Acétates cours #2 ()

14/09/14
GPA668 Capteurs et actionneurs
cours #2
Aujourd’hui:
• Capteurs Tout ou Rien;
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La distance nominale :
Est la distance a laquelle le capteur est conçu pour
travailler et en mesure de différencier présence et absence.
Ce paramètre du capteur est défini par le fabricant.
La distance effective de détection :
Est la zone de détection qui se situe entre la distance de
détection nominale et la distance de détection la plus
défavorable.
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L’hystérésis :
Est la différence entre le point d’activation lors du
rapprochement et le point de désactivation lors de
l’éloignement. Cette valeur est habituellement exprimée en
pourcentage.
L’hystérésis est un paramètre nécessaire dans les capteurs digitaux.
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La répétabilité:
Est la capacité du toujours détecter un objet à la même
distance à tout moment. Habituellement exprimé en
pourcentage de la distance nominale de détection.
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La fréquence de commutation :
Est le nombre de commutations que le capteur peut faire
par seconde. C’est de façon relative la vitesse du capteur.
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Le temps de réponse:
Est le temps qui s’écoule entre le changement physique à
l’entrée et le changement physique à la sortie du capteur. À
noter que régulièrement ce temps n’est pas le même pour
un passage de « OFF à ON » que pour un passage de « ON
à OFF ».
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Détecteurs de position (de fin de course)
Source: http://www.plt.com.tw/jp/auto_controller/switch/image/safety_%20limit_switch.jpg
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Détecteurs de position
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Est un dispositif électromécanique qui se compose d’un
actionneur lié mécaniquement à un ensemble de contacts.
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LE mécanisme est habituellement sans rebond pour éviter
les problèmes dans la logique.
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Détecteurs de position
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Capteur de présence Reed (détection d’un
champ magnétique)
Un interrupteur reed ou interrupteur à lames souples est un interrupteur
magnétique dont les deux contacts sont en ferronickel, souvent protégés par
une couche d'or et de zinc, et sont magnétisés placés dans une bulle de verre
contenant du diazote en général.
En temps normal, les 2 contacts sont éloignés d'une dizaine de micromètres
environ, mais sous l'effet d'un champ magnétique, ils se rapprochent jusqu'à
la fermeture de l'interrupteur. Il existe aussi des interrupteurs bicontacts qui
permettent de déterminer le sens du champ magnétique.
http://solidswiki.com/index.php?title=File:Reed_switch_parts.gif
http://fr.wikipedia.org/wiki/Interrupteur_reed
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Les avantages mécaniques des détecteurs de fin de course sont les suivants :
• Facilité d’utilisation
• Fonctionnement visible simple
• Boîtier durable
• Bonne étanchéité, offrant un fonctionnement fiable
• Résistance élevée aux différentes conditions ambiantes rencontrées dans l’industrie
• Répétabilité élevée
• Fonctionnement à ouverture positive des contacts (certains modèles)
Les avantages électriques des détecteurs de fin de course sont les suivants :
• Ils sont adaptés à la commutation de charges plus élevées que d’autres technologies
de détecteurs (5 A à 24 V c.c. ou 10 A à 120 V c.a. typiquement, moins de 1 A pour les
détecteurs de proximité ou photoélectriques)
• Immunité aux interférences électriques
• Immunité aux interférences radio (talkies-walkies)
• Pas de courant de fuite
• Chute de tension minimale
• Fonctionnement normalement ouvert ou normalement fermé simple
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Les inconvénients des interrupteurs de fin de course sont les suivants :
• Durée de vie des contacts plus courte qu’avec les technologies à circuits intégrés
• Usure des pièces mécaniques
• Toutes les applications ne peuvent pas utiliser une détection par contact
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http://www.sick.com/be/frfr/home/products/product_news/industrial_sensors/Pages/W280_2_compact_photoelectric_sensor.aspx
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Est un dispositif à circuits intégrés conçus pour détecter la
réflexion de sa source lumineuse. Ainsi, le système détecte si le
faisceau lumineux est présent ou non.
Les détecteurs photoélectriques permettent une détection
précise des objets sans contact physique. Il existe une large
gamme de détecteurs photoélectriques. Chacun offre une
combinaison unique de performances de détection, de
caractéristiques de sortie et d’options de montage.
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Principe de fonctionnement (Spectre des
fréquences)
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Un détecteur à proximité photo-électrique comporte cinq
composantes principales:
•Émetteur
•Détecteur de lumière
•Lentilles
•Circuit de logique
•Circuit de sortie
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Circuit émetteur de rayonnement
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Circuit récepteur de rayonnement
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Il existe plusieurs types de capteur photoélectrique, les plus
communs sont :
Proximité (diffuse)
Réflex
Barrage
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Méthodes de détection possibles
•
•
•
•
•
Méthode de la barrière;
Méthode rétro-réflective (polarisé ou non);
Méthode diffuse;
Méthode du champ-fixe;
Méthode spéculaire.
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Réponse spectrale de la fibre optique
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Marge de fonctionnement
• Caractéristique importante:
▫ EXCESS GAIN (en anglais)
▫ Pour aider à choisir un capteur convenable avec
l’environnement.
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Marge de fonctionnement
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Marge de fonctionnement (barrière)
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Marge de fonctionnement (rétroréflective)
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Marge de fonctionnement (diffuse)
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Contraste
• Caractéristique importante:
▫ CONTRASTE
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Contraste
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Réflectivité
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Patrons des champs de détection (barrière)
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Patrons des champs de détection
(rétroréflective)
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Patrons des champs de détection (diffuse)
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Détecteur de proximité capacitif
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Principe de fonctionnement
• Champs électriques
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Est un dispositif à circuits intégrés conçus pour détecter des
objets métalliques, non métalliques, solides ou liquides. La
nature sans contact de leurs technologies et sans pièces
mobiles permet d’éviter l’usure et le bris de composantes.
Le dispositif détecte la
variation de capacité causée
par l’approche d’un objet
externe au capteur, cette
variation active une
oscillation, quand
l’oscillation est significative,
la sortie du capteur est
activée.
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Un détecteur à proximité capacitive comporte quatre
composantes principales:
•Sonde ou plaque capacitive
•Oscillateur
•Circuit déclencheur
•Circuit de sortie
•Potentiomètre de réglage
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Un détecteur de proximité capacitif peut être classé comme
blindé « shield » ou non blindé
Les capteurs blindés sont dotés d’un anneau blindé entourant a sonde. Ceci
concentre le champ électrostatique vers l’avant de la face du détecteur.
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Portée du détecteur
• La portée dépend aussi de la constante
diélectrique de la cible à détecter.
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Portée du détecteur
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Avec blindage
Sans blindage
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Les avantages des détecteurs de proximité capacitifs sont les suivants :
1. La détection des métaux et des objets non métalliques, des liquides et des solides
2. La possibilité de « voir au travers » de certains matériaux (boîtes de produit)
3. Présence de circuits intégrés, longue durée de vie
4. Nombreuses configurations de montage
Les inconvénients des détecteurs de proximité capacitifs sont les suivants :
1. Les distances de détection courtes (2,5 cm ou moins) varient fortement selon le
matériau à détecter
2. Très sensibles aux facteurs d’environnement – l’humidité des climats côtiers/marins
peut affecter la sortie de détection
3. Très mauvaise sélectivité sur la cible – le contrôle de ce qui passe près du détecteur est
essentiel
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Détecteur de proximité inductive
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Principe de fonctionnement
• Courants de Foucault
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Un détecteur de proximité inductif peut être classé comme
blindé « shield » ou non blindé
Les capteurs blindés sont dotés d’un anneau blindé entourant le
noyau et la bobine. Ceci concentre le champ électromagnétique vers
l’avant de la face du détecteur. Dans les détecteurs à boîtier
métallique, le boîtier possède souvent ce blindage.
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Est un dispositif à circuits intégrés conçus pour détecter
des objets métalliques. La nature sans contact de leurs
technologies et sans pièces mobiles permet d’éviter l’usure
et le bris de composantes.
La détection se fait lorsqu’une pièce métallique vient
perturber l’oscillateur à neutralisation par courant de
Foucault.
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Portée du détecteur
• Elle dépend aussi du métal de la cible:
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Sans blindage
Avec blindage
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Les avantages des détecteurs de proximité inductifs sont les suivants :
1. Non affectés par l’humidité
2. Non affectés par les environnements poussiéreux/sales
3. Pas de pièces mobiles/pas d’usure mécanique
4. Pas de dépendance par rapport à la couleur
5. Moins de dépendance par rapport à la surface qu’avec d’autres technologies de
détection
6. Pas de zone aveugle (25 μm à 60 mm)
Les inconvénients des détecteurs de proximité inductifs sont les
suivants :
1. Ils ne détectent que la présence de cibles métalliques
2. Leur plage de fonctionnement est plus faible que celle d’autres technologies de
détection
3. Ils peuvent être affectés par des champs électromagnétiques intenses
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Capteur de proximité ultrasonique
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Perpendicularité de la surface
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Champ d’émission
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Montage de plusieurs détecteurs de
proximité ultrasoniques
*Existe en version capteur de proximité:
Sortie analogique est fonction de la distance.
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Norme IP (indice de protection) des boîtiers
Le premier terme défini le degré de protection au
pénétration solide et le 2e chiffre le degré de
protection à la partie liquide.
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Norme NEMA
La norme NEMA (National Electrical Manufacturers Association)
L’indice NEMA (norme NEMA 250) est principalement utilisé aux États-Unis et
au Canada alors que l’indice IP (norme IEC 60529) est utilisé dans le reste du
monde.
http://oldhamgas.com/fr/blog-indices-ip-et-nema
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Symbolique dans les plans
•
http://www.moeller.fr/moeller/1/doc/Telechargement/Livret_des_schemas_18.12.08/09_Export
ation.pdf
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Identifications dans un plan électrique
(exemple..)
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Types de branchements classiques
• 3 fils:
• NPN (Drain ou Sink):
• PNP (Source):
http://www.schneiderelectric.co.in/sites/india/en/support/faq/main_faq.page?page=content&country=IN&lang=EN&id=FA23633&redirect=true
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Références
• Notes de cours: chapitre 2
• Questions: chapitre 3
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