Qu’est-ce qu’un capteur linéaire ?
Un capteur linéaire est un capteur qui mesure un déplacement linéaire.
Ils sont également appelés “capteurs de position”, “capteurs de déplacement”, “capteurs de mesure de longueur”, “capteurs laser”, “codeurs à fil”, “codeurs linéaires” et “capteurs linéaires de mesure”. En fonction du principe de mesure, on distingue les capteurs de déplacement à laser, les capteurs de mesure de longueur, les capteurs de déplacement à courant de Foucault, les capteurs de déplacement à contact, les capteurs à induction électromagnétique et les capteurs à base de caméra.
Utilisations des capteurs linéaires
Les capteurs linéaires sont utilisés dans un grand nombre de domaines, notamment les semi-conducteurs, les cristaux liquides, les équipements électriques, les appareils ménagers, les automobiles, la transformation, les machines de construction, les entrepôts automatisés, les équipements de drainage, les produits pharmaceutiques, l’alimentation et l’emballage, ainsi que les soins médicaux.
1. Les équipements de fabrication de semi-conducteurs et de cristaux liquides
Les codeurs et les capteurs à base de caméra sont utilisés dans les équipements de fabrication de semi-conducteurs et de cristaux liquides pour détecter la position de l’étage d’entraînement.
2. Les usines de production alimentaire
Dans les usines de production alimentaire, ces capteurs sont utilisés pour contrôler la quantité d’aliments transformés et pour détecter la hauteur des produits moulés.
3. Les machines de construction et entrepôts automatisés
Ces capteurs sont utilisés pour le positionnement précis dans les machines de construction et les entrepôts automatiques.
4. Autres
Ils sont utilisés dans les systèmes de drainage pour mesurer le degré d’ouverture. Dans le domaine de la médecine, ils servent à mesurer la position précise et la hauteur des tables de tomodensitométrie ainsi que d’opération. Leur capacité à mesurer le déplacement et la position les rend utiles pour la détection de présence/absence et le positionnement, l’inspection et la mesure, la surveillance et le contrôle.
Principes des capteurs linéaires
Il existe plusieurs types de capteurs linéaires, dont le principe diffère selon le type de capteur.
1. La mesure de déplacement sans contact
La mesure de déplacement sans contact comprend les capteurs de position linéaires, les capteurs laser, les codeurs linéaires et les capteurs à base de caméra.
Le capteurs de position linéaire
Les méthodes utilisées sont la magnétostriction et l’induction électromagnétique. Dans le cas de la méthode magnétostrictive, un champ magnétique est créé dans la direction circonférentielle lorsque des impulsions de courant sont appliquées au fil magnétostrictif, . De ce fait, la déformation par torsion est mesurée en déplaçant l’aimant sur le fil magnétostrictif sans contact. La contrainte de torsion se propage dans le fil magnétostrictif par des ondes ultrasoniques. C’est ainsi que le temps de propagation de ces ondes ultrasoniques peut être mesuré et utilisé pour une sortie analogique ou numérique.
Le capteur laser
Un capteur laser mesure la position et la distance en projetant un faisceau laser sur un objet et en recevant la lumière réfléchie au niveau du récepteur. La position, la distance et le déplacement de l’objet peuvent être détectés à partir du temps écoulé entre l’émission ainsi que de la réception de la lumière et de la variation angulaire de celle qui est reçue.
Les codeurs linéaires
Dans le cas des codeurs linéaires, qui sont utilisés comme capteurs linéaires, une fente est gravée sur l’échelle qui sert de règle. Il existe des types optiques, qui détectent les impulsions lumineuses émises et réfléchies par la tête, et des types magnétiques, qui utilisent les variations magnétiques.
Le capteur à base de caméra
Les capteurs à caméra permettent de mesurer sans contact la position, la vitesse et la longueur. Ils détectent la position actuelle sur la base d’une étiquette de code-barres attachée et l’utilisent comme échelle de référence pour la mesure. Des longueurs allant jusqu’à 10 km peuvent être positionnées avec une précision de 0,15 mm.
2. La mesure de déplacement par contact
La mesure de déplacement par contact comprend les potentiomètres linéaires et les codeurs à fil. Les potentiomètres linéaires utilisent des éléments résistifs et des balais pour mesurer mécaniquement le déplacement. La sortie est une tension.
Les codeurs à fil se composent également d’un mécanisme à fil et d’un codeur. Ils mesurent le nombre de tours du tambour.
Caractéristiques des capteurs linéaires
Les capteurs linéaires sont disponibles dans les types et caractéristiques suivants :
1. Les capteurs linéaires de position sans contact
Il s’agit de capteurs de déplacement sans balais et sans contact. La détection de la position peut se faire par induction électromagnétique ou par magnétostriction. Ils se caractérisent par une longue durée de vie, une grande précision et une mesure à grande vitesse, car il n’y a pas de point de contact mécanique.
2. Les capteurs de position linéaires à contact
Ces capteurs de déplacement sont dotés de balais et fournissent une sortie proportionnelle à la position mécanique. Ils ont une durée de vie relativement courte en raison de l’usure des balais, mais offrent des avantages en termes de coût.
3. Les capteurs laser
Les capteurs de déplacement détectent la position et la distance en projetant un faisceau laser sur un objet et en recevant la lumière réfléchie au niveau du récepteur. Ils se caractérisent par leur petite taille, leur légèreté, leur compacité et leur absence de contact, ainsi que par leur grande vitesse, leur haute précision et leur capacité à mesurer les objets les plus petits.
Les inconvénients sont qu’ils sont vulnérables à la saleté et à la poussière, et qu’il est difficile de détecter des objets transparents ou à surface réfléchissante. Ils sont également sujets à des erreurs en cas de lumière ambiante, telle qu’une lumière fluorescente, et des bavardages peuvent se produire.
4. Les codeurs à fil
Les codeurs à fil sont des capteurs de déplacement qui détectent la longueur d’un fil. Ils résistent aux conditions environnementales (eau, huile, poussière, etc.), mais doivent être remplacés lorsque le fil est usé.
5. Les codeurs linéaires
Les capteurs linéaires sont des capteurs optiques ou magnétiques qui permettent d’effectuer des mesures de haute précision et à grande vitesse. Les capteurs optiques peuvent effectuer des mesures incorrectes en raison de la saleté, etc.