Définitions

Un capteur est un dispositif qui permet de détecter une grandeur physique et de la convertir en un signal exploitable par un système automatisé. Il constitue une composante essentielle des systèmes de mesure et de contrôle industriel.

Dans un capteur, on distingue deux éléments principaux :

  • Le corps d'épreuve : il est en contact direct avec la grandeur à mesurer et réagit en fonction de celle-ci.
  • Le transducteur : il transforme la variation du corps d'épreuve en un signal électrique utilisable.

Attention aux différences entre détecteur, capteur et codeur : un détecteur fournit un signal logique (0 ou 1), un capteur fournit un signal analogique, un codeur fournit un signal numérique.

Caractéristiques des capteurs

Les capteurs se distinguent par plusieurs caractéristiques importantes :

  • Étendue de mesure : intervalle dans lequel le capteur peut effectuer des mesures fiables.
  • Sensibilité : variation du signal de sortie en fonction de la variation de la grandeur mesurée.
  • Rapidité : temps de réponse du capteur à une variation de la grandeur mesurée.
  • Précision : capacité à donner une mesure proche de la valeur réelle.
  • Fidélité : aptitude à donner des mesures identiques dans des conditions répétées.

Détecteurs de position

Les détecteurs de position permettent de connaître la présence ou l'absence d'un objet. Il existe des détecteurs avec ou sans contact de l'objet cible :

  • Détecteurs à action mécanique : leur fonctionnement basé sur un contact physique avec l'objet détecté.
    Avantages : robustesse, indépendance vis-à-vis des interférences électromagnétiques.
    Inconvénients : usure mécanique, durée de vie limitée
  • Détecteurs de proximité : ils détectent la présence d'un objet sans contact physique. Il existe différents types :
    • Le détecteur inductif, qui détecte les objets métalliques grâce aux courants de Foucault et fonctionne avec un oscillateur électromagnétique.
    • Le détecteur capacitif, pour tous les objets conducteurs et isolants. Il fonctionne par modification de la capacité électrique entre le capteur et l'objet.
    • Le détecteur photoélectrique, qui détecte un objet à travers un faisceau lumineux infrarouge au laser. Il possède trois modes de fonctionnement :
      • Système barrage : l'émetteur et le récepteur sont séparés.
      • Système reflex : l'émetteur et le récepteur sont ensemble avec un réflecteur.
      • Système de proximité : l'émetteur et le récepteur sont dans le même boîtier.
    • Le détecteur à ultrasons, qui détecte les objets grâce à la réflexion d'ondes sonores et fonctionne pour les matériaux solides, liquides et pulvérulents.

Capteurs de déplacement

Les différents capteurs mesurent un mouvement linéaire ou rotatif :

  • Capteur potentiométrique : il fournit une tension proportionnelle au déplacement. Utilisé pour des mesures précises en faible amplitude.
  • Capteur inductif : il est doté d'un transformateur différentiel utilisé pour des mesures fines. Il possède une haute précision et grande résistance aux conditions industrielles.
  • Capteur optique ou codeur : il transforme une rotation en impulsions électriques. Il détecte des positions absolues ou relatives.