les capteurs. introduction introduction constitution - le corps d’épreuve qui est mis en...
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LES CAPTEURS
GJC
Introduction
GJC
IntroductionConstitution
- le corps d’épreuve qui est mis en présence de la grandeur à mesurer et qui réagit selon une loi connue aux variations de cette grandeur.
Un capteur possède deux éléments indispensables:
IntroductionConstitution
- le transducteur qui traduit les variations en un signal électrique facile à exploiter dans les équipements modernes.
Un capteur possède deux éléments indispensables:
IntroductionConstitution
Un capteur possède deux éléments indispensables:
Corps d’épreuve
Transducteur
IntroductionAppellation
- le terme détecteur s’emploie lorsque le signal obtenu est logique.
- le terme capteur s’emploie lorsque le signal obtenu est analogique.
- le terme codeur s'emploie lorsque le signal obtenu est numérique.
IntroductionCaractéristiques
- Etendue de mesure (EM)
c’est la différence algébrique entre les valeurs extrêmes de la grandeurà mesurer pour lesquelles les limites de l’instrument sont spécifiées.
- 20°C / +100°C
IntroductionCaractéristiques
- Etendue de mesure- Sensibilité
c’est le quotient de l’accroissement du signal de sortie parl’accroissement correspondant d’entrée.
1mm / 1°C
IntroductionCaractéristiques
- Etendue de mesure- Sensibilité- Rapidité
c’est le temps de réponse elle exprime l’aptitude à suivre dans le temps les variations de la grandeur à mesurer.
1min / 1°C
IntroductionCaractéristiques
- Etendue de mesure- Sensibilité- Rapidité- Précision de mesure
c’est l’aptitude à donner des indications proches de la valeur vraie.
+ 1°C-
IntroductionCaractéristiques
- Etendue de mesure- Sensibilité- Rapidité- Précision de mesure- Fidélité
c’est l’aptitude à donner, dans les conditions d’emploi fixées, des réponses très voisines lors de l’application répétée d’un mêmesignal d’entrée.
< 0,5°C
Détecteurs de position
GJC
Détecteurs de positionDétecteurs à action mécanique
En général sur le même corps (transducteur) on peut monter des têtes différentes (corps d’épreuve).
Détecteurs de positionDétecteurs à action mécanique
En aucun cas le mobile n’agit directement sur le détecteur (butée,came)
La position d’action doit être réglable pour délivrer l’information aumoment voulu: - réglage par déplacement du capteur sur son support. - réglage par déplacement de la came mobile.
détecteur
équipagemobile
butée
came
Détecteurs de positionDétecteurs à action mécanique
Détecteurs à action mécanique linéaire
Détecteurs à action mécanique angulaire
Détecteurs de positionDétecteurs à action mécanique
Détecteurs de positionDétecteurs à action mécanique
came
Détecteurs de positionDétecteurs à action mécanique
came
butée
Détecteurs de positionDétecteurs à action mécanique
came
butée
Détecteurs de positionDétecteurs à action mécanique
Endurance mécanique de 20 à 30 M
Endurance électrique on travaille sur abaque en faisant intervenir :
- le courant coupé- la tension d’utilisation
Détecteurs de positionDétecteurs à action mécanique
Contacts à rupture lente: - la vitesse de déplacement des contacts est liée à la vitesse de l’organe de commande. - la distance d’ouverture est aussi liée à la course de l’organe
de commande.
Type de contacts utilisés
21 - 2213 - 14 21 - 2213 - 14
action
relâchement
Détecteurs de positionDétecteurs à action mécanique
Contacts à rupture brusque:la vitesse de déplacement des contacts et leur distance d’ouverture sont indépendantes de la vitesse de l’organe de commande.
Type de contacts utilisés
21 - 2213 - 14 21 - 2213 - 14
action
relâchement
Repos Approche Basculement Ouvert
Détecteurs de positionDétecteurs à action mécanique
Contacts à manœuvre non positive d’ouverture:c’est le ressort qui ouvre le contact.ressort cassé, contacts collés et la machine continue de fonctionner .
Type de contacts utilisés
Détecteurs de positionDétecteurs à action mécanique
Contacts à manœuvre positive d’ouverture:on amène avec certitude les contacts dans la position d’ouverture car c’est l’effort d’actionnement qui est directement appliqué sur le contact.
Type de contacts utilisés
Détecteurs de positionDétecteurs à action mécanique
Contacts non liés mécaniquement:suite à un incident, on peut avoir les contacts repos et travail fermés enmême temps !.
Type de contacts utilisés
Contacts à double coupure meilleure performance d’extinction de l’arc électrique
Détecteurs de positionDétecteurs à action mécanique
Contacts liés mécaniquement:il est impossible de fermer simultanément les contacts repos et travail !.
Type de contacts utilisés
Détecteurs de positionDétecteurs à action mécanique
Symbole des commandes mécaniques
Détecteurs de positionDétecteurs à action mécanique
Détecteurs de sécurité pour portes et carters
détecteurs sans verrouillage détecteurs avec verrouillage
Détecteurs de positionDétecteurs à action mécanique
Avantages:- séparation galvanique des circuits,- immunité aux parasites électromagnétiques,- tension d’emploi élevée.
Inconvénients:- temps de réponse,- rebondissement des contacts,- durée de vie.
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
Il permet de signaler la présence d’un objet métalliqueà proximité de sa face sensible.
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
A câble ou à connecteur avec ou sans visualisation d’état.
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
La face sensible est un oscillateur (self et capacité en parallèle),il fabriqueun champ magnétique alternatif dont la fréquence d’oscillation se situeentre 40 Khz et 2000 Khz.Après une mise en forme, le circuit de commutation délivre un signal équivalent à un contact à ouverture ou à fermeture.
Oscillateur Mise en forme
Etage de sortie
Partie commandePartie puissance
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
Ils se branchent en série avec la charge à commander cela entraîne:- un courant résiduel (de fuite) à l’état ouvert.- une tension de déchet à ses bornes à l’état fermé.
Etage de sortie
Détecteurs 2 filscharge
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
Ils comportent:- deux fils pour l’alimentation (+ marron , - bleu).- un fil pour la transmission du signal de sortie (noir).
Utilisables en continu, le transistor de sortie est en général du type collecteur ouvert.
Etage de sortie
Détecteurs 3 fils
charge
charge
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
Liaison avec le coupleur d’entrée d’un API
Alimentation des entrées24 v =
- +
Type NPN
commun
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
Liaison avec le coupleur d’entrée d’un API
Type PNP
Alimentation des entrées24 v =
- +
commun
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
Zone d’action du détecteur
Caractéristiques
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
Portée nominale SnC’est la portée conventionnelle servant à désigner l’appareil.Elle ne tient pas compte des dispersions:
- fabrication,
- température,
- tension.
Terminologie
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
Plaquette de mesure
Pour la série cylindrique:c’est une plaquette en acier doux A37 de forme carrée
- côté égal au diamètre de la face sensible.- épaisseur 1 mm.
Pour la série parallélépipédique: c’est une plaquette en acier doux A37 de forme carrée
- côté égal à 3 x Sn.- épaisseur 1 mm.
Terminologie
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
Portée utile SPortée d’un appareil pris séparément, mesuré avec la plaquette demesure dans les conditions spécifiées de température et de tension.
Terminologie
Plaquette de mesure
Sn
S
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
Domaine de fonctionnement S miniEspace dans lequel la détection de la plaquette de mesure est certaine, quelle que soit les dispersions (tension, température, etc..)
Terminologie
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
Retard à la disponibilité tTemps nécessaire pour assurer l’exploitation du signal de sortie d’un détecteur lors de sa mise sous tension.
Terminologie
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
Retard à l’action RaTemps qui s’écoule entre l’instant où la plaquette de mesure pénètre dans la zone active et le changement du signal de sortie.Retard au relâchement RrTemps qui s’écoule entre la sortie de la plaquette de mesure hors de la zone active et le changement du signal de sortie.
Terminologie
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
Fréquence de commutationLa fréquence de commutation indiquée dans les caractéristiques des produits est obtenue selon la méthode conforme à la norme EN 50010.
Terminologie
m = largeur de la plaquette de mesure
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
Conditions à remplir pour que le signal du détecteursoit pris en compte correctement par un A.P.I.
chronogramme
Présence de l’objet
devant le détecteur T1 T0
t
0
t
0
Présence de l’objet devant la face sensible du détecteur
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
T1 T0
t
0
t
0Signal de sortie du détecteur
(signal utile pour le coupleur d’entrée)
Rr
t
0
RaSignal sortie
détecteur
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
Présence de l’objet
devant le détecteur
T1 T0
t
0
Signal de sortie du coupleur (signal utile pour la CPU)
Rr
t
0
t
0
Ra
t
0
t on c t off cSignal utile CPU
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
Signal sortie détecteur
Présence de l’objet
devant le détecteur
T1 T0
t
0
Rr
t
0
t
0
Ra
t
0
t on c t off c
T = T1 + Rr + t off c – Ra – t on c > t cycle APIT
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
Signal utile CPU
Signal sortie détecteur
Présence de l’objet
devant le détecteur
t on c
Ra
T1 T0
t
0
Rr
t
0
t
0
t
0
t off c
T’ = T0 + Ra + t on c – Rr – t off c > t cycle APIT’
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
Signal utile CPU
Signal sortie détecteur
Présence de l’objet
devant le détecteur
Si une condition n’est pas remplie, l’automate ne pourra pas voir toutes les évolutions de son entrée.
Malgré une fréquence d’évolution très faible du signal sur une entrée, l’automate peut avoir des problèmes pour suivre !
S1
T0
t0
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
S1
T0
t0
S2
T0
t0
Malgré une fréquence d’évolution très faible du signal sur une entrée,l’automate peut avoir des problèmes pour suivre !
Si une condition n’est pas remplie, l’automate ne pourra pas voir toutes les évolutions de son entrée.
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
S1
T0
t0
S3
T0
t0
Malgré une fréquence d’évolution très faible du signal sur une entrée,l’automate peut avoir des problèmes pour suivre !
Si une condition n’est pas remplie, l’automate ne pourra pas voir toutes les évolutions de son entrée.
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
S1
T0
t0
S3
T0
t0
Malgré une fréquence d’évolution très faible du signal sur une entrée,l’automate peut avoir des problèmes pour suivre !
T0
t0
OK
NON
NON
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
Protection du câbleNe pas tirer avec une force excessive sur le câble.
Précautions de mise en oeuvre
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
Protection du câbleContre les projections de particules.
Précautions de mise en oeuvre
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
Protection du câbleContre les interférences.
Précautions de mise en oeuvre
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
Protection de la face sensibleContre les chocs et les dépôts.
Précautions de mise en oeuvre
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
Protection mécaniqueLe détecteur ne doit servir de marche pied.
Précautions de mise en oeuvre
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
Utilisation d’outils de réglage des appareils adaptés.
Précautions de mise en oeuvre
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
Utilisation de supports des appareils adaptés.Le support doit être suffisamment rigide , épais, pour résister aux chocs et aux vibrations.
Précautions de mise en oeuvre
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
Précautions de mise en oeuvre
Distances à respecter.Distances à respecter entre détecteurs pour éviter les interférences.
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
Précautions de mise en oeuvre
Distances à respecter. Distances à respecter entre détecteurs et les masses métalliques (bâti).
Zone sans métal
Zone sans métal
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
Détermination de la portée de travailOn corrige la portée utile et tenant compte des influences extérieures.
Portée de travail = Sn . Kt . K q . Km . Kd
Précautions de mise en oeuvre
Exemple de calcul (voir données p11)
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
Détermination de la portée de travail
Facteur de correction tension d’alimentation Kt
Appliquer dans tous les cas Kt = 0,9
Précautions de mise en oeuvre
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
Détermination de la portée de travail
Facteur de correction de la température ambiante Kq
Précautions de mise en oeuvre
K = 0,98q
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
Détermination de la portée de travail
Facteur de correction de la matière du mobile à détecter Km
Précautions de mise en oeuvre
Km = 1
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
Détermination de la portée de travail
Facteur de correction des dimensions du mobile à détecter Kd
Précautions de mise en oeuvre
Kd = 0,9
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
Détermination de la portée de travailOn corrige la portée utile et tenant compte des influences extérieures.
Portée de travail = Sn . Kt . K q . Km . Kd
Précautions de mise en oeuvre
Portée de travail = 15. 0,9 . 0,98 . 1 . 0,9 = 11,9 mm
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
- association en série,
Association des détecteurs
Modèle type 2 fils
P10
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
- association en série,
Association des détecteurs
Modèle type 2 fils
P10
Utilisation de détecteurs multitensions Umin détec < U détecteur < Umaxi détec
Ualim < Umaxi détec
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
- association en série,
Association des détecteurs
Modèle type 2 fils
P10
Utilisation de détecteurs multitensions Umin détec < U détecteur < Umaxi détec
Détecteurs non passants
U alim – R charge . I fuite détec
n> Umini détec
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
- association en série,
Association des détecteurs
Modèle type 2 fils
P10
Utilisation de détecteurs multitensions Umin détec < U détecteur < Umaxi détec
Détecteurs passants
U charge = U alim - n . U déchet détec
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
- association en série,
Association des détecteurs
Modèle type 2 fils
P10
La mise en série est possible avec uniquement 2 ou 3 détecteurs si possible identiques !
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
- association en série,
Association des détecteurs
Modèle type 3 fils
P10
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
- association en série,
Association des détecteurs
Modèle type 3 fils
P10
Les retards à la disponibilité à partir du capteur N°2 interviennenten dehors de la phase de mise sous tension !
Association déconseillée
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
- association en parallèle,
Association des détecteurs
Modèle type 2 fils
P11
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
- association en parallèle,
Association des détecteurs
Modèle type 2 fils
P11
Un détecteur actif court circuite tous les autres.Les retards à la disponibilité des détecteurs interviennent en dehors de la phase de mise sous tension !
Association déconseillée
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
- association en parallèle,
Association des détecteurs
Modèle type 3 fils
P11
Aucune restriction
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
- association en parallèle,
Association des détecteurs
Modèle type 3 fils
P11
Réalisation d’un OU logique
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
- association en parallèle,
Association des détecteurs
Modèle type 3 fils
P11
Réalisation d’un ET logique
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
Si charge inductive prévoir une protection par diode de roue libre
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
Détecteurs technique NAMUR- Faible encombrement;- Niveau énergétique de la sécurité intrinsèque.
Ils sont associés à un dispositif d’alimentation et d’amplification ou à une entrée statique équivalente.
Détecteurs pour applications particulières
Détecteur NAMUR
Amplificateur
Corps d’épreuve
Transducteur
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
Détecteurs à signal de sortie temporiséLa temporisation est réglable de 0 à 20 secondes, elle démarre au relâchement (repos) ou à l’action (travail). Ils sont utilisés dans le contrôle de bourrage.
Détecteurs pour applications particulières
Détecteurs de position
Détecteurs à sortie analogiqueL’approche d’un objet métallique devant la face sensible du détecteur est traduite par une variation du courant absorbé.
Détecteurs pour applications particulières
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
Détecteurs contrôle de rotationUn capteur inductif intégré prend l’informationde déplacement et génère des impulsions FC.Il existe un oscillateur interne et réglable FR.rotation correcte si FC > FRrotation incorrecte si FC < FR AttentionFonctionnement correct 9 secondes après samise sous tension.
Détecteurs pour applications particulières
M30 x 81
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
Détecteurs contrôle de rotation
contrôle de rupture d’accouplement
Détecteurs pour applications particulières
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
Détecteurs I.L.S.Ce sont des Interrupteurs à Lame Souple, ils se montent sur les corps des vérins dont la tige est munie d’un aimant permanent. Quand l’aimant passe au dessous de l’interrupteur, il attire la lame de celui-ci et ferme ou ouvre le contact. Une LED peut signaler l’état du contact.
Détecteurs pour applications particulières
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
Détecteurs électroniques codés sans contact pour protecteur mobile- Autocontrôle intégré,- Codage par aimants permanents,- Un seul détecteur pour une porte à double battant.
Selon le modèle la sécurité peut aller à la catégorie 4!
Détecteurs pour applications particulières
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité inductifs
Avantages:- temps de réponse faible,- sortie statique donc pas de rebondissements,- pas de contact direct donc grande durée de vie.
Inconvénients:- utilisation seulement en courant continu,- détection seulement des métaux,- sensible aux champs magnétiques.
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité capacitifs
Ils permettent la détection de tous les objets isolants ou conducteurs.
On peut ajuster la portée de détection suivant la nature du matériau à détecter.
Très sensibles à l’environnement.Visualisation
Réglage
C (F) = e(F/m) S(m2)
e(m)
Détecteurs de positionDétecteurs électriques de proximité capacitifs
Avantage:- permet la détection de tous les objets.
Inconvénients:- sensibles à l’environnement,- s’utilise dans un environnement très propre ou bien en
noyant le détecteur dans la matière à détecter.
Détecteurs de positionDétecteurs de proximité photo-électriques
Ils signalent le passage d’un objet à travers un faisceau lumineux: - Un émetteur diode électroluminescente émet de la lumière. - Un récepteur photo-transistor capte la lumière.
Détecteurs de positionDétecteurs de proximité photo-électriques
Les diodes électroluminescentes et les photo-transistors sont utilisésen lumière infrarouge pour :- leur grand rendement lumineux,- leur insensibilité aux chocs et aux vibrations,- leur tenue aux températures extrêmes,- leur grande durée de vie.
Détecteurs de positionDétecteurs de proximité photo-électriques
Les diodes électroluminescentes et les photo-transistors sont utilisésen lumière rouge pour :- la transmission par fibres optiques plastiques.- l’utilisation de détecteurs réflex polarisé.
Détecteurs de positionDétecteurs de proximité photo-électriques
Deux procédés sont utilisés
La cible bloque la lumière La cible renvoie la lumière
Détecteurs de positionDétecteurs de proximité photo-électriques
systèmes de détection
Système barrage
L’émetteur et le récepteur sont séparés, ce système détecte tout objetinterrompant le faisceau lumineux.Portée importante (jusque à 30 m).
Emetteur
Récepteur
Détecteurs de positionDétecteurs de proximité photo-électriques
systèmes de détection
Système reflex
L’émetteur et le récepteur sont incorporés dans le même boîtier, leretour du faisceau est assuré par un réflecteur monté en vis à vis.La détection est assurée par interruption du faisceau lumineux.Portée utile de l’ordre de 10 m dans un environnement non pollué .
EmetteurRécepteur
Réflecteur
Détecteurs de positionDétecteurs de proximité photo-électriques
systèmes de détection
Système reflex
Le réflecteur doit être plus petit que l’objet à détecter .
Détecteurs de positionDétecteurs de proximité photo-électriques
systèmes de détection
Système reflex
Le réflecteur doit être bien positionné par rapport à l’émetteur récepteur.
Détecteurs de positionDétecteurs de proximité photo-électriques
systèmes de détectionSystème reflex polarisé
On peut utiliser des réflecteurs qui polarisent la lumière pour détecter des objets brillants.
Détecteurs de positionDétecteurs de proximité photo-électriques
systèmes de détection
Système reflex polarisé
Détecteurs de positionDétecteurs de proximité photo-électriques
systèmes de détection
Système de proximité
L’émetteur et le récepteur sont incorporés dans le même boîtier, lefaisceau est réfléchi en partie vers le récepteur par l’objet à détecter.La détection est assurée par le renvoie du faisceau lumineux.Portée utile de l’ordre de 1,5 m dans un environnement non pollué .
EmetteurRécepteur
Détecteurs de positionDétecteurs de proximité photo-électriques
systèmes de détection
Système de proximité avec effacement de l’arrière -plan
On peut sur certains produits par réglage de la sensibilité éliminerl’influence de l’arrière plan de l’objet à détecter.
Détecteurs de positionDétecteurs de proximité photo-électriques
mode de fonctionnement
Fonction claire
La sortie est activée quand le récepteur récupère la lumière.
Détecteurs de positionDétecteurs de proximité photo-électriques
mode de fonctionnement
Fonction sombre
La sortie est activée quand le récepteur ne récupère pas la lumière.
Détecteurs de positionDétecteurs de proximité photo-électriques
courbes de détection
Système barrage et système reflex
La zone jaune indique la zone de tolérance de positionnement du réflecteur ou du récepteur.La zone bleu représente la zone utile du système.
Détecteurs de positionDétecteurs de proximité photo-électriques
courbes de détection
Système barrage
On peut adapter le faisceau utile en fonction de l’application.On utilise pour cela des lentilles avec des masques.
Détecteurs de positionDétecteurs de proximité photo-électriques
courbes de détection
Système de proximité
La zone jaune représente la zone de sensibilité du détecteur.Toute cette zone est utilisable.Le trait noir correspond à une surface claire.Le trait bleu correspond à une surface sombre.
Détecteurs de positionDétecteurs de proximité photo-électriques
Avantages:- pas de contact direct donc grande durée de vie,- sortie statique donc pas de rebondissements,- détection d’objets de toutes natures,- distance de détection étendue,- temps de réponse faible.
Inconvénient:- utilisation seulement en courant continu.
Détecteurs à ultrasonsVEGASON 72
Ils émettent un rayonnement ultrasonique de 40Khz environ.Les impulsions réfléchies par le produit sont enregistrées par ledétecteur fonctionnant alternativement en émetteur et en récepteur.
Détection sur liquide Détection sur solide
1 2 3 4 5 6
Zone morte Zone de détection
écoute de l’écho émissiondes ultrasons
Détecteurs à ultrasonsFonctionnement en détecteur de proximité
Les objets se trouvant dans les zones de détection sélectionnées sont signalés par un signal de sortie.Une 2em sortie signale la présence d’objets dans les zones bloquées.
Détecteurs à ultrasonsFonctionnement avec évaluation de distance externe
Zone morte Zone de détection
écoute de l’écho émissiondes ultrasons
Détecteurs à ultrasonsFonctionnement avec évaluation de distance externe
Zone morte Zone de détection
écoute de l’écho émissiondes ultrasons
Objet
Détecteurs à ultrasonsFonctionnement avec évaluation de distance externe
Zone morte Zone de détection
écoute de l’écho émissiondes ultrasons
Objet
Le temps de propagation mesuré est converti en distance.
Radar à hyperfréquencesVEGAPULS 64
Le radar émet périodiquement des ondes à 5,8 Ghz qui se réfléchissentsur le produit stocké.Il calcule le temps que met l’écho pour lui revenir.Il mesure de 0 à 30 m avec une erreur < 0,1% de la plage.
Organigramme de choix
Applications particulières
GJC
Contrôleur de couleursE3MC OMRON
Le contrôleur peut reconnaître une à quatre couleurs avec un temps de réponse de 0,3 ms.Il est insensibles aux vibrations et se programme par auto-apprentissage,fonction Teach-in, compensation automatique de la puissance émettrice.Portée de 6 cm en standard et de 2 cm en version fibre optique.
Contrôleur de couleursE3MC OMRON
Les valeurs analogiques de chaque couleur émise sont calculées sur 8 bits (0-255).
On calcule la moyenne de ces trois couleurs
+ +( ) /3 =
On calcule la valeur relative des couleurs renvoyées par l’objet à détecter:
rouge = / vert = / bleu = /
Capteur de visionF10 OMRON
Il est destiné au contrôle d’aspect ou de forme.La caméra de vision possède un éclairage intégrépar LED.La programmation est limitée à l’apprentissagefonction TEACH.
La zone d’apprentissage est directement projetéesur l ’objet à contrôler.
Capteur de visionF10 OMRON
Un barregraphe incorporé permet desurveiller la conformité par rapport àla pièce enregistrée.La tolérance requise est paramétrableet ajustable.
Système de visionF150 OMRON
Il est devenu incontournable lorsqu’il s’agit du contrôle de la qualité et detraçabilité des mesures. La caméra possède son éclairage intégré.Il existe de nombreux filtres et objectifs. La programmation est effectuée à l’aide d’une console. La visualisation utilise un écran vidéo.Le système en mode automatique optimise tout seul les réglages
Capteurs de déplacement
GJC
Capteurs de déplacementIntroduction
La mesure d’un déplacement linéaire ou angulaire peut êtreréalisée de deux façons différentes.
Système de traitement
Variateur
Codeur
Moteur
Capteurs de déplacementIntroduction
Moteur
Codeur absolu
Automate programmable Variateur
POSITIONNEMENT ABSOLU
Capteurs de déplacementIntroduction
Moteur
Codeur incrémental
Automate programmable Variateur
POSITIONNEMENT INCREMENTAL
Capteurs de déplacementIntroduction
POSITIONNEMENT INCREMENTAL
P24
Fcs_droitFcs_gauche
Fc_droitFc_gauche Fc_origine
Capteurs de déplacementIntroduction
POSITIONNEMENT INCREMENTAL
Positionnement en absolu
P24
Fcs_droitFcs_gauche
Fc_droitFc_gauche Fc_origine
+ 250
+ 250
Capteurs de déplacementIntroduction
POSITIONNEMENT INCREMENTAL
Fcs_droitFcs_gauche
Fc_droitFc_gauche Fc_origine
Positionnement en absolu
Chaque déplacement est référencé par rapport à l’origine.
+ 300
+ 300
Capteurs de déplacementIntroduction
POSITIONNEMENT INCREMENTAL
Fcs_droitFcs_gauche
Fc_droitFc_gauche Fc_origine
Positionnement en relatif
Capteurs de déplacementIntroduction
POSITIONNEMENT INCREMENTAL
Fcs_droitFcs_gauche
Fc_droitFc_gauche Fc_origine
Positionnement en relatif
+ 250
+ 250
Capteurs de déplacementIntroduction
POSITIONNEMENT INCREMENTAL
Fcs_droitFcs_gauche
Fc_droitFc_gauche Fc_origine
Positionnement en relatif
Chaque déplacement est référencé par rapport au déplacement précédent.
+ 50
+ 300
Capteurs de déplacementIntroduction
POSITIONNEMENT INCREMENTAL
Après une coupure d’alimentation la reprise d’origine est impérative.
Moteur
Codeur incrémental
Automate programmable Variateur
POSITIONNEMENT INCREMENTAL
Capteurs de déplacementCapteur potentiométrique
Linéaire ou rotatif alimenté en continu.Il fournit une tension proportionnelle audéplacement du curseur.
Problème majeur, linéarité de la piste.
Capteurs de déplacementCapteur inductif à transformateur différentiel
L’enroulement primaire est alimenté en alternatif ou par un oscillateur.La translation ou la rotation du noyau magnétique modifie la symétrie du champ magnétique dans les bobines secondaires.Mesure au micron, Linéarité 0,1%, emploi de - 60 à + 125 °C
P25
Up
Us1
Us2
Us = Us2 – Us1
Capteurs de déplacementCapteur inductif à transformateur différentiel
Ici on provoque la rotation du noyau magnétique.
Capteurs de déplacementCapteur inductif résolver
Bobinage fixeINDUCTEUR
Bobinage tournant INDUIT
Tension INDUCTEUR U = Û Sin w t
Tension INDUIT U = Û Sin w t Cos q
C’est un transformateur rotatif à couplage variable.La tension alternative aux bornes de l’induit est modulée en amplitude par le cosinus q
P26
Capteurs de déplacementTransmetteur résolver
Bobinages fixes secondaires
Bobinage tournant primaire
U = Û Sin w t
U1 = K Û Sin w t Sin q
U 2
= K
Û S
in w
t C
os q
U 1
U 2
On récupère deus tensions:- U1 modulée en Sin q - U2 modulée en Cos q
P27
Capteurs de déplacementTransmetteur résolver
1 rotation mécanique
Position actuelleFréquence porteuse 10 kHz
Courbeenveloppe
Rotor
Stator
U1
U2
U1U2
Capteurs de déplacementCodeurs optiques rotatifs
Principe
On trouve dans un codeur rotatif:- une source lumineuse « LED »- un réticule ajouré.- un disque rotatif ajouré monté sur l’axe.- des récepteurs photo-électriques
Disque rotatif
Réticule
Source lumineuse LED
Récepteurs photo-électriques
Capteurs de déplacementCodeurs optiques rotatifs
Technologie incrémentale
Une impulsion pour chaque incrément aligné sur la rotation de l’axe.Le déplacement s’effectue en relatif ou en absolu par rapport à une origine.La position est calculée par un système de traitement extérieur.
Capteurs de déplacementCodeurs optiques rotatifs
Technologie incrémentale
Les signaux de dessus permettent l’utilisationd’émetteurs de ligne, travail en différentiel.
Elle fournie un code binaire pour chaque positionnement.La résolution est égale à 2 (n = nombre de bits).Le déplacement s’effectue en absolu.
Capteurs de déplacementCodeurs optiques rotatifs
Technologie absolue
n
Codeur absolu multi-tours
Capteurs de déplacementCodeurs optiques rotatifs
Technologie absolue
L’utilisation du code binaire nécessite d’utiliser un signal d’inhibition pour éviter la prise en compte d’informations pendant le changement d’état des voies du codeur.
CODE BINAIRE
0 0 0 0
0 0 0 1
0 0 1 0
0 0 1 1
0 1 0 0
0 1 0 1
0 1 1 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 0 1
1 0 1 0
1 0 1 1
1 1 0 0
1 1 0 1
1 1 1 0
1 1 1 1
Capteurs de déplacementCodeurs optiques rotatifs
Technologie absolue
Pas de risque de détecter un code parasite, prévoir par contre par la suite un transcodage du code GRAY vers un autre code.
CODE GRAY
0 0 0 0
0 0 0 1
0 0 1 1
0 0 1 0
0 1 1 0
0 1 1 1
0 1 0 1
0 1 0 0
1 1 0 0
1 1 0 1
1 1 1 1
1 1 1 0
1 0 1 0
1 0 1 1
1 0 0 1
1 0 0 0
Capteurs de déplacementCapteurs optiques rotatifs
Etages de sortie collecteur ouvert
Bonne solution jusque à 30 m avec une fréquence de commutationde 25 Khz maximum ( 40 µs ).Permet l’adaptation aux différents niveaux logiques.Tension de déchet inférieure à 1 Volt.
Capteurs de déplacementCapteurs optiques rotatifs
Etages de sortie Totem pôle
Bonne solution jusque à 100 m avec une fréquence de commutationde 50 Khz maximum ( 20 µs ).Permet l’utilisation d’une charge par rapport au 0V ou au + U Alim.Tension de déchet de l’ordre de 3 Volt.
Capteurs de déplacementCapteurs optiques rotatifs
Etages de sortie émetteur de ligne RS422
Bonne solution jusque à 1000 m avec des fréquences de commutation de:- 1 Mhz sur 100 m ( 1 µs ).- 10 Mhz sur 10 m ( 0,1 µs ).
Le fonctionnement en différentiel permet une bonne immunité aux parasites industriels.
Une règle comportant un réseau de traits au pas de 20 µm ou de 40 µmavec marque de référence absolue sert de base de mesure. Elle est balayée par voie optique par un curseur.
Capteurs de déplacementSystèmes optiques linéaires
Principe
Capteurs de déplacementSystèmes optiques linéaires
Signaux de sortie
Allure des informations récupérées par les cellules photo-voltaïques
Le système de traitement des signaux réalise une mise en forme.Il compte ces impulsions avec un signe à partir d’une origine et affiche la position effective.
Capteurs de déplacementSystèmes optiques linéaires
Unité compteur
Après une coupure d’alimentation la reprise d’origine est impérative.
Capteurs de déplacementCapteurs optiques rotatifs
Capteur à fil Capteur à axe plein Capteur à axe creux
Capteurs de déplacementSystèmes optiques linéaires
Système de mesure règle nue
Système de mesure règle étanche
Fin