit rsister. Les principaux agents extrieurs



sont : les poussires, leau, les chocs, la temprature ambiante. Lencombrement des capteurs ainsi que leur fixation, font partie des caractristiques mcaniques des capteurs.


2 LES DÉTECTEURS DE PROXIMITÉ


Un dtecteur de proximit permet de dtecter sans contact la prsence ou le passage de pices, le dfilement dobjets. On distingue trois types de dtecteurs de proximit :
inductifs, capacitifs et optiques.


A Dtecteurs inductifs


Un dtecteur inductif comporte un oscillateur dont les bobinages constituent la face sensible. À lavant de cette face sensible est cr un champ magntique alternatif. Lorsquune pice mtallique est place dans ce champ, des courants induits constituent une charge additionnelle qui provoque larrt des oscillations. Aprs mise en forme, on gnre un signal de sortie correspondant un contact ouverture ou fermeture.


Ce type de dtecteur est adapt la dtection dobjets mtalliques.



Symbole


B Dtecteurs capacitifs


Un dtecteur capacitif comporte un oscillateur dont le condensateur constitue la face sensible. Lorsquun matriau dont la permittivit est suprieur 1 est plac dans ce champ, il modifie la capacit de couplage et modifie les oscillations. Aprs mise en forme, on gnre comme prcdemment un signal analogue un contact lectrique ouverture ou fermeture.


Ce type de dtecteur convient pour la dtection dobjets isolants, liquides ou en poudre.


Symbole



C Dtecteurs photolectriques


Émetteur et rcepteur sont situs dans deux botiers spars. Cest le systme qui autorise les plus longues ports (30 m). Le faisceau est mis en infrarouge. Il peut dtecter des objets de toutes natures avec une excellente prcision lexception des objets transparents qui ne bloquent pas le faisceau.


Émetteur et rcepteur sont regroups dans un mme botier. En labsence de cible, le faisceau mis en infrarouge par lmetteur est renvoy sur le rcepteur par un rflecteur.
Il nest donc pas adapt pour dtecter les objets rflchissants.


Contrairement au systme rflex standard, le systme rflex polaris permet de dtecter les objets brillants.
Ce type de dtecteur met une lumire rouge visible


Systme proximit :


Émetteur et rflecteur sont regroups dans un mme botier. Le faisceau lumineux mis en infrarouge,
est renvoy vers le rcepteur par tout objet suffisamment rflchissant qui pntre dans la zone de dtection.



3 BRANCHEMENT DES DÉTECTEURS


Deux types de branchement sont retenus :


La technique 2 fils qui consiste brancher en srie le dtecteur et la charge commander.


La technique 3 fils pour les dtecteurs aliments en courant continu, deux des fils servent lalimentation, le troisime la transmission du signal de sortie.


Le dtecteur PNP ou NPN comporte un transistor. Pour comprendre le branchement, on assimilera ce dernier un contact lectrique.


Pour le dtecteur PNP :


Lorsque qu'il y a dtection, le transistor est passant ( contact ferm ). Il va donc imposer le potentiel + sur la sortie S . La charge est branche entre la sortie S et le potentiel - . Ce type de dtecteur est adapt aux units de traitement qui fonctionnent en logique positive.


Pour le dtecteur NPN :


Lorsque qu'il y a dtection, le transistor est passant ( contact ferm ). Il va donc imposer le potentiel - sur la sortie S . La charge est branche entre la sortie S et le potentiel + . Ce type de dtecteur est adapt aux units de traitement qui fonctionnent en logique ngative.
On prendra donc soin d'identifier le type de logique utilise par les units de traitement ( Automate programmable , etc... ).


EXEMPLES :


l'API TSX 17 fonctionne exclusivement en logique positive ( pour mettre une entre automate au 1 logique, il faut lui imposer un potentiel de +24 Volts ). l'API TSX 37 fonctionne en logique positive ou ngative ( configurable ).



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