Qu’est-ce qu’un capteur de rotation ?
Les capteurs de rotation sont des capteurs qui obtiennent des informations sur le mouvement de rotation d’une machine.
Plus précisément, ils détectent l’angle de rotation, la vitesse de rotation et la quantité de rotation à partir des changements dans les quantités physiques associées à la rotation d’une machine. Les capteurs de rotation ne sont pas utilisés seuls, mais sont des dispositifs connectés à un PC ou à un compteur.
Il existe quatre types principaux de capteurs de rotation. Il s’agit du type mécanique, qui reconnaît l’angle de rotation, du type optique, qui détecte le passage de la lumière, et du type magnétique ou à induction électromagnétique, qui est lié aux variations des champs magnétiques. Chacun est utilisé en fonction de la grandeur physique à détecter.
Utilisations des capteurs de rotation
Les capteurs de rotation sont utilisés dans une grande variété de machines pour détecter l’état du mouvement de rotation d’une machine. Il s’agit par exemple de véhicules entraînés par des moteurs, tels que les voitures, les motos, les machines agricoles et les bateaux. Dans les automobiles, les capteurs de rotation sont utilisés pour détecter l’angle de la manivelle et l’angle de la came du moteur, le nombre de tours du vilebrequin du moteur et de l’arbre de sortie de la transmission, ainsi que dans le système ABS (système de freinage antiblocage).
Outre les machines en mouvement rotatif continu, les capteurs rotatifs sont également utilisés pour détecter la position de rotation. En tant que potentiomètres, ils sont également utilisés comme capteurs pour détecter l’angle de rotation d’une machine.
Principe des capteurs rotatifs
En fonction de leur utilisation, les capteurs rotatifs sont disponibles selon plusieurs principes. Quatre des plus courants sont décrits ici.
1. Type à contact (mécanique)
Les capteurs de rotation mécaniques utilisent une résistance variable pour détecter la position de rotation en détectant une résistance électrique qui dépend de l’angle de rotation. Les capteurs de rotation mécaniques sont utilisés non seulement pour les mouvements rotatifs continus, mais aussi comme potentiomètres, compteurs de position d’engrenage, etc. pour détecter la position lors d’un mouvement circulaire.
2. Type optique
Les capteurs de rotation optiques sont constitués d’un disque monté sur un axe rotatif et comportant une série continue de petits trous, appelés fentes, à travers lesquels la vitesse de la lumière passant par les fentes est détectée par un capteur optique sous forme d’impulsions. Le capteur optique convertit les impulsions lumineuses en signaux électriques. Le type optique se caractérise par une précision et une résolution de détection élevées, qui dépendent de la forme des fentes.
3. Type magnétique
Les capteurs de rotation magnétiques sont dotés d’un aimant permanent fixé à l’arbre rotatif et détectent les variations de la distribution du champ magnétique au moyen d’un capteur magnétique. Les capteurs magnétiques sont disponibles avec des matériaux semi-conducteurs appelés éléments Hall. La position et la vitesse de rotation de l’arbre du moteur peuvent être détectées.
4. Type à induction magnétique
Les capteurs de rotation à induction magnétique sont des capteurs dans lesquels une bobine d’induction (bobine d’excitation) et une bobine fixe (bobine de détection) sont montées alternativement sur l’arbre en rotation pour lire les variations du champ magnétique causées par le mouvement de rotation. Les capteurs de rotation à induction magnétique sont également connus sous le nom de résolveurs. Ils peuvent être utilisés dans une plage de température plus large que les autres capteurs et présentent une excellente résistance à l’environnement.
5. Capteurs MR (élément magnétorésistif)
Les capteurs MR détectent la vitesse de rotation à partir de l’intensité du champ magnétique généré au passage de l’engrenage par un aimant permanent placé près de l’extrémité de la dent de l’engrenage monté sur l’arbre en rotation. Le champ magnétique agit dans le sens où la distance entre l’extrémité de la dent de l’engrenage et le capteur devient plus courte.
Les capteurs MR sont utilisés dans différentes parties du véhicule.
Exemples d’utilisation dans l’ABS
Parmi les produits que nous utilisons dans notre vie quotidienne, de nombreux capteurs de rotation sont utilisés dans les voitures, dont le dispositif ABS.
ABS est l’abréviation de “Anti-lock Brake System”, un système qui empêche les pneus de se bloquer lors d’un freinage d’urgence. Si les pneus se bloquent, le véhicule ne peut pas changer de direction, même si l’on actionne le volant. L’ABS empêche le blocage des pneus et permet au conducteur d’éviter la collision avec un obstacle en dirigeant le véhicule. Le système ABS est activé lorsqu’une baisse soudaine de la vitesse des pneus est détectée par le capteur de rotation.