Capteurs et leur fonctionnement

Capteurs

• Les capteurs sont des organes de prélèvement d'informations qui créent une autre grandeur physique (souvent électrique) à partir d'une grandeur physique initiale.
• Cette grandeur issue du capteur est représentative de la grandeur initiale et peut être utilisée pour la mesure ou le contrôle.
• Les capteurs magnétiques détectent le champ magnétique. Il existe différents types de capteurs magnétiques, comme les capteurs ILS et les capteurs à effet Hall.

Généralités sur le capteur

• Les capteurs mesurent une grandeur physique, comme le champ magnétique.
• La nature des éléments détectés (aimants, par exemple) est importante.
• La polarité des aimants influence le fonctionnement du capteur.

Capteurs REED ou ILS

• Les capteurs REED, ou interrupteurs à lame souple (ILS), sont des capteurs de proximité tubulaires électriques.

Capteurs de proximité magnétiques (Reed):

• Les capteurs de proximité magnétiques (Reed) peuvent être tubulaires, électriques.
• Un capteur Reed (ILS) est composé de deux petites lames métalliques logées dans une petite ampoule en verre.
• La partie interne de l'ampoule est protégée contre l'oxydation.
• Le capteur est sensible aux chocs et vibrations.

Principe de fonctionnement de capteurs tubulaires électriques (Reed):

• Deux lames souples se polarisent et s'attirent lorsqu'un aimant est proche.
• Le contact entre les lames ferme le circuit, permettant ainsi le passage du courant.

Précautions d'utilisation des capteurs REED

• Les capteurs REED ne supportent pas les hautes puissances (courants et tensions élevés).
• Les courants trop élevés peuvent provoquer le collage des lames.
• Il faut consulter la notice du fabricant pour les caractéristiques et précautions d'emploi.

Capteur REED (ILS)

• Les lames dans le capteur sont métalliques et protégées contre l'oxydation par une petite ampoule en verre.
• Ils sont sensibles aux chocs et aux vibrations.

Zones de commutation des capteurs de proximité tubulaires (Reed)

• Le déplacement d'un aimant près d'un capteur Reed peut déclencher plusieurs zones de commutation (voir schéma).
• L'orientation de l'axe du pôle de l'aimant influence les zones de commutation.

Caractéristiques de réponse d'un capteur Reed en fonction de l'orientation de l'aimant:

• Les caractéristiques de réponse d'un capteur REED dépendent de l'orientation de l'aimant.

Commutateur tubulaire:

• La méthode simple pour détecter un champ magnétique est d'utiliser un commutateur tubulaire (Reed).
• Deux lames métalliques entrent en contact à l'aide d'un champ magnétique externe.
• Deux ou trois zones de commutation sont possibles selon l'orientation de l'aimant.

Applications des capteurs Reed

• Détection de position des cylindres pneumatiques.
• En présence d'un champ magnétique, les contacts du capteur de proximité se ferment (contacts de commutation ouverts).
• Les capteurs REED sont souvent utilisés comme des contacts fin de course pour des vérins, avec un aimant monté sur un piston.

Capteurs de proximité tubulaires pneumatiques

• Une lame est commutée à l'aide d'un aimant permanent.
• L'aimant produit un signal de commande.

Applications des capteurs de proximité tubulaires pneumatiques

• Les capteurs de proximité magnétiques pneumatiques sont utilisés pour la détection de position des vérins pneumatiques.
• Ils sont adaptés aux configurations où l'air comprimé est la source d'énergie principale.

Avantages et inconvénients des capteurs Reed

• Avantages :

  • Détection à travers des emballages, milieux agressifs, hautes températures.
  • Simple à utiliser, faible consommation quand l'interrupteur est ouvert.

• Inconvénients :

  • Commutation sur de courtes distances.
  • Problèmes de rebondissement.
  • Pièces mobiles, potentiellement fragiles.

Exemples d'utilisation dans la vie quotidienne des capteurs Reed

• Surveillance périmétrique.
• Cartes magnétiques (tickets de métro).
• Détection de position d'objets, présence/absence/passages.
• Fin de course.
• Mesure de vitesse.

Exemple d'application: mesure de vitesse

• Un aimant rotatif (rotor interne) génère un signal périodique sur le capteur lorsque le rotor tourne générant un signal périodique.
• La période du signal est mesurée et utilisée pour calculer la vitesse.

Fréquence et Vitesse Angulaire:

• La fréquence est calculée en inversant la période.
• La vitesse angulaire (ω) est calculée en utilisant la formule ω = 2πf.