ACQUERIR LES ETATS DU SYSTEME LES CAPTEURS

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1 ACQUERIR LES ETATS DU SYSTEME LES CAPTEURS Les différents états du système sont détectés et mesurés par les CAPTEURS qui mettent en forme ces informations avant de les transmettre à l Unité de Traitement. Situation dans le système automatisé Infos en provenance d'interfaces H/M Infos vers autres PC et interfaces H/M Chaîne d'information ACQUERIR TRAITER COMMUNIQUER Grandeurs physiques à acquérir Ordres 1 Définition Information Source La grandeur physique à mesurer n'est en général pas directement utilisable. Elle constitue le signal d'entrée (ou stimulus) du capteur Information Image La grandeur exploitable est souvent de nature électrique. Elle constitue le signal de mesure (ou signal de sortie, ou réponse) du capteur. Elle est une représentation de la grandeur à mesurer. Un capteur est un objet technique de prélèvement d'information. Sa fonction globale est de réaliser une conversion d'une grandeur physique à mesurer en une autre grandeur physique, accessible aux sens humains ou exploitable par une partie commande. 2 Structures et fonctions principales Les fonctions principales d'un capteur se déduisent de sa structure: FP1: recevoir la grandeur source (corps d'épreuve) FP2: convertir la grandeur source en une grandeur mesurable (élément sensible) FP3: Être alimenté en énergie FP4: Être lié à un support (fixation) L une directement sous l influence de la grandeur à détecter (LE CORPS D EPREUVE) L autre convertit cette grandeur en une grandeur mesurable, le plus souvent électrique (l ELEMENT SENSIBLE) L'industrie des capteurs, plus généralement l'industrie de la mesure est l'une des industries de pointe essentielle pour toute nation développée. Elle exploite les acquis les plus récents de la science et des technologies, comme la micro-électronique ou l'informatique auxquelles elle est étroitement associée. La tendance actuelle est au développement de capteurs "intelligents", à microprocesseurs. 11_CAPTEURS.doc 1/6

2 3 Classification en fonction du signal délivré Au delà du simple capteur à contact et à commande mécanique, il existe un grand nombre de modèles afin de répondre aux multiples problèmes posés par la détection. On distingue les grandes familles de capteurs par le type de signal qu'ils transmettent. 3.1 Signal TOUT ou RIEN (TOR) - Ce sont les capteurs les plus répandus en automatisation (interrupteurs de position, détecteurs de proximité...) Les capteurs TOR ne délivrant que deux états 0 et 1sont généralement appelés des DETECTEURS. 3.2 Signal ANALOGIQUE - Il traduit des valeurs de température, de position, de pression... sous la forme d'un signal évoluant entre deux valeurs limites. Ex: La température dans le collecteur peut prendre toutes les valeurs entre 0 et 250 C. Le signal transmis varie de façon continue entre 0 et 20mA. 3.3 Signal NUMERIQUE - Le signal délivré est une combinaison de BITS formant un signal numérique. Ex: A chaque position angulaire (P1,...Pn) du plateau correspond une valeur numérique délivrée par le codeur. 11_CAPTEURS.doc 2/6

3 4 Classification en fonction du mode de détection 4.1 Détection par CONTACT d une position Phénomène à détecter CAPTEUR Grandeur de sortie Caractéristiques - L'objet à détecter entre en contact avec le dispositif d'attaque - Le mouvement engendré provoque le basculement du contact électrique - Signal de sortie électrique de type TOR - Indice de protection du corps - Dispositif d'attaque de la tête - Type de contact "O.F." Commande directe Commande par levier Commande par poussoir Commande par galet Commande par levier à galet Commande par levier à rouleau Commande par tige souple De nombreuses versions existent, elles sont fonction des problèmes posés par leur utilisation (encombrement, nature des mouvements à prendre en compte, ), ainsi que de leur exploitation (sévérité de l environnement, atmosphère corrosive ou explosive ) Principe de fonctionnement Les interrupteurs de position sont constitués de trois éléments de base : - un contact électrique (1) - un corps (2) - une tête de commande avec son dispositif d attaque (3) 11_CAPTEURS.doc 3/6

4 4.2 Détection SANS CONTACT de la présence d un objet Phénomène à détecter CAPTEUR Grandeur de sortie Caractéristiques - Le détecteur émet un champ magnétique ou électrique qui se trouve perturbé par la proximité d un objet : Métallique Détecteur inductif (émission d un champ magnétique) Non métallique Détecteur capacitif (émission d un champ électrique) - Signal de sortie électrique TOR ou - Signal de sortie proportionnel à la distance : 0 10mA 4 14mA 0 16mA 4 20mA - Détecteur inductif ou capacitif selon la nature de l objet. - Technique 2,3 ou 4 fils - Technique analogique - Indice de protection - Portée nominale - Tension d alimentation - Fréquence de commutation - Sortie statique NPN ou PNP Détecteur inductif Détecteur capacitif Détecteur magnétique Détecteur à ultrasons - Pas de contact avec l objet à détecter - Pas d usure - Possibilité de détecter des objets fragiles, fraîchement peints, - Détecteur statiques (pas de pièces en mouvement) - Durée de vie indépendante du nombre de manœuvres - Très bonne tenue à l environnement industriel Technologie 2 FILS Technologie 3 FILS PNP Technologie 3 FILS NPN Technologie 4 FILS Un détecteur 4 fils est un détecteur 3 fils comportant 1 fil supplémentaire pour la transmission d un signal complémenté 11_CAPTEURS.doc 4/6

5 4.3 Détection A DISTANCE d un objet Phénomène à détecter CAPTEUR Grandeur de sortie Caractéristiques - Un rayon lumineux est interrompu par l'objet à détecter - Un photo-récepteur traduit cette présence en un signal électrique - Signal de sortie électrique de type TOR Système Portée Barrage 30m Reflex 10m Proximité 1.5m - Tension d'alimentation - Type de sortie: contact "O.F" - Sortie statique type PNP ou NPN - Mode de fonctionnement Clair ou Sombre Symbole Il existe 3 systèmes de détection photo-électrique Le système BARRAGE : L émetteur et le récepteur sont dans 2 boîtiers séparés. L objet est détecté lorsqu il interrompt le faisceau lumineux. Le système REFLEX : L émetteur et le récepteur sont dans 1 même boîtier. Le faisceau émis est renvoyé au récepteur par un réflecteur. La détection se fait par coupure du faisceau Le système DE PROXIMITE : L émetteur et le récepteur sont dans 1 même boîtier. La détection se fait lorsque le faisceau est réfléchit par la pièce à détecter. 11_CAPTEURS.doc 5/6

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