Capteurs TOR

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    12-Nov-2015
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capteur instrumentation

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  • I Gnralits :Les capteurs Tout ou Rien (TOR) dlivrent une information du type binaire. Chaque tat possde une signification dans le contexte du systme.Exemple : prsence absence

    On distingue essentiellement- les capteurs de type mcanique- les capteurs lectroniques ( de proximit: cellules photolectriques , inductifs ou capacitifs)

    ils sont constitus d'un lment sensible mcanique ou lectrique d'un ou plusieurs contacts

    de type NF (normalement ferm = ouverture)ou

    de type NO (normalement ouvert = fermeture)

    Chapitre IIILes Capteurs Tout ou Rien

  • I Gnralits :

    Caractristiques gnrales

    nature de la dtection(mcanique, optique, inductif,capacitif) distances de dtection tension d'alimentation (valeur, continu ou alternatif) type de raccordement (2 fils ou 4 fils, PNP ou NPN) nombre et types de contacts noyable, non noyable (inductifs ou capacitifs) type de raccordement (vis, connecteur) taille et encombrement mcanique

    Chapitre IIILes Capteurs Tout ou Rien

  • II Les capteurs mcaniques

    principe : Lobjet dtecter touche physiquement llment mobile du capteur.

    Le contact ouvre ou ferme le circuit d'information.

    Un contact est dit "sec" s'il est libre de potentiel :

    le potentiel est donn par la partie oprative.

    Chapitre IIILes Capteurs Tout ou Rien

  • Utilisation : la dtection de pices machines (cames, butes, pignons...) la dtection de balancelles, chariots, wagons, la dtection directe d'objets, etc.

    Les avantages en sont les suivants : scurit de fonctionnement leve : fiabilit des contacts et manuvre positive d'ouverture bonne fidlit sur les points d'enclenchement ( jusqu' 0,01 mm) sparation galvanique des circuits bonne aptitude commuter les courants faibles combine une grande endurance lectrique tension d'emploi leve mise en oeuvre simple grande rsistance aux ambiances industrielles

    II Les capteurs mcaniques avantages et utilisation

    Chapitre IIILes Capteurs Tout ou Rien

  • II Les capteurs mcaniques

    Chapitre IIILes Capteurs Tout ou Rien

  • Chapitre IIILes Capteurs Tout ou Rien

  • Choix du corps:

    Normalis CENELEC (Comit Europen de Normalisation ELECtrotechnique)

    ou

    encombrement rduit, fixe ou embrochable, mtallique (IP65/66/67) ou plastique (IP 65), une ou plusieurs entres de cble, le corps, choisi parmi diverses

    versions, permet de s'adapter aux contraintes de montage, aux caractristiques d'environnement (temprature, humidit, poussires,...) et au type de contact recherch ( rupture brusque ou action dpendante).

    Chapitre IIILes Capteurs Tout ou Rien

  • III Capteurs Electroniques de proximitLes capteurs inductifs : principe La dtection de fait sans contact. Un circuit lectronique effet inductif transforme une perturbation magntique due la prsence de lobjet en commande d'ouverture ou de fermeture statique (par transistor) du circuit d'information. La face sensible cre un champ magntique local. Lorsque l'objet pntre dans le champ magntique, l'oscillateur se met en route et la sortie est active.Dtecte uniquement les mtaux. Courants induits sont appels les Courants de Foucault (Eddy Currents)

    Chapitre IIILes Capteurs Tout ou Rien

  • pas de contact physique avec l'objet (pas d'usure), possibilit de dtecter la prsence d'objets frachement peints ou de surfaces fragiles cadences de fonctionnement leves en parfaite adquation avec les modules ou les automatismes lectroniques grandes vitesses d'attaque pour la prise en compte d'informations de courte dure produits entirement enrobs dans une rsine, pour une trs bonne tenue aux environnements industriels agressifs produits statiques (pas de pices en mouvement) pour une dure de vie indpendante du nombre de cycles de manuvres visualisation de l'tat de la sortie

    Les capteurs inductifs : avantages

    Chapitre IIILes Capteurs Tout ou Rien

    III Capteurs Electroniques de proximit

  • Les capteurs inductifs : choix Chapitre IIILes Capteurs Tout ou Rien

  • Outre les donnes du tableau, le choix final prend en compte deux paramtres supplmentaires :

    la porte : elle doit tre suprieure la distance de l'objet dtecter

    le raccordement : 2 fils (continu ou alternatif) ou 3 fils (continu PNP ou NPN) pour des vitesses de commutation leves

    Chapitre IIILes Capteurs Tout ou Rien

    III Capteurs Electroniques de proximit

    Les capteurs inductifs

  • La dtection de fait sans contact. Un circuit lectronique effet capacitif transforme une perturbation lectrique due la prsence de lobjet en commande d'ouverture ou de fermeture statique (par transistor) du circuit d'information.

    La face sensible cre un champ lectrique local. Lorsque l'objet pntre dans le champ lectrique, l'oscillateur se met en route et la sortie est active.

    Dtecte tout type de matriau

    Les capteurs capacitifs : principe

    Chapitre IIILes Capteurs Tout ou Rien

    III Capteurs Electroniques de proximit

  • pas de contact physique avec l'objet (pas d'usure), possibilit de dtecter la prsence de tous types d'objets cadences de fonctionnement leves en parfaite adquation avec les modules ou les automatismes lectroniques grandes vitesses d'attaque pour la prise en compte d'informations de courte dure produits entirement enrobs dans une rsine, pour une trs bonne tenue aux environnements industriels agressifs produits statiques (pas de pices en mouvement) pour une dure de vie indpendante du nombre de cycles de manuvres visualisation de l'tat de la sortie.

    Les capteurs capacitifs : avantages

    Chapitre IIILes Capteurs Tout ou Rien

    III Capteurs Electroniques de proximit

  • Les capteurs capacitifs : choix

    Chapitre IIILes Capteurs Tout ou Rien

    III Capteurs Electroniques de proximit

  • Les cellules en barrage sont composes d'un metteur et d'un rcepteur spars.

    L'metteur envoie le faisceau vers le rcepteur. Le faisceau est coup par l'objet dtecter.

    La distance de dtection peut atteindre 30 m

    Chapitre IIILes Capteurs Tout ou Rien

    III Capteurs Electroniques de proximit

    Dtecteur barrage: la cellule en barrage

  • III Capteurs Electroniques de proximitDtecteur Reflex: la cellule reflex

    Les cellules reflex sont composes d'un metteur/rcepteur (dans le mme botier) et d'un catadioptre (rflecteur).

    L'metteur envoie le faisceau qui revient vers le rcepteur aprs s'tre rflchi sur le catadioptre. L'objet dtecter coupe le faisceau.

    Si l'objet dtecter est rflchissant, il convient d'utiliser un systme reflex polaris : le rcepteur n'est pas sensible la lumire renvoye par l'objet

    La distance de dtection est 2 3 fois infrieure au systme en barrage.

    Chapitre IIILes Capteurs Tout ou Rien

  • les cellules dtection directe par proximit sont dotes d'un metteur qui envoie le faisceau. Celui-ci se rflchit directement sur l'objet dtecter lui-mme avant de retourner au rcepteur. Lobjet doit tre rflchissant et guid.

    Variante : systme avec effacement de l'arrire plan : la dtection est focalise (par rglage avec un potentiomtre) en un point prcis, vitant ainsi la dtection de l'arrire plan.

    La distance de dtection (assez faible) et son efficacit dpendent de la couleur et de la taille de l'objet dtecter.

    Chapitre IIILes Capteurs Tout ou Rien

    III Capteurs Electroniques de proximitDtecteur direct

  • Chapitre IIILes Capteurs Tout ou Rien

    Les cellules photolectriques: avantages

    dtection d'objets de toutes formes et de matriaux de toutes natures dtection trs grande distance, sortie statique pour la rapidit de rponse ou sortie relais pour la commutation de charges jusqu' 2 A gnralement en lumire infrarouge invisible, indpendante des conditions d'environnement

    III Capteurs Electroniques de proximit

  • Chapitre IIILes Capteurs Tout ou Rien

    Les cellules photolectriques: choix

    Autres critres de choix :

    la porte la forme du botier la charge commander le raccordement les fonctions complmentaires (fonction claire ou sombre, temporisation, sortie d'alarme, )

    III Capteurs Electroniques de proximit

  • Chapitre IIILes Capteurs Tout ou Rien

  • Chapitre IIILes Capteurs Tout ou Rien

    Le choix d'un dtecteur : critres gnraux

    Parmi les principaux et nombreux facteurs qui interviennent dans le choix d'un dtecteur, citons : les conditions d'exploitation, caractrises par la frquence de manuvres, la nature, la masse et la vitesse du mobile contrler, la prcision et la fidlit exiges, ou encore l'effort ncessaire pour actionner le contact la nature de l'ambiance, humide, poussireuse, corrosive ainsi que la temprature le niveau de protection recherch contre les chocs, les projections de liquides le nombre de cycles de manuvres la nature du circuit lectrique le nombre et la nature des contacts la place disponible pour loger, fixer et rgler l'appareil

  • Chapitre IIILes Capteurs Tout ou Rien

    Le choix d'un dtecteur : critres gnraux

    Phase 1 : dtermination de la famille de dtecteurs adapte l'application L'identification de la famille recherche s'effectue par un jeu de questions/rponses chronologiquement poses, portant sur des critres gnraux et fondamentaux s'nonant en amont de tout choix : nature de l'objet dtecter : solide, liquide, pulvrulent, mtallique ou non contact possible avec l'objet distance objet/dtecteur masse de l'objet vitesse de dfilement cadences de manuvre espace d'intgration du dtecteur dans la machine

  • Chapitre IIILes Capteurs Tout ou Rien

    Le choix d'un dtecteur : dmarche phase 2

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