Qu’est-ce qu’un capteur à contact ?
Un capteur à contact est un instrument de mesure qui mesure la distance par rapport à l’objet à mesurer en entrant directement en contact avec un détecteur spécifique.
L’avantage des capteurs à contact est qu’ils sont plus précis que les capteurs sans contact, car la distance est mesurée en mettant le détecteur en contact avec l’objet à mesurer. Ils présentent toutefois un inconvénient : le détecteur doit être placé contre l’objet à mesurer, ce qui peut l’endommager légèrement.
De plus, ils sont souvent moins chers que les capteurs sans contact.
Utilisations des capteurs à contact
Les capteurs à contact sont largement utilisés dans les applications industrielles. Voici quelques exemples d’applications des capteurs à contact
- Mesure du déplacement, par exemple de l’épaisseur des produits et des pièces d’essai
- Inspection des produits et vérification de la position des équipements de transport et de traitement
- Contrôle du niveau de liquide dans les réservoirs de stockage d’eau
- Envoi de signaux de retour pour l’ouverture et la fermeture de vannes et d’amortisseurs.
Les capteurs de déplacement à contact sont le type de capteur le plus courant. Ils sont principalement utilisés pour mesurer l’épaisseur des produits et des pièces d’essai. Outre le déplacement, ils peuvent également être utilisés pour mesurer le niveau de liquides.
La plupart des capteurs sans contact mesurent les distances en projetant un laser ou un objet similaire et en recevant la lumière réfléchie. L’avantage des capteurs avec contact est qu’ils peuvent également mesurer de grandes surfaces inclinées où il est impossible de recevoir la lumière réfléchie. Cet avantage peut être utilisé pour mesurer le profil de la surface d’objets en 3D à mesurer.
Ils sont également utilisés pour mesurer le déplacement réel de la platine grossière sur laquelle l’objet à mesurer est monté et dont le mouvement est contrôlé, et pour mesurer le faux-rond lorsque la platine est déplacée dans une direction. Il peut également être utilisé pour le contrôle par rétroaction à partir de la mesure et de la compréhension des erreurs jusqu’au réglage.
Principe des capteurs à contact
Les capteurs de déplacement à contact, qui sont typiques des capteurs à contact, sont généralement fournis avec une sonde dédiée. La sonde est constituée d’une broche et est mécaniquement déployée et rétractée verticalement. Lorsque la sonde n’est pas en contact avec quoi que ce soit, elle est déployée au maximum sous l’effet de la force du ressort.
Lorsque la sonde entre en contact avec l’objet à mesurer, elle se contracte et une pression constante est exercée sur l’objet par la force du ressort. Le déplacement de la tige de la sonde à ce moment-là est détecté et converti en informations sur la longueur. La plage qui peut être mesurée se situe donc dans la plage d’expansion et de contraction de la sonde.
La sonde est souvent enroulée sur une bobine, et la partie de l’arbre qui se dilate et se contracte joue le rôle de noyau de fer. En fonction de la position de cet arbre, l’impédance de la bobine change et la sortie varie. Comme l’impédance est déterminée en fonction de la position de l’arbre, il est possible de détecter une position absolue.
Types de capteurs à contact
Il existe de nombreux types de capteurs de contact sur le marché. Voici quelques exemples de capteurs de contact
1. Capteurs de déplacement à transformateur différentiel (LVDT)
Ce capteur convertit en signal électrique le déplacement vertical généré par le déplacement d’un contacteur pressé contre l’objet à mesurer et lit la forme de l’objet mesuré. Le contacteur est surmonté d’un noyau de fer qui modifie l’impédance de la bobine à proximité en raison du mouvement vertical du contacteur et émet un signal électrique.
En raison de sa structure, il se caractérise par le fait que les valeurs mesurées sautent rarement. D’autre part, comme le champ magnétique de la bobine est utilisé, les caractéristiques du champ magnétique peuvent ne pas être stables en fonction de la position du noyau de fer dans la bobine.
2. Capteurs de déplacement à échelle
Le capteur à échelle est un capteur qui mesure numériquement le déplacement du contacteur. Il existe des types de comptage magnétique et optique.
Type magnétique
Le type magnétique mesure la quantité de déplacement en détectant le mouvement vertical d’une échelle dont les pôles S et N alternent avec un élément de détection magnétique. Le type de comptage optique, quant à lui, projette de la lumière sur une échelle comportant de nombreuses fentes et mesure la quantité de déplacement en comptant la lumière qui passe à travers les fentes à l’aide d’un élément récepteur de lumière.
Type à comptage optique
Le type à comptage optique est une méthode de mesure numérique, ce qui signifie qu’elle est exempte de bruit et qu’elle peut mesurer avec une grande précision. Cependant, un mouvement rapide du contacteur peut entraîner une réaction incorrecte de l’élément de détection magnétique ou de l’élément récepteur de lumière, auquel cas la valeur mesurée sautera.
3. Interrupteurs de fin de course et microrupteurs
Les interrupteurs de fin de course et les microrupteurs sont des capteurs à contact qui émettent la position d’un objet sous la forme d’un signal de contact. Un chien appelé actionneur est fixé à la pointe, qui est actionné par le contact avec un objet pour ouvrir et fermer les contacts internes. De construction simple et robuste, ces composants sont largement utilisés dans l’industrie.
4. Capteurs de niveau à flotteur
Ces capteurs sont équipés d’un flotteur, qui monte et descend en fonction du mouvement vertical du niveau de liquide pour indiquer le niveau. En raison de leur simplicité de construction et de leur faible coût, ils sont utilisés dans de nombreuses situations pour contrôler le niveau de liquide dans les réservoirs de stockage. Cependant, comme le flotteur doit flotter dans le réservoir, il ne convient pas aux réservoirs agités.