LES CAPTEURS COMMUNICATION ET TRAITEMENT DE L INFORMATION. Les capteurs Page 1

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LES CAPTEURS

COMMUNICATION ET TRAITEMENT DE L’INFORMATION

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1°) PRESENTATION : A quoi servent les capteurs ?

2°) L’information peut être de 3 types :

➢ Les capteurs logiques

➢ Les capteurs analogiques

➢ Les capteurs numériques 3°) Logique (tout ou rien)

Ce type de capteurs renvoie une information binaire (Vrai ou Faux) en fonction de la présence ou de l’absence d’un objet.

Image logique des fin de course du volet électrique

Position haute 1 du volet

0 Temps

Position basse 1 du volet

0

Volet ouvert

Fermeture du volet

Volet ferme

Ouverture du volet

Temps Nom :

LES CAPTEURS

Date : Classe :

Les capteurs servent à renseigner la partie commande sur l’état de la partie opérative.

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type NPN :

commutation sur la charge du potentiel négatif 3.2 °) Type de sortie des capteurs de proximité

Technique à 2 conducteurs

~ /

~ ^/

Appareils alimentés en série avec la charge. Ils sont sujets à :

➢ un courant résiduel (à l'état ouvert),

➢ une tension de déchet (à l'état fermé).

Avantages :

➢ Ils se branchent en série comme des interrupteurs de position mécaniques en courant alternatif.

➢ En courant continu, type 2 conducteurs est particulièrement adapté aux entrées pour automates programmables industriels, sans se soucier de la polarité.

Technique à 3 conducteurs

Ces appareils comprennent 2 conducteurs pour l'alimentation en CC, et 1 conducteur pour la transmission du signal de sortie.

Avantages :

➢ Adaptabilité du signal de sortie, pas de courant résiduel, faible tension de déchet.

➢ Versions NO + NC, (modèles 4 fils).

➢ Versions programmables, limitation des modèles en stock.

➢ Type 3 conducteurs pour toute application avec vitesse de commutation élevée, quelle que soit la nature de la charge (électromécanique ou électronique).

En résumé :

Si le commun des entrées est au potentiel 0V mettre un capteur PNP, sinon au 24Vcc mettre un NPN.

type PNP :

commutation sur la charge du potentiel positif

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BU Résumé :

Types Caractéristiques Avantage Inconvénients Symboles Capteur

électromécanique

ILS

Capteur inductif

Capteur capacitif

Capteur à contact 2 contacts.

NO ou/et NF Contact à potentiel libre

Capteur à contact Contact sec.

1NO ou 1NF 2 fils, 3 fils PNP ou NPN

Capteur sans contact Contact sec.

1NO et/ou 1NF 2 fils, 3 fils PNP ou NPN

Mise en œuvre simple

Grande résistance

Encombrement réduit

Détection à travers les parois

Pas de contact Robustesse Facile à installer

Pas de contact Robustesse

Détection de tous les matériaux

Usure du détecteur et l’objet à détecté.

Détecte

uniquement les aimants.

Distance de détection de qqs mm.

Limité aux métaux

Très sensible à l’environnement Distance de détection de qqs mm.

-S1

-S2

-S4

^BK

-S3

^BK

Barrage

PHOTO ELECTRIQUE

Pas de contact Grande portée Insensible aux perturbations élec

Sensible aux parasites lumineux A la poussière Alignement délicat sur grande

longueur

Reflex et proximité

Barrage Reflex Proximité

Émetteur

Récepteur Réflecteur

BU BNBNBUBN 14 22

13 21

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Nom :

SYSTEME D’EMBOUTEILLAGE

^{Note :}

1°/ PRESENTATION DU SYSTEME D’EMBOUTEILLAGE 1.1) SYNOPTIQUE DU SYSTEME

Arrivée d’une bouteille

vide

Remplissage de la bouteille

Mise en place de la capsule

Départ de la bouteille pleine et fermée

1.2) DESCRIPTION DU FONCTIONNEMENT

Une bouteille vide arrive en début de tapis roulant, elle est détectée par le capteur S1.

Le tapis avance de sorte d’amener la bouteille vide au poste de remplissage. Le capteur S2 détecte la présence de la bouteille vide au poste de remplissage.

La bouteille remplie arrive ensuite au poste encapsulation. A ce poste, on procède à la fermeture de la bouteille grâce à une capsule. Au poste d’encapsulation le capteur -S3 détecte la présence de la bouteille pleine, et le capteur -S4 détecte la présence d’une capsule métallique.

Le mécanisme de mise en place des capsules est mi par un vérin dont les capteurs -S5 et -S6 indique respectivement tige du vérin d’encapsulation sortie ou tige du vérin d’encapsulation rentrée.

La bouteille remplie et fermée est détectée par le capteur -S7 et -S8.

1.3 °) Caractéristiques des capteurs de l'installation

Connaissant les informations qui suivent DETERMINER le ou les types de capteurs qui conviendraient pour notre installation :

➢ Les bouteilles sont en verre ou en plastique.

➢ Les capsules sont métalliques.

➢ Chaque vérin possède un petit aimant solidaire à sa tige.

➢ Les liquides utilisés seront toujours opaques (de couleurs foncées).

DEFINIR le rôle précis des capteurs (Que détectent-ils ? Type de capteur ?…) Piston Capsule bouteille

vide bouteille

pleine Inductif Capacitif Photo

électrique Magnétique

S1 X X

S2 X X

S3 X X

S4 X X

S5 X X

S6 X X

S7 X X

S8 X X

Mettre une croix dans les cases correspondantes

S8

S7 S2 S3

S1

S4 S5

S6

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5°) Les capteurs Analogique

Ce type de capteurs renvoie une grandeur électrique (tension, courant, résistance …) en fonction de la grandeur d’entrée mesurée.

Exemple : Capteur de température de 0 à 100°C pour une image électrique en tension 0 à 10 V cc.

Le signal électrique délivré par le capteur (signal proportionnel à la mesure) est mis à disposition sous forme d’un signal analogique.

Trois types de capteurs, les capteurs en tension, les capteurs en courant et les thermistances en ohm.

Avantage Inconvénient

0 – 10V

Alimentation en tension fournie par

l’appareil Sensible aux parasites

Chute de tension en ligne

4 – 20 mA

Non sensible aux parasites Longueurs du câble

Défaut conducteur = 0 mA

Câble blindé

Alimentation en courant

Capteurs en tension : 0 à 10 V.

Droite passant par l’origine de la forme : Y = aX + b avec b = 0 a : la pente a = y2  y1

x2  x1

y : ici le capteur a un signal en tension donc Ua

y2 = 10V y1 = 0V

Capteurs en courant 4 à 20 mA.

Droite passant par l’origine de la forme : Y = aX + b avec b = 4 a : la pente a = y2  y1

x2  x1

y : ici le capteur a un signal en courant donc Ia

y2 = 20mA y1 = 4mA

x : valeur mesurée tel que vent, lumière, température

Les valeurs de x1 et x2 dépendent de l’étendue du capteur (limites).

Exemples :

A°) Un système est équipé d’un capteur de masse analogique 0 à 23 kg à sortie 0 – 10 V.

M O 4.65 5,6 6.97 10.46 13 17 16.75 20

Uc 0 2 2.4 3 4,5 5.59 7.31 7,2 8.6

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B°) Une station de pompage est équipée d’un capteur de pression analogique 4-20mA réglé à un écart de pression de 0 à 8 bars.

Equation :

Ic = (20-4 / 8-0) P + 4 = 2 P + 4 P = (Ic – 4) / 2

P bars O 0,95 2,4 2,6 3 3,8 4,5 5,5 7

Ic mA 4 5,9 8,8 9,2 10 11,6 13 15 18

5.2°) Généralité sur les sondes PT100

Plusieurs méthodes de mesure d’une sonde à résistance sont possibles et le choix de celle-ci est directement lié à la précision de la mesure.

Symbole électrique : Signal de sortie : En ohm

À 0°C R=100



A°) Montage 2 fils

C’est la méthode de mesure la plus simple, mais les résistances de lignes (RL1 et RL2) sont en série avec l’élément sensible PT100.

L’erreur correspond à RL1 + RL2 d’où un décalage de la température mesurée et de la température réelle.

C’est le montage à éviter.

B°) Montage 3 fils

Ce montage implique des résistances de lignes RL1, RL2 et RL3 identiques.

RL2 + RL3 permettent de mesurer la résistance de lignes que l’on va soustraire à ce qui est mesuré aux bornes 1 et 2.

C’est actuellement le montage le plus utilisé.

I

C°) Montage 4 fils

On fait passer un courant constant par les bornes 1 et 4 et l’on mesure directement la tension aux bornes de l’élément sensible PT100, ce qui permet complètement de s’affranchir des résistances de lignes.

C’est le montage le plus précis.

PT 1OO

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6°) Numérique

Ce type de capteurs renvoie un mot binaire en fonction de la grandeur mesurée.

Exemple : codeur rotatif absolu.

Codeur absolu

1 piste : 1 couple émetteur/récepteur Insensibilité aux parasites

Codeur incrémental

Lecture du code (B1, B2, B3) € entrées sur carte TOR

Comptage des impulsions

Carte de comptage rapide ou carte d’axe ou commande numérique