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Détecteurs de position

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Présentation au sujet: "Détecteurs de position"— Transcription de la présentation:

1 Détecteurs de position
Interrupteur de fin de course: Sortie logique tout ou rien Contact avec l’objet à mesurer Vie utile de cycles Usure et fatigue

2 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.

3 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.

4 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. Principe de fonctionnement: Un circuit oscillateur est connecté à une bobine située au bout du capteur. Un champ magnétique oscillant est alors émit par le capteur. Un objet métallique situé dans le champ magnétique oscillant sera le siège de courants de Foucault (ou d'Eddy). Ce courant de Foucault prélève de l'énergie à l'oscillateur, ce qui entraîne une diminution de l'amplitude de l'oscillation lorsque la cible s'approche. La détection se produit quand l'oscillateur s'arrête.

5 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:

6 Détecteurs de proximité inductifs (3)
Portée du détecteur (suite): La portée dépend aussi de la façon dont se présente la cible: Latéralement ou Axialement

7 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);

8 Détecteurs de proximité inductifs (5)
Si le détecteur est blindé (Shielded): il peut être noyé dans une masse métallique;

9 Détecteurs de proximité inductifs (6)
Si le détecteur n'est pas blindé (Unshielded) il ne doit pas être noyé dans une masse métallique.

10 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.

11 Détecteurs de proximité capacitifs
Principe de fonctionnement: La différence de potentiel entre les deux plaques génère un champs électrique. Ceci constitue un élément capacitif. Principe de fonctionnement: Un circuit oscillateur est connecté à une plaque située au bout du capteur. La cible constitue l'autre plaque, et en se déplacant change la valeur de la capacitance. La capacitance change soit: en raison de la distance entre les plaques (métal); en raison du changement de constante diélectrique (isolants). L'oscillateur changera donc de fréquence et d'amplitude avec la distance de la cible. Portée du détecteur: Les mêmes commentaires de les détecteurs de proximité inductifs s'appliquent.

12 Détecteurs de proximité capacitifs (2)
Principe de fonctionnement (Objet non-métallique): A = section d = distance (varie)  = cte diélectrique

13 Détecteurs de 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.

14 Détecteurs photo-électriques
Principe des détecteurs photoélectriques: (Spectre des fréquences)

15 Détecteurs photo-électriques (2)
Méthodes de détection possibles: Méthode de la barrière; Méthode rétro-réflective; Méthode diffuse; Méthode du champ-fixe; Méthode spéculaire. Principe de fonctionnement: Une source infra-rouge émet un faisceau lumineux qui sera détecté par un détecteur. Cette détection sera celle de la rupture du faisceau en raison d'un obstacle, ou encore celle de la réflection du faisceau sur un obstable. Plusieurs méthodes (cinq) de détection possibles.

16 Détecteurs photo-électriques (3)
Méthode de la barrière: Portée: jusqu'à 200 m (700'). Objet: opaque à la lumière.

17 Détecteurs photo-électriques (4)
Méthode de la barrière: Mesure + précise de détection de position

18 Détecteurs photo-électriques (5)
Méthode rétroréflective: Portées: jusqu'à 23 m (75'); LASER: jusqu'à 70 m (225'); Objet: opaque à la lumière.

19 Détecteurs photo-électriques (6)
Méthode rétroréflective (objet réfléchissant):

20 Détecteurs photo-électriques (7)
Méthode Diffuse: Portée: jusqu'à 1.8 m (6') Objet: surface réfléchissante.

21 Détecteurs photo-électriques (8)
Méthode du Champ-fixe: Portée: jusqu'à 400 mm (16") Objet: mince

22 Détecteurs photo-électriques (9)
Matrices de capteurs:

23 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, ...

24 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'.

25 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. Dans le cas d'une mesure de distance, un système de poulie, câble et ressort de rappel transforme le mouvement

26 Capteurs de déplacement: LVDT
Linear Variable Differential Transformator Principe de fonctionnement:

27 Capteurs de déplacement: LVDT (2)

28 Capteurs de déplacement: LVDT (3)
Principe de fonctionnement:

29 Capteurs de déplacement: LVDT (4)

30 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).

31 Capteurs de déplacement: Synchromachines
Principe du résolveur:

32 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.

33 Codeurs de déplacement
Principe de fonctionnement: Absolu vs Incrémental.

34 Codeurs Optiques Codeurs optique absolu:
Principe de mesure de position:

35 Codeurs Optiques

36 Codeurs Optiques En conclusion:
La précision des codeurs optiques est bonne; Ils sont sensibles à l'environnement: Température Chocs et vibrations Poussière


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