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Qu’est-ce que la ferrite ?

La ferrite est une céramique à base d’oxyde de fer utilisée comme matériau magnétique. En tant que céramique, elle présente une résistance électrique supérieure à celle des matériaux magnétiques métalliques. Elle se caractérise par une excellente résistance à la corrosion et aux produits chimiques.

Utilisations de la ferrite

La ferrite est principalement utilisée comme aimant, elle est connue sous le nom d’aimant en ferrite. Comme elle est peu coûteuse et peut être produite en grandes quantités, ses domaines d’utilisation sont variés : appareils ménagers, consoles de jeux et ordinateurs.

Elle est aussi utilisée comme noyau de transformateur et comme matériau pour bloquer les ondes électromagnétiques dans les boîtes anéchoïques et les chambres anéchoïques. Les particules de ferrite servent de support au toner dans les imprimantes laser et d’autres applications : la ferrite est un matériau magnétique qui imprègne notre vie quotidienne.

Types de ferrites

Il existe trois types de ferrites :

1. Ferrites de type spinelle

La ferrite de type spinelle est une ferrite dont le composant principal est le Fe2O4. Autrefois, comme son principal composant était l’oxyde de fer, elle devait être traitée thermiquement à des températures de 800°C ou plus pour être produite.

Ces dernières années, des réactions dans des solutions alcalines ont permis de le produire à des températures aussi basses que 100°C. Les ferrites de type spinelle sont des ferrites douces qui présentent des propriétés magnétiques douces lorsqu’elles sont mélangées à des additifs tels que le manganèse, le cobalt, le nickel, le cuivre et le zinc.

2. Ferrites hexagonales

Les ferrites hexagonales sont des ferrites dont la formule chimique est M-Fe12O19 (où M est Ba, Sr, Pb, etc.). C’est une ferrite dure qui présente un magnétisme dur lorsqu’on lui ajoute du baryum ou du strontium.

3. Ferrites de type grenat

La ferrite de type grenat est une ferrite ayant le même type de structure cristalline que la pierre de grenade naturelle et dont la structure est représentée par la formule chimique Mg3Al2Si3O12. Les ferrites de type grenat sont des ferrites douces qui présentent les mêmes propriétés magnétiques douces que les ferrites de type spinelle.

Autres informations sur les ferrites

1. Propriétés des ferrites

Ferrites dures
Les ferrites dures sont des ferrites aux propriétés ferromagnétiques qui deviennent magnétiques dès qu’un champ magnétique puissant est appliqué et le restent.

Ferrites molles
Les ferrites molles sont des ferrites douces qui développent une magnétisation lorsqu’un champ magnétique est appliqué. Elles cessent d’être magnétiques lorsque le champ est supprimé. Elles se caractérisent par une perméabilité élevée et sont utilisées dans les noyaux des bobines et des transformateurs.

2. Comment les ferrites réduisent le bruit

Les ferrites sont également utilisées comme composants réducteurs de bruit. Par exemple, l’EMI, interface électromagnétique, est un problème majeur dans les signaux de communication à grande vitesse tels que l’USB, etc. L’EMI n’est pas limitée aux lignes de communication, mais se réfère au bruit électromagnétique indésirable émis par l’équipement électrique.

En termes de certification EMI et d’assurance qualité, les équipements électriques sont classés en classe A ou classe B. Des contre-mesures EMI appropriées sont requises pour chaque produit. Normalement, les contre-mesures EMI sont prises au moment de la conception du circuit et du modèle. Cependant, les ferrites peuvent être utilisées dans les étapes ultérieures de la conception et lorsque le temps de développement est limité.

En enroulant la ferrite autour du faisceau générateur de bruit, l’impédance du câble change en fonction de la magnétisation de la ferrite, réduisant ainsi le courant de bruit. Toutefois, la réduction du courant de bruit implique une réduction des composants à haute fréquence. En d’autres termes, la ferrite fonctionne comme un simple filtre passe-bas.

Il convient de noter que la réduction de la composante haute fréquence peut conduire à une distorsion du signal. Cela peut entraîner une accentuation de la forme d’onde et, par conséquent, une détérioration de la qualité du signal. Les propriétés de réduction du bruit des ferrites sont déterminées par leur impédance, qui varie en fonction du matériau de la ferrite, de sa taille et du nombre de tours.

Si le matériau de la ferrite est le même et que la taille est la même, l’impédance augmente généralement avec le nombre de spires N dans le faisceau. L’augmentation de l’impédance se traduit par une meilleure protection contre le bruit, mais le nombre de spires doit être choisi en fonction de la bande de fréquences à traiter.

La section transversale affecte également l’impédance et, en règle générale, une ferrite ayant un diamètre intérieur plus petit et un diamètre extérieur plus grand présente une impédance plus élevée. Une large gamme de ferrites est disponible en tant que composants de contre-mesures à haute fréquence. Il est important de comprendre les caractéristiques de chacun et d’utiliser une ferrite ayant les caractéristiques appropriées pour la bande de fréquence à contrer.

Qu’est-ce qu’un noyau de ferrite ?

Un noyau de ferrite est un matériau magnétique céramique composé principalement de fer et traité en fonction de l’utilisation.

L’utilisation de la ferrite comme noyau magnétique bloque les courants à haute fréquence. Elle est donc efficace comme suppresseur de bruit. Les ferrites sont divisées en différents systèmes en fonction de leur composition,  les ferrites Ni-Zn sont principalement utilisées pour la suppression du bruit.

En effet, le système Ni-Zn ne nécessite aucun traitement d’isolation et présente d’excellentes caractéristiques à haute fréquence. Le bruit peut être éliminé en faisant passer le câble dans un noyau de ferrite en forme d’anneau.

Utilisations des noyaux de ferrite

Les noyaux de ferrite sont utilisés pour l’élimination du bruit dans les équipements électroniques. L’effet réducteur de bruit des noyaux de ferrite ne se limite pas au bruit entrant dans le câble depuis l’extérieur, mais peut également éliminer le bruit généré par le côté du câble.

Les noyaux de ferrite sont des composants de suppression du bruit simples et peu coûteux et se caractérisent par leur facilité de manipulation. Par conséquent, la suppression du bruit peut être effectuée sans qu’il soit nécessaire de modifier la conception des cartes ou des circuits. Ils peuvent donc être utilisés comme méthode expérimentale avant que les spécifications finales ne soient arrêtées, ou comme mesure d’urgence de suppression du bruit.

Principe des noyaux de ferrite

Les noyaux de ferrite peuvent éliminer le bruit selon deux grands principes : tout d’abord, ils agissent comme un filtre pour couper les hautes fréquences et éliminer le bruit causé par les courants à haute fréquence.

Lorsque l’électricité passe par le trou du noyau de ferrite, le câble devient un inducteur et l’impédance du câble change en fonction de la magnétisation du noyau de ferrite. L’impédance augmente alors dans la bande des hautes fréquences. Cela atténue les courants à haute fréquence qui sont des composantes du bruit.

Deuxièmement, les pertes par hystérésis permettent de dissiper les courants de bruit sous forme d’énergie thermique. Lorsqu’un inducteur est formé d’un noyau de ferrite et qu’il est traversé par un courant alternatif, le champ magnétique généré fluctue en direction et en amplitude dans le temps avec une certaine périodicité.

L’aimantation du noyau de ferrite au cours d’un cycle est appelée boucle d’hystérésis, et la perte d’énergie qui se produit au cours de ce processus est appelée perte d’hystérésis.

Comment choisir un noyau de ferrite

Lors de la sélection d’un noyau de ferrite, il est important de garder à l’esprit les éléments suivants !

1. Lors de la réduction du bruit dans la bande des hautes fréquences au-dessus de 150 MHz, comme guide

• Choisir un noyau de ferrite dont le diamètre intérieur correspond à celui du câble et dont le diamètre extérieur est le plus grand possible et le plus long possible.
• Utiliser le câble sans le tourner.
• De bonnes caractéristiques d’impédance sont obtenues grâce au facteur de forme du noyau de ferrite

2. Lorsqu’il est utilisé pour réduire le bruit dans des gammes de fréquences inférieures à 150 MHz ou pour supprimer le bruit des câbles dans les équipements.

• Choisir un type avec un grand diamètre intérieur et une courte longueur de noyau de ferrite.
• Utiliser avec des spires dans le câble.
• Acquérir de bonnes caractéristiques d’impédance en fonction du nombre de spires.

Autres informations sur les noyaux de ferrite

1. Matériau du noyau de ferrite

Les matériaux magnétiques doux, appelés ferrites douces, sont utilisés dans les noyaux de ferrite. Les oxydes de métaux de transition tels que le nickel, le fer, le zinc et le cuivre sont les principales matières premières. La composition de la ferrite douce permet de faire varier la perméabilité magnétique : l’impédance peut être réglée en fonction de la proportion de la matière première principale.

L’impédance a deux composantes, à savoir la réactance et la résistance. Dans les noyaux de ferrite pour la réjection du bruit, la composition du matériau contient une grande quantité de composante de résistance. Par conséquent, la réjection du bruit est plus efficace pour dissiper l’énergie du courant de bruit sous forme de chaleur en raison des pertes par hystérésis, par rapport à l’effet d’un filtre qui coupe les hautes fréquences.

2. Performances des noyaux de ferrite en matière de réjection du bruit

La performance de réjection du bruit d’un noyau de ferrite est évaluée par son impédance. L’impédance est déterminée par les propriétés du matériau, le facteur de forme et le nombre de spires.

Les propriétés du matériau sont déterminées par la composition de la ferrite molle. Le facteur de forme est la surface de la section transversale du noyau de ferrite divisée par la longueur moyenne du trajet magnétique. Par conséquent, les noyaux de ferrite ayant une grande surface de section et un petit diamètre intérieur sont généralement plus performants. Pour augmenter la réjection du bruit, il est également efficace d’enrouler plusieurs fois le câble autour du noyau de ferrite.

Toutefois, lorsqu’un conducteur est enroulé plusieurs fois, le début et la fin de l’enroulement sont proches l’un de l’autre. Cela crée une capacité parasite entre eux. Cette capacité parasite réduit l’efficacité de la contre-mesure contre les composants à haute fréquence. Il est donc nécessaire d’enrouler le câble tout en gardant un œil sur la bande de fréquence pour laquelle la réduction du bruit est souhaitée.

Qu’est-ce qu’un connecteur automobile ?

Les connecteurs automobiles sont des composants spécialement conçus pour les automobiles qui permettent de connecter le câblage des véhicules.

À mesure que les véhicules deviennent plus sophistiqués, avec des fonctions de communication avancées et des performances plus élevées, le nombre de circuits et de composants électroniques augmente. De nombreux types de connecteurs embarqués sont en cours de développement. De plus, les véhicules électriques sont désormais commercialisés et des connecteurs spéciaux sont utilisés pour la charge et la décharge.

Il existe de nombreux types de connecteurs embarqués qui peuvent être adaptés à des capteurs tels que l’humidité, la température, les vibrations et l’eau dans le véhicule et son environnement. Il existe une gamme allant de signaux infimes dans le câblage de connexion à des applications de haute puissance.

Utilisations des connecteurs automobiles

Comme tous les connecteurs utilisés dans le câblage des véhicules sont appelés connecteurs automobiles, il existe de nombreux types de connecteurs, notamment les connecteurs de harnais, les connecteurs FPC, les connecteurs carte à carte et les connecteurs coaxiaux. L’utilisation prévue diffère selon le type :

• Connecteurs de harnais
  Systèmes de sécurité générale, haute tension, étanches, systèmes de conduite avancés, etc.
• Connecteurs FPC
  Systèmes de conduite avancés, multimédia.
• Connecteurs carte à carte
  Systèmes de conduite avancés, calculateurs.
• Connecteurs coaxiaux
  Systèmes de conduite avancés, multimédia, calculateurs.

Principe des connecteurs automobiles

Les connecteurs automobiles servent à relier les fils entre eux et leur structure est fondamentalement la même que celle des connecteurs généraux. Les connecteurs sont divisés en deux parties principales. Les contacts, qui relient électriquement les fils entre eux, et le boîtier, qui est l’isolant dans lequel les contacts sont intégrés.

Dans le cas des connecteurs automobiles, de nombreux connecteurs sont équipés d’un verrouillage mécanique afin d’éviter les mauvais contacts et les déconnexions dues aux vibrations. Lorsque la fiche est enfoncée, un déclic se fait entendre et le connecteur est solidement verrouillé. D’autres connecteurs ont une structure qui permet un engagement secondaire avec une lance de boîtier et un dispositif de retenue pour empêcher la pièce de contact de tomber.

De plus, l’on utilise des produits dont les matériaux et les structures sont adaptés à l’environnement dans lequel les connecteurs embarqués sont utilisés. Par exemple, les connecteurs pour la charge et la décharge des véhicules électriques sont conçus pour offrir une protection étanche adéquate. Le plastique extérieur de ces connecteurs est fait d’un plastique résistant aux intempéries et suffisamment solide pour empêcher la détérioration et les dommages dus aux chocs.

Autres informations sur les connecteurs automobiles

Utilisations des connecteurs automobiles

1. Connecteurs automobiles étanches

Les connecteurs étanches sont utilisés lorsqu’une protection contre l’eau et la poussière est nécessaire. Ils sont notamment utilisés autour des compartiments moteur où de l’eau ou de l’huile est générée, autour des tapis de sol où l’eau des chaussures mouillées peut s’infiltrer, et dans les zones où l’eau peut pénétrer par temps de pluie. La structure est sensiblement différente de celle des connecteurs normaux. Les mesures d’imperméabilisation vont de mesures externes, comme le traitement hydrofuge du boîtier, à une simple borne à l’intérieur du connecteur.

Une bague d’étanchéité est utilisée sur la borne à l’intérieur du connecteur pour empêcher l’eau, l’huile et la poussière de pénétrer de l’extérieur en comblant l’espace qui se produit lors de l’accouplement. De plus, la partie où le fil et la borne se connectent est équipée d’un bouchon en caoutchouc qui est serré de manière à résister aux forces extérieures telles que la traction, ainsi qu’à la résistance à l’environnement.

Les connecteurs utilisés autour des moteurs sont construits pour résister aux températures élevées et aux vibrations, ainsi qu’à l’étanchéité. En raison de leur structure complexe et de leur grande résistance à l’environnement, les connecteurs étanches destinés à l’automobile sont beaucoup plus chers à produire que les connecteurs automobiles normaux, la différence de coût pouvant aller de plusieurs fois à plusieurs dizaines de fois.

2. Connecteurs automobiles étanches utilisés dans les composants liés à la sécurité

Les connecteurs automobiles étanches sont parfois utilisés dans des composants tels que les airbags, les capteurs de détection de collision et les ECU (unités de contrôle électronique). Ils doivent être strictement contrôlés du point de vue de la sécurité. Les airbags ayant une incidence directe sur la vie humaine, une grande fiabilité est requise. Outre l’étanchéité, des mesures sont prises pour éviter la sous-insertion et la désinsertion lors de l’accouplement des connecteurs.

Une structure d’accouplement double en deux parties, le support et le capuchon avant, empêche le désaccouplement. Le support et le capuchon avant ne peuvent pas être installés si le connecteur n’est pas correctement accouplé. Cela permet d’éviter une insertion insuffisante lors de l’accouplement.

D’autres mesures sont également prises pour éviter que l’opérateur ne procède à un accouplement incorrect au cours du processus d’assemblage. La forme et la couleur du connecteur diffèrent sensiblement des connecteurs standard, ce qui permet d’identifier les erreurs au premier coup d’œil. Les connecteurs utilisés pour les airbags, qui constituent un élément de sécurité important, sont généralement de couleur jaune.

3. Connecteurs automobiles utilisés pour les composants haute tension

Les connecteurs, tels que ceux utilisés pour la charge et la décharge des véhicules électriques, nécessitent des tensions élevées afin de réduire le temps nécessaire à la charge et à la décharge. Lorsqu’ils sont utilisés pour des composants à haute tension, ils requièrent des performances de sécurité plus élevées que les connecteurs normaux, telles que des mesures de prévention des chocs électriques et des mesures de prévention de l’inflammation due à une élévation de la température à laquelle ils sont générés.

On suppose également que les consommateurs seront en mesure de charger eux-mêmes la batterie, d’où la nécessité d’une grande robustesse et d’un poids léger. Des normes ont été établies pour garantir que ces caractéristiques de sécurité ne varient pas. En se conformant aux normes, les connecteurs de n’importe quel fabricant peuvent être utilisés, à condition qu’ils soient compatibles entre les fabricants et qu’ils respectent les mêmes normes.

4. Connecteurs embarqués utilisés dans les systèmes de conduite avancés

Les connecteurs embarqués utilisés pour les systèmes de conduite avancés doivent pouvoir surveiller la position des véhicules, des personnes, des motos, etc. environnants tout en se déplaçant. Cela nécessite des performances de communication à grande vitesse pour garantir que la communication n’est pas perdue.

De nombreux types de communication ont lieu dans les véhicules, tels que les signaux des smartphones, la réception TV et l’ETC. L’immunité au bruit est nécessaire comme mesure contre les dysfonctionnements causés par ces communications et pour prévenir les dysfonctionnements dans les communications environnantes. Pour améliorer les performances des communications à haut débit et l’immunité au bruit, les composants de blindage sont essentiels pour protéger les lignes de signaux.

Qu’est-ce qu’un équipement de pulvérisation ?

L’équipement de pulvérisation est utilisé pour pulvériser uniformément des films très fins sur la surface d’un objet.

La pulvérisation est une méthode de dépôt physique en phase vapeur (PVD), comme l’évaporation sous vide et le placage ionique. Elle est notamment utilisée dans le dépôt de semi-conducteurs et de cristaux liquides, ainsi que pour nettoyer la surface des objets.

Utilisations de l’équipement de pulvérisation

L’équipement de pulvérisation est utilisé pour produire des couches minces pour les semi-conducteurs, les cristaux liquides et les écrans plasma. Par rapport à d’autres systèmes d’évaporation PVD, l’équipement de pulvérisation se caractérise par un large éventail d’utilisations. Il est en effet capable de déposer des métaux et des alliages à point de fusion élevé.

Récemment, des métaux ont été déposés à la surface du plastique, du verre et des films pour les rendre conducteurs et les utiliser comme électrodes transparentes et comme câblage pour les panneaux tactiles. Cela élargit encore la gamme d’utilisations de l’équipement de pulvérisation.

D’autres produits sur le marché comprennent des dispositifs médicaux et des articles divers qui ont été recouverts de dioxyde de titane photocatalytique pour leur conférer des propriétés antibactériennes. Le dioxyde de titane est également utilisé dans des applications analytiques telles que la préparation d’échantillons pour la microscopie électronique à balayage (MEB).

Structure de l’équipement de pulvérisation

L’équipement de pulvérisation se compose principalement des éléments suivants :

• Chambre à vide.
• Table d’échantillonnage.
• Cible de pulvérisation.
• Système d’évacuation (par exemple, pompe rotative).
• Système d’alimentation en gaz.
• Alimentation électrique (par exemple, alimentation à haute fréquence et à haute tension).

La chambre à vide contient une table d’échantillonnage pour tenir le substrat et une cible de pulvérisation pour fournir le matériau de pulvérisation. La pompe à vide et le système d’alimentation en gaz sont connectés à la chambre.

Principe de l’équipement de pulvérisation

Le principe de l’équipement de pulvérisation consiste à appliquer une haute tension sous vide pour repousser les atomes du matériau du film et former un film sur la surface de l’objet. Tout d’abord, la chambre est suffisamment dépressurisée par une pompe, puis des gaz inertes tels que l’argon sont introduits dans l’équipement à une pression constante.

Lorsqu’une tension négative élevée est appliquée à la cible, qui est le matériau du film mince, et qu’une décharge lumineuse est générée, l’argon rempli à l’avance devient du plasma. Il entre en collision avec la cible sur la cathode, provoquant l’éjection des atomes et des molécules sur la cible. Les atomes de la cible sont alors déposés sur la surface de l’objet auquel la tension positive est appliquée, produisant un film mince.

Types d’équipements de pulvérisation

Il existe différents types de méthodes de pulvérisation.

1. Méthode DC

Cette méthode consiste à appliquer une tension continue entre les électrodes. Elle présente divers avantages tels qu’une structure simple, mais des inconvénients tels que la possibilité d’endommager l’échantillon par le plasma à haute température. Si la cible de pulvérisation est un isolant, la formation d’un film ne peut pas être effectuée correctement.

2. Méthode RF

Cette méthode applique une tension alternative à haute fréquence entre des électrodes et permet de former des films sur des matériaux tels que les céramiques, la silice et d’autres oxydes, les oxydes métalliques et les nitrures. Ils ne peuvent pas être formés par la méthode à courant continu.

3. Méthode du magnétron

Cette méthode utilise un aimant pour créer un champ magnétique du côté de la cible afin de maintenir le plasma près de la cible. Cela permet non seulement de réduire les dommages causés à l’échantillon par le plasma, mais aussi d’augmenter la vitesse de génération du plasma, ce qui se traduit par une formation plus rapide du film. Différents systèmes d’alimentation sont disponibles, notamment en courant continu, en courant alternatif et en courant alternatif à haute fréquence. En revanche, la cible est réduite de manière inégale et l’efficacité d’utilisation tend à être faible.

4. Méthode du faisceau d’ions

Cette méthode produit des ions à un endroit distinct de la cible ou de l’échantillon et les accélère vers la cible. Comme cette méthode ne décharge pas d’ions dans la chambre, elle minimise non seulement l’impact sur l’échantillon, mais élimine également la nécessité de tenir compte de l’adhésion des impuretés et de la conductivité de la cible.

En plus de ce qui précède, il existe d’autres types d’équipements de pulvérisation, tels que les cyclotrons à électrons (ECR), qui doivent être sélectionnés en fonction de l’application et du budget.

Autres informations sur l’équipement de pulvérisation

Caractéristiques de l’équipement de pulvérisation

Le dépôt de film par équipement de pulvérisation donne une épaisseur de film uniforme et, comme il utilise les propriétés électriques, peut augmenter la résistance du film. Il est possible de produire des films de métaux et d’alliages à point de fusion élevé. Ils seraient difficiles à produire à l’aide d’autres méthodes de dépôt en phase vapeur. Une autre méthode consiste à remplir le film d’oxygène au lieu de gaz inertes tels que l’argon pour déposer des films d’oxyde.

En revanche, cette méthode présente des inconvénients tels que le temps de dépôt plus long que les autres méthodes PVD et le risque d’endommager la cible de pulvérisation par le plasma généré.

Qu’est-ce qu’une gaine de câblage ?

Les gaines de câblage sont utilisées pour stocker le câblage des tableaux électriques, des tableaux de distribution, des appareils d’éclairage, etc. à l’intérieur, afin de sécuriser et de protéger le cheminement du câblage.

Les gaines de câblage se présentent généralement sous la forme d’une enceinte cylindrique carrée, par exemple. Les gaines de câblage pour le câblage des appareils d’éclairage intérieur, tels que ceux utilisés dans les magasins, ont souvent une forme de rail qui ne permet que le passage d’un ou de quelques petits fils.

En plus des gaines de câblage, d’autres noms courants pour ces formes sont les rails d’écriture et les rails de canalisation. En plus de regrouper et de protéger le câblage et d’en assurer le cheminement, ces rails d’éclairage servent également à préserver l’esthétique.

Lors de la suspension d’appareils d’éclairage, tels que les plafonniers, on peut utiliser un rail d’accrochage avec alimentation électrique au lieu d’une gaine de câblage.

Utilisations des gaines de câblage

Les gaines de câblage, comme nous l’avons vu plus haut, servent à organiser les fils électriques.

À l’extérieur, ils sont souvent utilisés pour le câblage de l’énergie solaire. Une autre utilisation courante est celle des tableaux de distribution, qui sont installés à côté des cabines de transformateurs lors de l’approvisionnement en électricité de grands bâtiments, tels que des immeubles et des locaux commerciaux. Comme les tableaux de distribution sont souvent installés à l’extérieur avec les cabines, les gaines de câblage sont également utilisées à l’extérieur.

Les gaines de câblage utilisées à l’extérieur sont exposées à la pluie et au vent, c’est pourquoi des matériaux résistants à l’eau et durables sont appropriés. De plus, des produits à double couche ont été mis au point pour les gaines de câblage extérieures, la couche extérieure étant résistante aux intempéries et la couche intérieure étant auto-extinguible.

Les gaines de câblage sont également utilisées pour protéger le câblage depuis les tableaux de distribution dans les maisons jusqu’aux pièces individuelles et pour l’éclairage dans les maisons et les magasins. Elles sont fabriquées à partir de matériaux écologiques, non halogénés, qui ne dégagent pas de gaz toxiques lorsqu’ils sont brûlés. En particulier, les produits qui n’utilisent pas d’halogènes, conformément à la législation RoHS de l’UE, sont nécessaires.

Principe des gaines de câblage

Les gaines de câblage assurent la manipulation et la protection des fils électriques en les regroupant de manière à ce qu’ils ne soient pas exposés.

C’est pourquoi, comme indiqué plus haut, des matériaux résistants à la pluie et au vent, imperméables et peu sensibles aux conditions climatiques sont souvent utilisés pour les applications extérieures.

Pour les applications intérieures, en revanche, on préfère les matériaux particulièrement fiables contre le feu et ceux qui n’émettent pas de gaz toxiques lorsqu’ils brûlent.

Matériaux des gaines de câblage

En fonction de l’emplacement et de l’application de la gaine de  câblage, la résistance aux flammes et aux intempéries est requise, il est donc nécessaire de choisir le matériau adapté à l’application souhaitée.

Aluminium

Les gaines de câblage en aluminium sont traitées en surface avec de l’aluminium anodisé pour améliorer la résistance à la corrosion. À taille et construction égales, elles sont 30 % plus légères que leurs homologues en acier.

Oxyde de polyphénylène (PPO)

L’oxyde de polyphénylène est un matériau sans halogène. Il doit cependant être utilisé avec précaution car il peut se fissurer s’il est exposé à l’éther, à l’essence ou à des solvants organiques.

Polypropylène

Le polypropylène est un autre matériau sans halogène et respectueux de l’environnement. Il résiste bien aux huiles et aux flammes et est plus léger que l’acier inoxydable et d’autres matériaux. Il est donc utilisé dans les avions et les véhicules ferroviaires, contribuant ainsi à la réduction du poids.

Chlorure de polyvinyle (PVC), PVC rigide

Le chlorure de polyvinyle (PVC) et le chlorure de vinyle rigide sont des matériaux couramment utilisés. Ce sont des matériaux halogénés, bien qu’ils soient résistants et ne se corrodent pas. De plus, des matériaux dotés de propriétés d’isolation et d’auto-extinction améliorées ont été mis au point.

Formes des gaines de câblage et méthodes d’installation

La forme la plus courante des gaines de câblage est un boîtier cylindrique carré, comme le montre la figure 1, mais des produits avec des trous sur les côtés et le fond du boîtier sont également souvent utilisés. Toutefois, comme la poussière et d’autres particules peuvent pénétrer par ces trous, les produits sans trous ou autres traitements conviennent aux endroits où la poussière a tendance à s’accumuler.

De plus, les gaines de câblage sont généralement façonnées de manière à ce que le câblage puisse être facilement inséré dans la gaine de câblage, avec une découpe dans le sens vertical du tube ou avec un trou percé à l’aide d’une pince.

Il existe différents types de méthodes d’installation des gaines de câblage.

Type à fixation directe au plafond

Ce type est directement fixé au plafond et constitue le type de gaines de câblage le plus courant. Il est facile à installer.

Il existe également de nombreux types de capuchons, tels que des formes en L et en T, qui relient les gaines de plomberie entre elles et bloquent les extrémités des gaines de câblage, de sorte que les gaines de câblage peuvent être disposées dans n’importe quelle forme et que le câblage interne peut également être disposé librement.

Type monté au plafond

Ce type d’appareil est directement encastré dans le plafond, ce qui le différencie de l’appareil à montage direct en ce sens qu’il peut donner à la pièce un aspect plus propre dans l’ensemble.

Type à suspension au plafond

Ce type est utilisé dans les pièces à haut plafond et permet d’installer le luminaire en position basse.

Type d’installation simple

Il s’agit d’un produit pratique qui peut être installé là où les câbles électriques sont connectés, comme dans les plafonds et les rosaces d’une maison moyenne.

Les gaines de câblage peuvent être installées de différentes manières, en fonction de l’application et des préférences.

Elles sont également disponibles dans une large gamme de matériaux et de couleurs, ce qui vous permet de choisir celle qui vous convient le mieux, en tenant compte de la méthode d’installation, du matériau et de la couleur, et qui s’adapte à l’emplacement et à l’appareil d’éclairage.

Différences avec les goulottes

Les goulottes sont un élément commun pour l’installation des luminaires autres que les gaines de câblage, et les différences entre les deux sont décrites ci-dessous.

Tout d’abord, la caractéristique la plus importante d’une goulotte est qu’elle sert à fournir de l’électricité.

Elles servent d’équipement pour l’installation de lampes fluorescentes, etc., et sont souvent utilisées dans les usines et les entrepôts. Généralement, celles dont la largeur est inférieure ou égale à 5 cm sont classés comme des goulottes, tandis que celles dont la largeur est supérieure à 5 cm sont classées comme des gaines de câblage.

Les gaines de câblage sont souvent installées dans les maisons, ainsi que dans les cafés et les boutiques où des spots et des downlights sont nécessaires pour améliorer l’ambiance de la pièce. Elles peuvent être facilement installées et retirées, de sorte que les appareils d’éclairage peuvent être déplacés et les types modifiés en fonction de l’utilisation prévue.

En revanche, les goulottes sont principalement utilisées dans les usines et les entrepôts et n’ont pas besoin de permettre le déplacement et le changement de luminaires et de types autant que les gaines de câblage, et n’ont pas autant de caractéristiques pour permettre les remplacements.

Qu’est-ce qu’une lampe infrarouge ?

“Lampe infrarouge” est un terme générique désignant les lampes qui émettent un rayonnement infrarouge.

Les ondes électromagnétiques sont classées en fonction de leurs bandes de longueur d’onde, qui sont, par ordre décroissant, les rayons gamma γ, les rayons X, les rayons ultraviolets, la lumière visible, les rayons infrarouges, les micro-ondes et les ondes radio. La bande comprise entre 400 nm et 800 nm est appelée lumière visible et peut être perçue par l’œil humain. La lumière infrarouge se réfère généralement à la bande de 800 nm à 1 mm, dont 800 nm à 2 500 nm est appelée lumière infrarouge proche, 2 500 nm à 4 000 nm est appelée lumière infrarouge moyenne et 4 000 nm à 1 mm est appelée lumière infrarouge lointaine.

Les rayonnements ultraviolets et infrarouges, qui sont adjacents à la lumière visible, ont la propriété d’être indirectement visibles dans certaines conditions. C’est pourquoi ils sont parfois traités comme de la lumière, même s’il s’agit d’ondes électromagnétiques, et sont appelés lampes, même s’ils émettent des ondes électromagnétiques.

Utilisations des lampes infrarouges

Les lampes infrarouges peuvent être classées en deux catégories : celles utilisées pour l’éclairage et celles utilisées pour le chauffage. Les lampes utilisées pour l’éclairage sont parfois appelées IR et utilisent généralement un rayonnement proche de l’infrarouge.

Les lampes chauffantes sont disponibles en version proche infrarouge et en version infrarouge lointain.

1. Applications d’éclairage

L’œil humain ne voit que la lumière visible, mais de nombreux éléments CCD (en anglais : Charge Coupled Device) utilisés dans les appareils photo et autres dispositifs présentent des caractéristiques de photosensibilité. Certains produits peuvent recevoir de la lumière infrarouge proche et sont vendus en tant que caméras infrarouges.

Les caméras infrarouges utilisent une lampe infrarouge comme dispositif d’éclairage pour visualiser des objets qui émettent ou sont éclairés par un rayonnement infrarouge. L’avantage dans ce cas est que la lumière infrarouge n’est pas visible à l’œil humain et n’est donc pas polluante ou cachée. Elles sont utilisées en combinaison avec des caméras de sécurité.

Les lampes infrarouges sont également utilisées comme matériel d’éclairage pour d’autres équipements d’inspection et de traitement. L’eau a un spectre d’absorption autour de 2 600-2 700 nm, où se situe la vibration de référence de l’étirement O-H, et a la propriété d’absorber le rayonnement infrarouge à cette longueur d’onde. L’eau est une substance étroitement liée à l’industrie, à la médecine et aux denrées alimentaires, et intervient dans un grand nombre de situations.

2. Utilisation pour le chauffage

Comme indiqué ci-dessus, l’eau a la propriété d’absorber le rayonnement infrarouge. L’énergie du rayonnement infrarouge absorbé est convertie en chaleur. Les lampes infrarouges peuvent donc chauffer efficacement l’eau et sont utilisées pour des applications telles que le chauffage, le traitement thermique et le séchage.

Les lampes infrarouges destinées au chauffage peuvent être appelées chauffages infrarouges, chauffages à gaine ou chauffages céramiques, qui émettent tous un rayonnement infrarouge.

Principe des lampes infrarouges

1. Lampes infrarouges pour les applications d’éclairage

Les lampes infrarouges pour les applications d’éclairage sont presque toujours composées de LED infrarouges, qui sont des diodes électroluminescentes émettant de la lumière spécifiquement dans la gamme des infrarouges.

La largeur de la longueur d’onde d’émission est généralement comprise entre 800 nm et 1 500 nm, mais elles se caractérisent toutes par une bande étroite de longueurs d’onde d’émission, ce qui permet d’obtenir facilement n’importe quelle longueur d’onde. Les lampes infrarouges fabriquées à partir de ces LED sont largement utilisées pour l’éclairage.

2. Lampes infrarouges pour applications de chauffage

Elles sont construites avec des lampes chauffantes halogènes, des chauffages au carbone, des chauffages au nichrome et des lampes infrarouges réflexes comme sources de chaleur. Il existe d’autres types de lampes : les lampes chauffantes en céramique, dans lesquelles la source de chaleur, par exemple un fil de nichrome, est recouverte de céramique, et les lampes chauffantes à gaine, dans lesquelles la source de chaleur, par exemple un fil de nichrome, est isolée avec de l’oxyde de magnésium et insérée dans un tube métallique ou un autre dispositif similaire.

Comment choisir une lampe infrarouge ?

Comme indiqué plus haut, il existe deux types de lampes infrarouges, l’une pour l’éclairage et l’autre pour le chauffage, et il est donc important de préciser l’application au moment d’en choisir une. Il existe notamment une grande variété de produits pour les applications de chauffage.

Le choix doit se faire en fonction de l’application, de la taille et de la puissance requise.

Qu’est-ce qu’un moteur sans noyau ?

Un moteur sans noyau est un petit moteur sans noyau de fer.

L’avantage des moteurs sans noyau est qu’il n’y a pas de perte de fer en raison de l’absence d’un noyau de fer. Il n’y a pas de vibration due à l’engrenage et le moteur fonctionne silencieusement.

Cependant, le couple est plus faible car la force magnétique générée est plus faible que celle d’un moteur normal.

Utilisations des moteurs sans noyau

Les moteurs sans noyau sont utilisés dans les moteurs vibrants pour téléphones portables et les servomoteurs pour véhicules et robots radiocommandés, en tirant parti de leur petite taille et de leur faible niveau de vibration, de bruit et d’interférence électromagnétique.

En raison de leur excellente réactivité et contrôlabilité, ils sont également utilisés dans les instruments d’arpentage, les moteurs d’objectifs d’appareils photo, les endoscopes à ultrasons, les foreuses chirurgicales, etc. Les fabricants développent leurs propres méthodes d’enroulement, matériaux, etc.

Principe des moteurs sans noyau

Un moteur ordinaire se compose d’une bobine enroulée autour d’un noyau de fer, avec un aimant placé à l’extérieur de la bobine. Un courant électrique traverse la bobine et le champ magnétique généré par induction électromagnétique est utilisé pour faire tourner l’aimant.

Dans les moteurs sans noyau, le noyau de fer est éliminé en plaçant des aimants permanents à l’intérieur et en enroulant la bobine en forme de coupe en utilisant de la résine ou un autre matériau à l’extérieur des aimants, dans le sens inverse. Lorsqu’un courant électrique est appliqué à la bobine, celle-ci tourne selon la règle de Fleming. Lorsque la bobine tourne, elle est appelée “rotor”.

1. Réponse au courant

Les moteurs sans noyau ont une faible inductance de bobinage et sont très efficaces. La constante de temps électrique du moteur est un paramètre qui décrit les caractéristiques de l’augmentation du courant par rapport à la tension d’entrée.

Elle indique le temps nécessaire pour que le courant atteigne 63,2 % de sa valeur de crête. En raison de la constante de temps électrique relativement faible des moteurs sans noyau, le courant réagit très rapidement.

2. Réponse à l’accélération/décélération

Les moteurs sans noyau sont des moteurs à faible inertie en raison de leur poids réduit. L’inertie fait référence au moment d’inertie, qui augmente proportionnellement à la masse.

L’inertie est proportionnelle au couple d’accélération/décélération, qui est le couple nécessaire pour accélérer ou décélérer à une vitesse de rotation donnée. Cela signifie que le couple d’accélération/décélération est également plus faible dans les moteurs sans noyau, ce qui les rend adaptés à l’accélération et à la décélération rapides.

L’utilisation d’aimants puissants à base de terres rares, tels que les aimants au néodyme pour les aimants internes, a permis de poursuivre la miniaturisation et d’augmenter le couple. Ils permettent de réduire la taille, l’épaisseur et le poids.

Autres informations sur les moteurs sans noyau

1. Efficacité

Les moteurs sans noyau ne souffrent pas de pertes en fer. Les pertes de fer se composent principalement de pertes par hystérésis et de pertes par courants de Foucault. La perte d’énergie causée par un changement dans le rapport du champ magnétique du noyau de fer est appelée “perte par hystérésis”.

Le changement de direction du champ magnétique génère également un courant électrique à l’intérieur du noyau de fer. L’énergie électrique générée se transforme en chaleur et s’échappe vers l’extérieur ; cette perte est appelée perte par courant de Foucault.

Dans le cas des Moteurs Sans Noyau, la perte de fer susmentionnée ne se produit pas, de sorte que le moteur peut fonctionner avec un rendement élevé, même à des vitesses élevées. La méthode d’enroulement des bobines reflète la technologie de chaque entreprise et est conçue pour réduire les déchets et augmenter l’efficacité.

2. Différence entre les moteurs sans noyau et les moteurs sans balais

Un moteur sans noyau est un moteur qui n’utilise pas de noyau de fer mais qui est constitué de bobines et d’aimants. Un moteur dont les bobines sont enroulées autour d’un noyau de fer commun est appelé moteur à noyau.

Les moteurs sans balais sont des moteurs qui n’utilisent pas de balais et qui tournent grâce à un circuit électronique qui contrôle la direction du courant. Les moteurs à courant continu (CC ou DC) sont classés selon qu’ils sont contrôlés par un circuit électronique ou par un collecteur et des balais, car le sens du courant doit être inversé périodiquement pour que le moteur continue à tourner.

Les moteurs sans noyau sont de deux types : à balais et sans balais. Un moteur sans noyau et sans balais est simplement appelé “moteur sans noyau et sans balais”. Pour les moteurs à balais, le rotor est la bobine et le stator est l’aimant permanent. Pour les moteurs sans balais, le rotor est un aimant permanent et le stator est une bobine.

3. Avantages et inconvénients des moteurs Sans Noyau

Avantages

• Compacts et légers
• Possibilité de rotation à grande vitesse
• Rendement élevé et faible consommation de courant
• Absence de “cogging”

Le noyau de fer représente la majeure partie du poids du moteur. L’absence de noyau de fer dans les moteurs sans noyau leur permet d’être compacts et légers. Ils présentent également un faible moment d’inertie, ce qui se traduit par une réactivité et une contrôlabilité excellentes, ainsi que par un rendement élevé du moteur et une rotation à grande vitesse.

Dans les moteurs à noyau, le noyau de fer et l’aimant se rapprochent et s’éloignent constamment l’un de l’autre, ce qui provoque à chaque fois un effet de cogging, ou piégeage de la force magnétique. Toutefois, l’avantage des moteurs sans noyau est qu’il n’y a justement pas de cogging, ce qui se traduit par une rotation douce et silencieuse.

Inconvénients

• Couple faible
• Insensible à la chaleur
• Prix élevé

L’un des inconvénients des moteurs sans noyau est qu’ils ont généralement un faible couple. Le couple est proportionnel à la valeur du courant. Pour obtenir un couple élevé, il faut appliquer un courant important, mais comme le fil de cuivre est fin et qu’il n’y a pas de noyau de fer, la bobine est mécaniquement faible et il n’est pas possible d’appliquer un courant important.

Si un courant important est appliqué à un moteur sans noyau avec une faible valeur de courant admissible, la chaleur peut déformer la bobine et entraîner une défaillance du moteur.

Qu’est-ce qu’un fusible ?

Les fusibles sont des composants électriques et électroniques qui empêchent les incendies d’origine électrique et la propagation à des circuits supérieurs en cas de surintensité.

Lorsqu’une anomalie telle qu’un court-circuit ou une surcharge se produit dans un circuit électrique, il y a surintensité lorsque la valeur du courant dépasse la valeur nominale du circuit. Les surintensités n’entraînent pas seulement la défaillance de l’équipement sur le circuit électrique lui-même, mais peuvent également provoquer un incendie en raison d’une production de chaleur anormale ou d’une inflammation.

Il existe également un risque élevé de chutes de tension et d’autres anomalies dans les circuits supérieurs du côté de l’alimentation électrique. Des fusibles sont incorporés pour protéger contre ces risques de surintensité. Lorsqu’ils sont connectés en série dans un circuit, ils agissent comme des conducteurs porteurs de courant dans des conditions normales. En cas de surintensité, la partie conductrice du fusible fond, interrompant ainsi l’alimentation du circuit côté charge.

Utilisations des fusibles

Les fusibles sont utilisés dans un large éventail d’applications industrielles. Les applications spécifiques sont les suivantes :

• Protection des circuits d’instrumentation et de contrôle
• Protection des pièces de commande automobile
• Protection des équipements tels que les imprimantes et les machines multifonctions
• Protection des téléviseurs et les climatiseurs
• Protection contre les courts-circuits des transformateurs dans les réseaux de transmission et de distribution d’énergie à haute tension
• Protection contre les courts-circuits des moteurs à haute tension.

Les disjoncteurs sans fusible étaient autrefois utilisés dans de nombreux tableaux de distribution domestiques, mais ces dernières années, les disjoncteurs sans fusible sont devenus plus répandus que les fusibles, qui doivent être remplacés une fois qu’ils ont grillé.

Toutefois, les fusibles sont toujours utilisés dans les véhicules pour protéger le système électrique et prévenir les incendies de véhicules. Ils se présentent sous différentes formes en fonction de leur application, notamment les fusibles à plaque et les fusibles à lame.

Principe des fusibles

Le principe de base des fusibles est qu’ils s’auto-détruisent sous l’effet de la chaleur générée par les surintensités. Ils se composent principalement d’un embout, d’un élément fusible et d’un boîtier.

1. Embout

L’embout est la partie métallique qui relie le fusible au circuit électrique. Il existe également des fusibles avec des bornes en Y ou des fusibles à lame.

2. Élément fusible

L’élément fusible est la partie qui fond en cas de surintensité. Lorsque le courant traverse l’élément fusible, une chaleur Joule proportionnelle au carré de la valeur du courant est générée. Si le courant est inférieur au courant nominal, la dissipation de la chaleur est supérieure à l’augmentation de la température associée à la production de chaleur par effet Joule, de sorte qu’il n’y a pas de fusion. Si le courant nominal est dépassé, la température augmente et le courant est interrompu par fusion. La fusion est généralement irréversible et nécessite le remplacement du fusible pour la rétablir.

3.  Boîtier

Le boîtier est la partie qui supporte l’élément fusible et l’embout. Il est constitué de matériaux isolants tels que le verre, la porcelaine ou la résine. Les fusibles dont le boîtier est constitué d’un tube de verre sont appelés fusibles à tube de verre.

Comment choisir un fusible ?

Le choix des fusibles se fait principalement en fonction de leur valeur de courant nominal. L’essentiel est de choisir un courant nominal inférieur à la valeur du courant nominal des composants du circuit, tout en veillant à ce qu’il n’y ait pas d’interruption du circuit due à un dysfonctionnement.

Les courants à prendre en compte lors de la sélection sont le courant permanent et le courant d’appel. Le courant permanent est la valeur du courant qui circule lorsque le circuit utilisé est stable, tandis que le courant d’appel est le courant de démarrage élevé qui se produit lorsque le circuit est mis sous tension. Le courant d’appel ne provoque pas de fusion, mais le courant d’appel est sélectionné de manière à ce qu’une fusion se produise lorsque le courant de régime permanent est dépassé pendant le fonctionnement en régime permanent. Les conditions de protection sont considérées en conjonction avec la caractéristique de temps de fusion et le courant nominal.

La caractéristique du temps de fusion est la caractéristique de l’ampleur du courant et du temps qu’il faut pour qu’il soit interrompu. La sélection est faite de manière à ce que le courant d’appel ne fonde pas pendant la durée du courant d’appel et que le courant d’appel fonde immédiatement en cas d’accident de court-circuit. Une autre considération importante lors du choix des fusibles est la température ambiante à laquelle le circuit sera effectivement utilisé. Les fusibles sont affectés par la température ambiante autour de l’équipement, car ils sont conçus pour sauter sous l’effet de la chaleur.

Types de fusibles

Les fusibles se présentent sous différentes formes pour s’adapter au type de circuit et à l’environnement dans lequel ils sont montés. Les types classiques sont :

• Fusibles pour montage sur carte électronique
• Fusibles thermiques
• Fusibles à tube de verre
• Fusibles à lame
• Fusibles limiteurs de courant pour circuits à haute tension

Si le type ou la forme que vous souhaitez utiliser n’est pas disponible dans la gamme des produits prêts à l’emploi, certains fabricants acceptent les commandes spéciales. La plupart des fusibles sont des fusibles de puissance qui s’interrompent en cas de surintensité, mais il existe également des fusibles thermiques qui s’interrompent en fonction de la température.

Ils détectent une augmentation de la température ambiante et sautent, et sont donc souvent utilisés dans les appareils qui génèrent de la chaleur, comme les sèche-cheveux. Les éléments des fusibles thermiques ont une faible résistance et ne génèrent pas ou peu de chaleur en raison du courant.

Qu’est-ce qu’un autocollimateur ?

Un autocollimateur est un instrument optique qui utilise la linéarité de la lumière pour mesurer d’infimes déplacements angulaires d’un objet.

Il peut mesurer des angles, etc. sans contact et est généralement utilisé pour ajuster la position de pièces ou mesurer des distorsions dans des systèmes optiques ou mécaniques.

Utilisations des autocollimateurs

Les autocollimateurs sont utilisés pour contrôler et ajuster le parallélisme, la rectitude, l’axe optique et l’alignement ainsi que pour mesurer des angles avec précision.

1. Mesure de la rectitude des bancs de machines-outils et des équipements de traitement robotisé

La rectitude est convertie à partir de l’amplitude du mouvement de l’image du réticule par le miroir plan en faisant glisser le support sur lequel le miroir plan est fixé le long de la surface de guidage.

2. Mesure du parallélisme des faces d’extrémité telles que les fenêtres optiques et les faces de calage

En transmettant un seul faisceau laser, il est possible de mesurer le parallélisme entre deux surfaces coaxiales. Les plaques de verre, par exemple, peuvent être mesurées pour le parallélisme en mesurant la différence angulaire entre la lumière réfléchie par les surfaces avant et arrière.

3. Mesure de l’équerrage

Des mesures peuvent être effectuées en courbant la lumière à l’aide d’un prisme pentagonal appelé équerre optique.

4. Mesure de l’angle de rotation d’un plateau tournant

Un miroir à facettes multiples permet de mesurer la précision de division d’un plateau tournant ou d’un disque d’indexation.

5. Mesure de la déviation de pièces élastiques

La fixation d’un réflecteur sur une pièce élastique et son observation à l’aide d’un autocollimateur permettent de mesurer des variations infimes.

6. Réglage de l’axe optique

Si l’axe optique est aligné, comme dans une lunette astronomique, la marque centrale du miroir primaire peut être vue en plusieurs couches dans le champ de vision de l’autocollimateur.

7. Inspection des produits optiques

Mesurer le gauchissement et l’ondulation des disques et des plaquettes, ainsi que la précision des miroirs polygonaux.

Principe des autocollimateurs

Les mesures de l’autocollimateur utilisent les principes de rectitude de la lumière laser et de focalisation de l’objectif. Tout d’abord, un laser à semi-conducteur est principalement utilisé comme source de lumière, et le laser est converti en un faisceau collimaté par une lentille primaire. Cette lumière collimatée passe à travers une lentille secondaire pour former une image au point focal.

Dans ce cas, la lumière réfléchie est divisée spectralement par un demi-miroir sur le chemin optique et atteint un élément récepteur de lumière tel qu’un CCD, qui forme alors une image. Si l’objet est installé sans aucune inclinaison par rapport au faisceau laser irradié, l’image produite par la lumière réfléchie est exactement la même que celle de la lumière incidente. En revanche, si l’objet est incliné, l’image se forme en dehors de l’alignement, de sorte que l’angle d’alignement peut être déterminé à partir du degré de désalignement.

Autres informations sur les autocollimateurs

1. Installation des miroirs

De nombreux miroirs qui ne sont pas directement liés au principe de mesure sont incorporés à l’intérieur de l’autocollimateur. Si toutes les optiques sont disposées en série, la taille de l’appareil est requise pour le chemin optique.

Dans la plupart des autocollimateurs, plusieurs miroirs réfléchissants sont installés afin de réduire la taille de l’appareil.

2. Tolérances géométriques pouvant être mesurées avec les autocollimateurs

Les autocollimateurs peuvent être utilisés pour déterminer les tolérances géométriques qui peuvent être définies par des lignes droites et des plans. Ils mesurent l’inclinaison des miroirs en utilisant la lumière réfléchie par des miroirs installés à une certaine distance de la source lumineuse et décalés par rapport à l’axe optique.

L’angle du miroir est remplacé par le déplacement et calculé, ce qui permet de mesurer l’inégalité de chaque point de mesure. La rectitude peut être déterminée en mettant la position de départ à zéro et en traçant le déplacement pour chaque point de mesure.

Si l’autocollimateur est utilisé pour répéter la détermination de la rectitude sur une autre ligne, les points tracés peuvent être utilisés pour mesurer la planéité, car un plan peut être tracé à partir d’une ligne vers un plan. En modifiant la façon dont l’autocollimateur est placé et la façon dont le miroir est tenu, les résultats de la mesure peuvent être développés pour l’inclinaison et l’équerrage également. En revanche, il est difficile de mesurer la rondeur et la cylindricité, qui sont définies à l’aide de courbes et de surfaces incurvées.

3. Inconvénients des autocollimateurs

Les autocollimateurs présentent un problème : si la source lumineuse ne se trouve pas dans la position focale de l’objectif, l’image ne peut pas être formée correctement, ce qui entraîne des erreurs de mesure et un défaut de mise au point de l’image observée. Cette erreur de positionnement de la source lumineuse exige une précision stricte de moins de 0,1 % de la longueur focale de l’objectif du collimateur.

Ce positionnement étant très sévère, les autocollimateurs peuvent être positionnés de diverses manières, notamment ceux qui peuvent être positionnés par le diamètre du spot à l’aide d’une ouverture, et ceux qui utilisent une lame de couteau.

Qu’est-ce qu’un logiciel d’analyse structurelle ?

Les logiciels d’analyse structurelle sont une série de processus dans lesquels les quantités physiques, qui changent lorsque des charges, sont appliquées à la structure analysée sont calculées, puis évaluées et analysées sur la base des résultats de calcul obtenus.

Les quantités physiques calculées comprennent la déformation, les forces internes, la chaleur et les fréquences de vibration. Le but de logiciels d’analyse structurelle est de réduire le risque d’échec en prédisant les résultats avant de créer réellement la structure ou tout autre objet que l’on souhaite créer.

Elles donnent également des indications sur la manière d’améliorer la structure. Les logiciels d’analyse structurelle permettent également de prévoir les résultats de grandes structures qui ne peuvent pas être facilement testées.

Utilisations des logiciels d’analyse structurelle

Les logiciels d’analyse structurelle sont souvent utilisés dans le développement et la production d’automobiles, dans les domaines de la construction et du génie civil, dans les études de production dans le traitement des métaux et dans le développement de produits en caoutchouc.

1. Automobile

Les logiciels d’analyse structurelle sont une technologie indispensable au développement actuel des automobiles. Les logiciels d’analyse structurelle sont utilisés pour de nombreux composants afin d’améliorer les performances de conduite, d’assurer la sécurité, d’économiser de l’énergie et de réduire les coûts.

2. Architecture et génie civil

Dans les domaines de l’architecture et du génie civil, l’analyse structurelle est utilisée pour la solidité, la résistance aux séismes et au vent de divers bâtiments, ainsi que pour la conception résistante au feu. En architecture, le prototypage est presque impossible, comme c’est le cas pour les composants mécaniques. Les logiciels d’analyse structurelle doivent être utilisés efficacement.

3. Travail des métaux

Le travail des métaux comprend le travail du plastique et l’emboutissage. Dans le passé, les produits très difficiles étaient fabriqués par des travailleurs expérimentés. Aujourd’hui, l’utilisation efficace des logiciels d’analyse structurelle permet une fabrication plus avancée ainsi que la transmission des compétences.

4. Produits en caoutchouc

Les produits en caoutchouc sont soumis à de fortes déformations sous l’effet de la charge et du contact avec d’autres produits pendant la déformation. Les logiciels d’analyse structurelle font souvent appel à l’analyse non linéaire.

Principe des logiciels d’analyse structurelle

Les logiciels d’analyse structurelle comportent les étapes suivantes : dessin de l’objet d’analyse, découpage du maillage, modélisation, saisie des grandeurs physiques, analyse et sortie.

1. Dessin de l’objet de mesure

L’objet d’analyse est dessiné à l’aide d’un logiciel de CAO ou autre. La CAO 3D est principalement utilisée. Si vous utilisez la CAO, il est recommandé de vérifier si le format de fichier de la CAO est compatible avec le logiciel d’analyse structurelle à utiliser.

2. Découper le maillage

L’objet d’analyse est décomposé en une grille appelée maillage. La précision de cette décomposition influencera la précision et la rapidité du calcul.

3. Modélisation

L’objet de l’analyse est modélisé. Il est courant de considérer les surfaces limites de chaque maille comme des ressorts.

4. Saisie des grandeurs physiques

Entrez le module d’Young, la chaleur spécifique, le coefficient d’expansion, la densité, etc. de la cible d’analyse. Ces quantités physiques sont mesurées à l’avance, par exemple par des expériences.

5. Analyse

Il existe plusieurs types d’analyse : l’analyse statique basée sur la loi de Hooke, f=kx, et l’analyse dynamique basée sur l’équation du mouvement de Newton, F=ma.

La notion de temps existe dans l’analyse dynamique et peut être divisée en analyse implicite, qui est relativement facile, et en analyse explicite, qui résout des équations linéaires simultanées complexes.

6. Résultats

La plupart des logiciels d’analyse structurelle permettent de visualiser les résultats de l’analyse. La visualisation peut aider à trouver les déplacements et les zones de force concentrée dans l’objet analysé.

Types d’analyse structurelle

Il existe différents types d’analyse structurelle. Voici quelques exemples typiques.

1. Analyse statique

L’analyse statique calcule les déformations et les contraintes d’une structure lorsque des forces agissent sur elle. Elle fournit des indications sur la manière de rendre la géométrie adaptée à la façon dont le composant est utilisé.

2. Analyse des valeurs propres

L’analyse des valeurs propres calcule les valeurs propres d’un objet. Une valeur propre est la fréquence à laquelle la résonance se produit ; si la valeur propre est élevée, l’on peut déterminer qu’il est peu probable que la résonance se produise.

Dans le cas des supports d’équipement de précision, les vibrations affectent leur fonction. C’est pourquoi l’analyse des valeurs propres est effectuée pour déterminer la forme afin que la valeur propre soit aussi élevée que possible.

3. Analyse du transfert de chaleur

L’analyse du transfert de chaleur calcule la distribution de la chaleur d’un objet. Par exemple, en calculant la distribution de la température d’une plaque chauffante, on peut prédire l’uniformité de la température, ce qui permet une conception optimale sans avoir à fabriquer de pièces.

Autres informations sur les logiciels d’analyse structurelle

Points à noter concernant les logiciels d’analyse structurelle

Les logiciels d’analyse structurelle utilisent des logiciels spécialisés, mais il y a quelques points à connaître pour obtenir des résultats d’analyse proches des conditions réelles.

1. Comment créer un modèle 3D
   Faire un modèle exactement identique à la géométrie réelle peut entraîner des erreurs dans le traitement du maillage, ou l’analyse peut prendre trop de temps, et les résultats de l’analyse peuvent ne pas être obtenus correctement. En fonction de ce que l’on veut analyser, il faut créer le modèle en détail et utiliser les parties qui sont omises. 2.
2. Conditions d’analyse
   Il existe différentes conditions, et si elles ne sont pas définies correctement, les résultats de l’analyse seront très éloignés des valeurs réelles. Même si le logiciel d’analyse est excellent, si les paramètres du modèle et des conditions sont mauvais, il est impossible d’obtenir des résultats proches de la réalité.

Il est important d’assister aux séminaires des sociétés de logiciels d’analyse et d’utiliser des méthodes qui correspondent au logiciel. Si des expériences sont possibles, la corrélation (analyse de collation) est également une technique importante pour réconcilier les résultats de l’analyse structurelle avec les résultats expérimentaux.