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Capt eurs induc t i fs

Gnralits :

Dfinition:

Les capteurs sont des composants d'automatisme qui ont pour but de

rcolter une information sur la partie oprative et de la retransmettre la

partie commande qui pourra ainsi la traiter.

Les capteurs Tout ou Rien (TOR) dlivrent une information binaire la partie

commande : l'information adopte l'tat 0 ou l'tat 1. Chaque tat possde

une signification dans le contexte du systme.

Constitution :

Ils sont constitus par :

d'un lment sensible mcanique ou lectrique

d'un ou plusieurs contacts de type NF (normalement ferm =

ouverture) ou de type NO (normalement ouvert = fermeture).

Caractristiques :

nature de la dtection (mcanique optique, inductif, capacitif)

distances de dtection

tension d'alimentation (valeur, continu ou alternatif) type de raccordement (2 fils ou 4 fils, PNP ou NPN)

nombre et types de contacts

noyable, non noyable (inductifs ou capacitifs)

type de raccordement (vis, connecteur)

taille et encombrement mcanique

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Dans ce TP en fait une tude sur le capteur inductif

Les capteurs inductifs :

Principe :

Les capteurs inductifs produisent l'extrmit de leur tte de dtection un

champ magntique oscillant. Ce champ est gnr par une inductance et un

condensateur mont en parallle. Lorsqu'un corps conducteur mtallique est

plac dans ce champ, des courants de Foucault prennent naissance dans la

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masse du mtal, il y a perturbation de ce champ qui entrane une rduction

de l'amplitude des oscillations au fur et mesure de l'approche de l'objet

mtallique, jusqu' blocage complet. Cette variation est exploite par un

amplificateur qui dlivre un signal de sortie, le capteur commute.

Exprimentale

Partie 1Courbe de rponse

Objectif:Dcrire la courbe de rponses (dpendance de la distance de

commutation s en fonction du dcalage latral x de la plaque de

mesure) du capteur inductif avec les chantillons dacier St 37 et de

cuivre

Procdure exprimentale :

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Relier le capteur au banc dtude des capteurs selon la

dsignation des broches du cble dalimentation et de la zone

dindication.

Enficher le capteur sur le chariot du banc dtude des capteurs,

le dessus vers la gauche.

Insrer lchantillon de matire St37 dans le support

dchantillon de sorte que lchantillon soit face au capteur. Dplacer le capteur doucement vers lchantillon avec le chariot,

jusquau contact (distance S=0mm).

Bouger lchantillon tant quil ne couvre pas le capteur

complment. Sassurer quil est perpendiculaire.

Bouger lchantillon vers la droite jusqu ce que le capteur ledtecte (LED teinte) et relever les positions X1et p1=P0(n=1).

Reculer lchantillon environ de 2 mm, dans le support

dchantillon et relever la position X2(n=2) en tableau

Rpter cette tape jusqu ce que lchantillon St37 retourne

sa position initiale X0. noter toutes la position Xn, mme tapes

pour le cuivre.

Calculer toutes les distances S=pn-p0 Tracer la distance S en fonction dcalage latral x

Tableau de mesure:

Echantillon de

matire acier st 37 cuivren pn(mm) xn(mm) S (mm) pn(mm) xn(mm) S (mm)

1 50 15 0 50 15 02 50,5 13 0,5 52 10 2

3 51,5 11 1,5 52,5 8 2,5

4 52 9 2 53 7 3

5 52,5 7 2,5 53,5 5 3,5

6 53 5 3 54 4 4

7 53,5 3 3,5 54,5 3 4,5

8 54 1 4 55 2 5

9 55 0 5 55,5 0 5,5

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Conclusion : partir de ces courbes de

deux chantillons nous avons voir que les deuxcourbe dcroissant laugmentation de Xn.

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PARTIE B :

hystrsis de commutation

OBJECTIF :

Dcrire la distance de dplacement entre le point deffet et le point darrt

(hystrsis de commutation) du capteur inductif avec les chantillons acierSt37, cuivre aluminium.

Lhystrsis de commutations H : dfinit les diffrents de dplacement entre

le point de leffet lors dune approche du capteur et le point darrt lorsquon

lloigne de lchantillon. Elle est exprime en pourcentage (%) de la distance

maximale de commutation.

La procedure :

Insrer lchantillon dacier St37 dans le support dchantillon de sorte

quil soit face au capteur. Dplacer le capteur doucement vers lchantillon avec le chariot,

jusqu ce quil le touche puis bouger lchantillon tant quil ne couvre

Patotalement le capteur.

Eloigner le capteur de lchantillon jusque ce quil commute (LED

teinte) et noter la position darrt Padu chariot dans le tableau.

Ensuite dplacer doucement le capteur jusquil commute (LED allume)

et noter la position deffet Pede chariot.

Refaire les tapes prcdant avec cuivre et aluminium

Calcule H (lhystrsis de commutation) par la loi suivant :

H=w/sn .100 (%)

W : diffrence de dplacement.

Pe : position deffet sur le rail de guidage.

Pa: position darrt sur le rail guidage.

Sn: la distance maximale de commutation.

Tableau de mesure :

chantillon Pa (mm) Pe (mm) W (mm) Sn (mm) H(%)

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St37 52 51.8 0.2 5 4

Cuivre 51.8 51.6 0.2 5 4

aluminium 51.6 51.5 0.1 5 2

Conclusion :On conclure pour les rsultats trouves pour les diffrents chantillons que le

meilleur chantillon est le laluminium donc laluminium le plus faible pour

lutilisation dans le domaine industrie.

PARTIE C

DEPONDANCE DU MATERIAU

OBJECTIF :

Etudier le comportement en commutation du capteur inductif avec diffrents

matriaux

Procdure de ralisation :

Relier le capteur au banc dtude des capteurs selon la dsignation

pr-dfinie.

Insrer lchantillon dacier St37 dans le support dchantillon de

sorte quil soit face au capteur

Ajuster lchantillon au centre par rapport au capteur et placer le

capteur sur une position de dmarrage a environ 10mm de

lchantillon. Dplacer ensuite le capteur vers lchantillon avec le chariot jusqu'

ce quil commute (LED allume).

Rpter la procdure avec lautre chantillon spcifi dans le

tableau suivant :

Echantillon LED allume LED teinte

Acier St37 X

Aluminium X

Cuivre X

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Matire synthtique X

Gros aimant permanent X

QUESTION :Avec quels matriaux le capteur inductif commute ou ne commute

Pas ? Justifie votre rponse.

REPONSE :Le capteur inductif commute les matriaux conductrices (acier St37,

aluminium, cuivre et gros aimant permanent) mais ne commute pas les

matriaux non conductrices (matire synthtique)

Par ce que le champ magntique influe sous effet les matriaux conductrices

(quand il y a une dformation de champ magntique le capteur dtecte lematriau mais labsence de ce dformation le capteur ne dtecte pas le

matriau).

PARTIE D :

COMPTAGE DE FREQUANCE FsET MESURE DE VITESSE

Frquence de commutation :

La frquence de commutation Fsindique combien de fois les procds de

commutation sont possibles par seconde.

Vitesse :

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La vitesse n indique le nombre de tours par minute (tr /min) du disque

segment

n = .60

N : nombre de segments.

Objectif:

Etudier la dtection (commutation) du capteur inductif en rotation de disque

segment et dterminer la frquence fs et la vitesse rotation n.

Production de ralisation :

Relier le capteur au banc dtude des capteurs selon la

dsignation des broches du cble dalimentation et de la zone

dindication. Relier la sortie de commutation du capteur au signal

du dentre du compteur et mettre le commutateur en position

COUNT.

Dplacer le chariot du banc dtude des capteurs en bout du rail

de guidage vers la gauche.

Enficher le capteur sur le chariot du banc dtude des

capteurs de sorte quil soit dirig vers le disque segment et le

dcaler dtecte les 4 segments extrieurs du disque.

Le capteur ne doit pas toucher le disque segment

Vrifier ensuite, en tournant le disque segment, si le capteur

reconnait efficacement touts les segments et si le capteur

indique les segments reconnus (ajuster le capteur si ncessaire

Commuter le compteur en frquencemtre (position du

commutateur sur FREQUENCY) et fixer la vitesse du disque

segment de sorte quune frquence Fsde 80 HZ soit indique(frquence de commutation).

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Dplacer ensuite le chariot, avec le disque segment tournant

encore, de sorte que le capteur dtecte les segments a lintrieur

du disque, et noter les diffrents frquences de commutation

dans le tableau ci dessous.

Ajuster le bouton de contrle de vitesse a son maximum. la

frquence de commutation est indique et donnes les valeurs

dons le tableau ci dessous.

Dplacer ensuite le chariot, avec le disque segment (tournant

encore) de sorte que le capteur dtecte les segments a lextrieur

du disque. Noter les diffrentes frquences de commutation

dans le tableau ci dessous.

Calculer les vitesses n du disque segment pour les frquences de

commutation Fsafin de dduire la relation avec le nombre de

segment N.

Comparer entre les deux parties du disque segment (intrieur /

extrieur) au point de vue et frquence en fonction de nombre

du segment par le capteur inductif.

C- TABLEAU DE MESURE :

Nature de

segment

N Fs(HZ) n (tr/min)

EXTERIEUR 4 80 1200

INTERIEUR 3 60 1200

INTERIEUR 3 180 3600

EXTERIEUR 4 240 3600

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A partir de ce tableau : on vu que la vitesse de rotation est le mme

mais la frquence dans le partie de segmentes extrieur est

suprieur au la partie intrieur.