1. presentation
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LET MONGE INITIATION AUX SCIENCES DE L’INGÉNIEUR Date 17/04/2017 LES CAPTEURS J. M. BRUYANT 1. 1/4 DOCUMENT DE SYNTHESE PRESENTATION : 1.1. L’automatisation d’un système consiste à enchaîner différentes opérations en fonction de situations (état du processus) évoluants au cours du temps. Ceci impose de mettre en œuvre un système capable d’observer une situation et d’en rendre compte. C’est le rôle de la chaîne d ‘acquisition (ou capteurs) . 1.2. Schéma de principe simplifié : Capteurs Analyser la situation Agir sur le processus DEFINITION : 2.1. Les capteurs constituent les composants principaux de la chaîne d’acquisition. Il assurent le prélèvement des grandeurs physiques concernant le processus (système plus environnement) et au codage de ces grandeurs afin de transmettre des comptes-rendus vers la partie commande. 2.2. Place des capteurs au sein d’un automatisme. ENERGIE ENERGIE MATIERE D'OEUVRE état entrant ENERGIE Partie commande Pupitre de commande 2. Traiter les informations Partie opérative Automate Préactionneurs Actionneurs Carte des sorties Distribuer l'énergie Convertir l'énergie en action Unité de stockage et de traitement des informations Carte des entrées Effecteurs Capteurs Acquérir et coder les informations CHAINE D'ACQUISITION Frontière du système ENERGIE état sortant MATIERE D'OEUVRE INITIATION AUX SCIENCES DE L’INGÉNIEUR Date 17/04/2017 LES CAPTEURS LET MONGE J. M. BRUYANT 2.3. 2/4 DOCUMENT DE SYNTHESE Ex : Surveillance d’un paramètre système : ex : anémomètre (vent) Contrôler l’exécution d’une action : ex : capteur de fin de course 3. ETUDE FONCTIONNELLE D’UN CAPTEUR : 3.1. SCHEMA Energie GRANDEUR PHYSIQUE * Variation d'une grandeur * Changement d'état 4. Réglages SAISIR ET CONVERTIR CAPTEUR IMAGE INFORMATIONNELLE Signal: * analogique * logique * numérique 3.2. Les capteurs prélèvent deux types d’informations : des grandeurs physiques dont l’état peut varier (pression, température, vitesse...) l’état des constituants du système (position,...) Ces informations n’étant pas directement exploitable par la partie commande, les capteurs permettent de les coder afin de les rendre compatibles avec la partie commande 3.3. Exemple :détecter la présence d’une voiture devant la porte d’un garage. 3.3.1. Problème du choix de la grandeur physique utilisée 3.3.2. Poids (balance) Chaleur vibrations bruit rayonnement .... Problème du choix de la nature et du type du signal de sortie. CLASSIFICATION : Classification par la nature du signal de sortie : principalement électrique ou pneumatique Classification par le type du signal de sortie : De type analogique. Ex la température d’une pièce. De type logique (les seuls étudiés en 2ISI). Ce type de capteur ne peut avoir que deux états (Vraie ou faux, 0 ou 1 ), on les nomme aussi capteurs T.O.R.(tout ou rien). Ex : Thermostat. LET MONGE INITIATION AUX SCIENCES DE L’INGÉNIEUR Date 17/04/2017 LES CAPTEURS J. M. BRUYANT 5. 3/4 DOCUMENT DE SYNTHESE DEFINITION : Analogique, numérique, logique. U en v t en s -5v à ti S=2.54volts SIGNAL ANALOGIQUE Vitesse en m/mn Niveau 1 U en v Signal Seuils t en s t en s 0 à ti S=1 SIGNAL LOGIQUE U en v 111 110 101 100 011 010 001 000 t en s Signal numérique codé sur 3 bits à ti S=011 SIGNAL NUMERIQUE PHENOMENE PHYSIQUE IMAGE INFORMATIONNELLE Remarque : Seuls les capteurs de type logique seront étudiés en 2ISI. Ce type de capteur ne peut avoir que deux états (Vraie ou faux, 0 ou 1 ), on les nomme aussi capteurs T.O.R.(tout ou rien). Ex : Thermostat. 6. EQUIVALENCE DES CAPTEURS TOUT OU REIN : a: Contact à établissement de circuit : En position repos, l'énergie informationnelle ne circule pas En position travail, l'énergie informationnelle circule Présence d'information physique à détecter Absence d'information physique à détecter b: Contact à rupture de circuit : En position repos, l'énergie informationnelle circule Absence d'information physique à détecter En position travail, l'énergie informationnelle ne circule pas Présence d'information physique à détecter Un capteur tout ou rien est équivalent à un contact électrique à établissement de circuit (E.C.) ( N.O. normalement ouvert), ou à rupture de circuit (R.C.) (N.F. normalement fermé). Pour un capteur T.O.R. de type E.C., l’information (Vraie ou 1) est transmise à la P.C. si l’information physique à détecter est Présente. Pour un capteur T.O.R. de type R.C., l’information (Vraie ou 1) est transmise à la P.C. si l’information physique à détecter est Absente. LET MONGE INITIATION AUX SCIENCES DE L’INGÉNIEUR Date 17/04/2017 LES CAPTEURS J. M. BRUYANT 7. 4/4 DOCUMENT DE SYNTHESE CRITERE DE CHOIX D’UN CAPTEUR DE POSITION OU DE PROXIMITE : Type de détecteurs Interrupteur de position Interrupteurs à lames souple magnétiques Détecteurs de proximité inductifs Détecteurs de proximité capacitifs Détecteurs photoélectriques Avantages Précision Détection positive (sûre) Type d’alimentation indifférente Précision Détection sans contact fiabilité Inconvénients Détection avec contact Durée de vie (usure) Applications courantes Contacts de fin de courses nécessitant sécurité et précision Détection des matériaux magnétiques uniquement Portée faible Enveloppe Portée faible (qq industrielle mm) Robustesse Détection que des métaux Facilité d’installation conducteurs Détection à travers Sensible aux les parois modifications de Détection de tous les l’environnement matériaux Prix élevé Contact de fin de courses de vérins pneumatiques Contact de protection antivol sur ouvertures Grandes portées (plusieurs m) Fiabilité Détection d’objets de toutes natures Détection d’accès Influence de la lumière ambiante Sensible à la pollution Détection de présence de matière d’œuvre ou d’éléments mobiles sur tous type de machines Détection de niveaux Détection de matières poudreuses ou liquides
