CAPTEURS Tout Ou Rien (TOR)

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1 Cours BAC ELEEC E2 ETUDE D UN OUVRAGE S4 : Communication et traitement de l information CAPTEURS Tout Ou Rien (TOR) S4.5 : Acquisition de données 1. MISE EN SITUATION : Sur tous les systèmes nous avons besoin de récupérer des informations pour connaitre la position des différents éléments, mais aussi certaines informations comme la température ou la vitesse. Les composants qui vont nous permettre d effectuer ces relevés sont des capteurs. Les systèmes en ateliers possèdent différents types de capteurs que nous allons étudier : 2. LES CAPTEURS : 2.1. Définition : Capteurs de température et détecteurs inductif Le capteur est le composant qui permet d informer la partie commande d un état de la partie opérative. Il prélève une information sur une grandeur physique de la partie opérative et la convertit en une information exploitable par la partie commande Analyse fonctionnelle d un capteur : Énergie Etat de la partie opérative PRELEVER et CODER une information Information codée exploitable par la partie commande Capteur 2.3. Caractéristiques des capteurs : Nature de l information à détecter Les informations à détecter les plus courantes sont : une position, une température, un débit, une pression, une vitesse Nature de la grandeur de sortie L information délivrée par le capteur est destinée au traitement des données (automate), peut être de différentes natures : GALOFFRE Sébastien Lycée Auguste Escoffier ERAGNY Page 1 sur 7

2 Signal Tout Ou Rien (TOR) Ce type de signal est également appelé binaire, c'est-à-dire qu il ne peut prendre que 2 états (0 ou 1). Ces capteurs sont appelés des détecteurs. Ex : présence de véhicule : Signal analogique Le signal délivré par le capteur est une tension qui donne l image de la grandeur détectée Ex : sur le tableau de bord des automobiles pour relever le niveau de carburant du réservoir, la jauge fournit une valeur de tension proportionnelle au taux de remplissage. Signal numérique Ex : Lorsque l on déplace la souris d un micro-ordinateur, la boule entraîne un disque à encoches. Chaque encoche entraîne une impulsion et donc, on peut déterminer la position de la souris. Ce cours traitera uniquement les capteurs TOR aussi appelés détecteurs. GALOFFRE Sébastien Lycée Auguste Escoffier ERAGNY Page 2 sur 7

3 1. INTRODUCTION : Ces capteurs sont appelés des détecteurs et on peut les classer en 3 types : Les interrupteurs (ou détecteurs) de position. Les détecteurs photoélectriques Les détecteurs de proximité 2. LES INTERRUPTEURS DE POSITION : Différents mouvements des capteurs couramment utilisé : Poussoir Poussoir à galet Poussoir à levier à galet Tige souple Principe de fonctionnement : Les interrupteurs de position sont constitués des trois éléments de base : (1) Contact électrique. (2) Corps. (3) Dispositif d attaque La détection de présence est réalisée lorsque l'objet à détecter entre en contact avec le dispositif d'attaque (3). Le mouvement engendré sur cette tête d'attaque provoque la fermeture du contact électrique situé dans le corps du capteur. Le symbole électrique standard : GALOFFRE Sébastien Lycée Auguste Escoffier ERAGNY Page 3 sur 7

4 Applications : Les interrupteurs de position sont utilisables sur de nombreux systèmes pour détecter des matériaux rigides. Ils servent essentiellement à détecter des présences ou des passages. Avantages : Simple de conception et d utilisation Robuste et facile d entretien. Mise en œuvre simple et rapide. Inconvénients : Usure due aux contacts avec la pièce à détecter. Nécessite un contact avec la pièce à détecter. 3. LES DETECTEURS PHOTOELECTRIQUES : Détecteur photoélectrique Réflecteur Principe de fonctionnement : Ils sont constitués d un émetteur de lumière à diode électroluminescente (LED) et d un récepteur de lumière à phototransistor ou photodiode qui convertit le signal lumineux en signal électrique. Ces détecteurs sont utilisés pour détecter des objets opaques ou réfléchissants. L objet est détecté lorsqu il interrompt le faisceau lumineux. Le système barrage Points forts : Distance de détection élevée jusqu à 50m. Points faibles : L émetteur et le récepteur sont dans deux boitiers séparés, donc deux alimentations. GALOFFRE Sébastien Lycée Auguste Escoffier ERAGNY Page 4 sur 7

5 Le système reflex simple : Points forts : L émetteur et le récepteur sont dans le même boitier (un seul câble d alimentation). La portée est importante bien qu inferieur au barrage (jusqu à 20 m). Points faibles : Un objet réfléchissant (vitre, carrosserie de voiture etc ) peut être vu comme un réflecteur et ne pas être détecté. Le système reflex à lumière polarisée : Le rayonnement émis est polarisé verticalement par un filtre. Le réflecteur à la propriété de changer l état de la polarisation de la lumière. Un partie de du rayonnement renvoyé a donc une composante horizontale. Un objet réfléchissant (miroir, tôle ) contrairement au réflecteur ne change pas l état de polarisation. Donc le récepteur ne réagira pas. Points forts : Ce type de détecteur résout le point faible du reflex simple. Points faibles : En contrepartie ce détecteur est d un cout supérieur et ses distances de détection sont plus faibles. (entre 8 et 15 m) Le symbole électrique standard : GALOFFRE Sébastien Lycée Auguste Escoffier ERAGNY Page 5 sur 7

6 Avantages et inconvénients Avantages : Pas de contact avec la pièce à détecter. Pièces détectées : Tous types de matériaux. Toutes les distances de détection sont possibles : elles varient de plusieurs dizaines de mètres à quelques millimètres en fonction du système utilisé. Inconvénients : Pièces transparentes non détectées. A utiliser en atmosphère propre : pas de poussières ni de gouttelettes d eau. Réglage quelque fois délicat : émetteur et récepteur ou émetteur et réflecteur doivent être positionnés avec précision. 4. LES DETECTEURS DE PROXIMITE : 4.1. Inductifs : Pour détecter sans contact physique la présence d un élément, les détecteurs de proximité sont souvent utilisés. Ils sont donc très répandus. Devant sa face sensible, un détecteur inductif crée un champ magnétique pour détecter les objets métalliques. Symbole électrique : Capacitifs : 3 4 Les détecteurs capacitifs sont destinés à la détection d objets ou produits non métalliques de toutes natures (papier, verre, plastique, liquides, ). Symbole électrique : GALOFFRE Sébastien Lycée Auguste Escoffier ERAGNY Page 6 sur 7

7 Avantages et inconvénients des détecteurs de proximité. Avantages pas de contact physique avec l objet détecté possibilité de détecter des objets fragiles, fraîchement peints, durée de vie indépendante du nombre de manœuvres (moins usure) très bonne tenue de l environnement industriel : atmosphère polluante, Inconvénient : Distance de détection (portée) limitée (inférieur à 6 cm) GALOFFRE Sébastien Lycée Auguste Escoffier ERAGNY Page 7 sur 7