Acquérir les états d’un système

Capteur de température sans fil

Introduction

Pour assurer un bon fonctionnement d’une éolienne, il faut connaître en permanence le sens et la force du vent.

Pour faire fonctionner correctement une pompe à chaleur, il est indispensable température intérieure de la pièce à chauffer.

de déterminer la

Introduction

Autre exemple d’application Pour économiser de l’énergie, on peut mettre en place des détecteurs de présence dans un couloir.

Introduction

L'acquisition de la grandeur physique est réalisée par

un capteur

traduit la grandeur à acquérir en une grandeur électrique (Vm). qui Celle-ci est ensuite traitée (amplification et filtrage) par une structure électronique adaptée afin de délivrer le signal (Vt). Puis, ce signal sera converti sous forme numérique, traité et exploité.

Signal électrique Signal électrique traité

Vm

Vt

Acquisition de l’information

Identification de la fonction réalisée

Un capteur associé à une unité de conditionnement réalise la fonction ACQUERIR de la chaîne d'information :

Définition

 Le capteur est caractérisé par sa fonction :

s = F(m)

grandeur de sortie ou la réponse du capteur.

où s est la

Mesurande (m)

Grandeur physique à mesurer (déplacement, température…) Capteur

Grandeur de sortie (s)

Grandeur physique exploitable  La mesure de s doit permettre, avec ou sans traitement, de « rendre accessible » la valeur de m.

Les informations transmises par le capteur

Logique :

information de type tout ou rien (TOR).La fermeture d’un contact permet d’alimenter un circuit électrique Grandeur mesurée Etat de sortie du capteur Capteur TOR

Partie de détection Contact

t t C’est une information logique, de type Tout Ou Rien (TOR) ouvert ou fermé (0 ou 1) Les détecteurs délivrent donc un signal binaire (deux états possibles : 0 ou 1).

Les informations transmises par le capteur

Analogique :

Grandeur qui évolue dans le temps et qui peut prendre une infinité de valeurs manière continue, comme la mesure de température d’une pièce à l’aide d’une sonde.

. L’information à transmettre peut varier de Grandeur mesurée Etat de sortie du capteur t t L’information à transmettre peut varier de manière continue, comme la mesure de température d’une pièce à l’aide d’une sonde.

Les informations transmises par le capteur

Numérique :

logiques.

Une grandeur numérique est un ensemble ordonné de grandeurs Information Représentation d’un signal numérique codé sur 2 bits 4 ème valeur 3 ème valeur 2 ème valeur 1 ère valeur Signal numérique Temps Ces informations sont codées sur un nombre de bits définis (0 ou 1).

Caractérisation des constituants d’un système

S si Marc Jacubowicz

Les informations transmises par le capteur

Numérique : Les informations qui sont des combinaisons de signaux 0-1, sont transmises à l’unité de traitement et peuvent être lues soit en parallèle, soit en série.

Transmission parallèle Transmission série

Les deux principales catégories de capteurs

Les capteurs avec contact Les capteurs sans contact

Les deux principales catégories de capteurs

Exemple de solutions techniques mises en œuvre dans le domaine de l’équipement des machines

© Schneider Electric Détection avec contact Interrupteur de position Contrôle des fluides Manutention et levage Détection sans contact Cellules photoélectriques Détecteurs inductifs Détecteurs capacitifs Identification Codeurs rotatifs © Schneider Electric

Capteurs à contact

- La détection électromécanique

Détections possibles : Tout objet solide ou non déformable (contact avec l’objet)

Capteurs sans contact

- Les codeurs optiques.

Codeur Moteur

- Les codeurs incrémentaux - Les codeurs absolus Ils permettent de déterminer et contrôler la situation, le déplacement d’un objet : ce sont des capteurs angulaires de position .

Capteurs sans contact

Principe de fonctionnement des codeurs optiques

Capteurs sans contact

Le codeur incrémental

Capteurs sans contact

Le codeur absolu

Capteurs sans contact

Interrupteur à lame souple ILS

Capteurs pour lesquels la détection est provoquée par « effet magnétique ».

Détections possibles

(domotique), détection de la position d’un vérin sur les systèmes automatisés : Détection de fermeture de portes ou fenêtres

Capteurs sans contact

Détecteur de proximité inductif D.P.I

La technologie est basée sur la variation d’un champ magnétique à l’approche d’un objet conducteur du courant électrique.

Détections possibles :

Sans contact pour tous les objets métalliques de forme quelconque.

Détecteur de proximité capacitif D.P.C

La technologie est basée sur la variation d’un champ électrique à l’approche d’un objet quelconque.

Détections possibles : Sans contact pour tous types de matériaux conducteurs et isolants (verre, huile, bois, plastique, etc).

Capteurs sans contact

Cellule photoélectrique

Détections possibles : Sans contact pour tous les matériaux opaques (non transparents), conducteurs d’électricité ou non.

Système barrage Système réflex Système proximité

Capteurs sans contact

Détecteur ultrasons

Capteurs pour lesquels la détection est provoquée par un « effet piézoélectrique ».

Détection possible : sans contact pour tout matériau réfléchissant, quelle que soit sa forme et sa couleur.

Capteurs sans contact

Capteur de température : les thermistances

Les thermistances sont des semi-conducteurs thermosensibles dont la résistance varie avec la température.

- Si la thermistance a une résistance qui diminue lorsque la température augmente, c’est une thermistance qui a un coefficient de température négatif (CTN). (Cas le plus courant) - Si la thermistance a une résistance qui augmente lorsque la température augmente, c’est une thermistance qui a un coefficient de température positif (CTP).

S si

Applications générales

Détection du positionnement, de l’absence ou de la présence d’une pièce.

Les capteurs logiques (les interrupteurs de position, les détecteurs de proximité inductifs, capacitifs, photoélectriques ) Détection de grandeurs physiques comme la température, l’humidité, la pression, la vitesse.

Les capteurs analogiques et les capteurs logiques (les thermostats, pressostats, vacuostats, infrarouge) Détection continue d’un déplacement Les capteurs numériques (Les codeurs optiques, incrémentaux, absolus) Détection d’identification d’un objet.

Les capteurs numériques (Les lecteurs de cartes magnétiques, de codes-barres, systèmes RFID)