Détecteurs de position

• Interrupteur de fin de course:– Sortie logique tout ou rien– Contact avec l’objet à mesurer– Vie utile de 30 000 000 cycles

• Usure et fatigue

Détecteurs de proximité

• Il en existe trois types:– Inductif; Capacitif; Photo-Électrique.

• Caractéristiques générales:– Sortie logique tout-ou-rien;– Opèrent à distance sans contact;

• Portées de 25 m à plusieurs mètres.

– Aucun contact mécanique.

Détecteurs de proximité (2)

• Adaptés pour:– Contrôle de présence/absence, de fin de course;– Détection de passage;– Positionnement, comptage de pièces;– Barrages de protection.

• Recommandés lorsque:– Vitesse de l'objet à détecter est rapide;– Pièces fragiles ou petites.

Détecteurs de proximité inductifs

• Principe de fonctionnement:

• Lors de la présence d’une pièce métallique dans le champs magnétique, un courant de Foucault est généré.

Détecteurs de proximité inductifs (2)

• Portée du détecteur:– La portée dépend de la taille de la cible:– La portée est entachée d’une tolérance de

fabrication de 10 %.– La portée varie avec la température (10 %).– La portée dépend aussi du métal composant la

cible:

Détecteurs de proximité inductifs (3)

• Portée du détecteur (suite):– La portée dépend aussi de la façon dont se

présente la cible:• Latéralement ou Axialement

Détecteurs de proximité inductifs (4)

• La méthode de montage doit obéir à certaines règles.– Le détecteur peut être blindé

(Shielded);

– Le détecteur peut être non-blindé (Unshielded);

Détecteurs de proximité inductifs (5)

• Si le détecteur est blindé (Shielded):– il peut être noyé dans une masse métallique;

Détecteurs de proximité inductifs (6)

• Si le détecteur n'est pas blindé (Unshielded)– il ne doit pas être noyé dans une masse métallique.

Détecteurs de proximité inductifs (7)

• En conclusion:– Ils sont robustes et fiables;– Ils ne détectent que les métaux;– Leur portée varie de 25 micromètres à 60 mm;– Ils sont sensibles aux champs magnétiques.

Détecteurs de proximité capacitifs

• Principe de fonctionnement:

• La différence de potentiel entre les deux plaques génère un champs électrique. Ceci constitue un

élément capacitif.

Détecteursde proximité capacitifs (2)

• Principe de fonctionnement (Objet non-métallique):

• A = section

• d = distance (varie) = cte diélectrique

CAd

Détecteursde proximité capacitifs (3)

• En conclusion:– Ils détectent tous les matériaux;– Très sensible pour la détection;– Très sensible à l'environnement;

• Température, humidité.

– Portée de quelques centimètres.

Détecteurs photo-électriques

• Principe des détecteurs photoélectriques: (Spectre des fréquences)

Détecteursphoto-électriques (2)

• Méthodes de détection possibles:– Méthode de la barrière;– Méthode rétro-réflective;– Méthode diffuse;– Méthode du champ-fixe;– Méthode spéculaire.

Détecteursphoto-électriques (3)

• Méthode de la barrière:– Portée:

• jusqu'à 200 m (700').

– Objet:• opaque à la lumière.

Détecteursphoto-électriques (4)

• Méthode de la barrière:– Mesure + précise de détection de position

Détecteursphoto-électriques (5)

• Méthode rétroréflective:– Portées:

• jusqu'à 23 m (75');

• LASER: jusqu'à 70 m (225');

– Objet:• opaque à la lumière.

Détecteursphoto-électriques (6)

• Méthode rétroréflective (objet réfléchissant):

Détecteursphoto-électriques (7)

• Méthode Diffuse:– Portée:

• jusqu'à 1.8 m (6')

– Objet:• surface réfléchissante.

Détecteursphoto-électriques (8)

• Méthode du Champ-fixe:– Portée:

• jusqu'à 400 mm (16")

– Objet:• mince

Détecteursphoto-électriques (9)

• Matrices de capteurs:

Détecteurs photo-électriques (10)

• En conclusion:– Ils détectent tous les matériaux;– Ils peuvent avoir de très longues portés;– Ils sont sujet à certains problèmes en présence

de:• Poussières, chocs, radiations, ...

Capteurs de déplacement: Potentiomètre

• L'usage d'un potentiomètre est une façon simple de mesurer un angle ou une distance.

• En distance, la portée peut atteindre 20'.

Capteurs de déplacement: Potentiomètre

• Conclusion:– Ce capteur est très économique et simple;– La course est relativement étendue;– Le problème majeur est celui de l'usure;– Un potentiomètre n'est pas étanche;– Besoin d'un lien (fil) avec l'objet;– La vitesse de l'objet est limité.

Capteurs de déplacement:LVDT

• LVDT:– Linear Variable Differential Transformator

• Principe de fonctionnement:

Capteurs de déplacement:LVDT (2)

Capteurs de déplacement:LVDT (3)

• Principe de fonctionnement:

Capteurs de déplacement:LVDT (4)

Capteurs de déplacement:LVDT (5)

• En conclusion:– Étendues de mesure: 1 à 1000 mm– Ils sont très linéaires (jusqu’à 0.05%);– Ils ont une excellente résolution (0.1 um);– Ils sont fiables et robustes (MTBF 228 ans)– Ils sont sensibles aux champs magnétiques;– Les LVDT-AC exigent une électronique de

conditionnement pour convertir le signal AC du capteur en signal DC (4-20mA ou autre).

Capteurs de déplacement:Synchromachines

• Principe du résolveur:

Capteurs de déplacement:Synchromachines (2)

• L’amplitude des signaux de sortie en quadrature dépendent de l’angle

• Anciennement utilisé pour calculer mécaniquement les fonctions trigonométriques.

v av

v avo ref

o ref

1

2

cos

sin

Codeurs de déplacement

• Principe de fonctionnement:– Absolu vs Incrémental.

Codeurs Optiques

• Codeurs optique absolu:– Principe de mesure de position:

Codeurs Optiques

Codeurs Optiques

• En conclusion:– La précision des codeurs optiques est bonne;– Ils sont sensibles à l'environnement:

• Température

• Chocs et vibrations

• Poussière