Types de Capteurs et leurs Rôles dans le domaine Industriel
✅ Définition : capteur de fin de course
Un capteur de fin de course (ou interrupteur de fin de course) est un dispositif électromécanique conçu pour détecter la position ou la fin de déplacement d’un objet mécanique mobile, comme une porte, un vérin, un chariot ou un bras robotisé.
Il agit généralement comme un interrupteur qui change d’état (ouvert/fermé) lorsque l'objet mobile atteint une position prédéterminée.
⚙️ Fonctionnement
Lorsque la pièce mobile entre en contact avec l’actionneur du capteur (par exemple un galet), le mécanisme interne ferme ou ouvre un contact électrique, ce qui permet :
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De stopper un moteur
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De changer de direction de mouvement
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De signaler une position atteinte dans un automate ou un système de commande
Un capteur de proximité inductif est un capteur sans contact utilisé pour détecter la présence d’objets métalliques à courte distance (en général < 10 mm), sans contact physique direct.
⚙️ Principe de fonctionnement
Le capteur génère un champ électromagnétique (généralement haute fréquence) à l’aide d’une bobine d’oscillation.
Quand un objet métallique entre dans ce champ :
Il perturbe le champ électromagnétique
Cette perturbation est détectée par l’électronique interne
Le capteur change d’état de sortie (ON/OFF)
📌 Important : Ce type de capteur ne détecte que les matériaux métalliques, surtout les métaux ferromagnétiques (acier, fer).
✅ Définition : capteur photoélectrique
Un capteur photoélectrique est un capteur sans contact qui utilise un faisceau lumineux (souvent infrarouge ou laser) pour détecter la présence, l’absence ou la position d’un objet, quel que soit son matériau (métal, plastique, verre, carton...).
Il détecte un changement dans la lumière (interruption, réflexion, ou variation d’intensité) pour changer d’état.
📷 Applications industrielles
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Comptage de pièces sur convoyeur
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Détection d’objets transparents ou colorés
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Positionnement de colis
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Contrôle de présence/absence de produits
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Barrières de sécurité (multi-faisceaux)
✅ Avantages et inconvénients
| Avantages | Inconvénients |
|---|---|
| Détection sans contact | Sensible à la poussière, brouillard ou saleté |
| Haute précision et rapidité | Mauvaise détection si objet très sombre ou brillant |
| Détecte tous matériaux | Réflecteurs à entretenir pour certains types |
| Portée variable jusqu’à plusieurs mètres | Alignement précis parfois nécessaire |
✅ Définition : capteur de mouvement
Un capteur de mouvement est un dispositif capable de détecter un déplacement ou une présence en mouvement dans une zone donnée. Il est largement utilisé dans :
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Les systèmes de sécurité (alarmes, caméras)
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L’éclairage automatique (détection de présence)
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La domotique et l'automatisation des bâtiments
Les systèmes industriels de détection ou de comptage
⚙️ Fonctionnement général (exemple PIR)
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Le capteur PIR contient un détecteur infrarouge qui capte les variations de chaleur.
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Lorsqu’une personne entre dans le champ de détection, le niveau infrarouge change rapidement.
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Ce changement est interprété comme un mouvement → le capteur déclenche sa sortie (contact, signal logique, etc.).
✅ Définition : capteur de vitesse
Un capteur de vitesse est un dispositif utilisé pour mesurer la vitesse de rotation ou de déplacement linéaire d’un objet (arbre, roue, bande transporteuse, véhicule, etc.).
Il convertit un mouvement mécanique en un signal électrique proportionnel à la vitesse.
⚙️ Fonctionnement simplifié (ex : capteur effet Hall)
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Un ou plusieurs aimants sont fixés sur une pièce en rotation.
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Le capteur Hall est placé à proximité.
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À chaque passage d’un aimant, un signal est généré.
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En comptant les impulsions par seconde, on calcule la vitesse de rotation (tr/min) ou vitesse linéaire.
✅ Définition : capteur de température
Un capteur de température est un dispositif qui permet de mesurer la température d’un environnement, d’un liquide, d’un objet ou d’un processus, et de convertir cette valeur en un signal électrique exploitable (analogique ou numérique).
⚙️ Exemples de fonctionnement
🔌 Thermistance NTC :
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La résistance diminue quand la température augmente
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Elle est connectée en pont diviseur avec une résistance fixe
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La tension mesurée varie → donne une température
🔥 Thermocouple Type K :
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Deux métaux différents créent une tension (mV) selon la température
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Besoin d’un amplificateur et d’une compensation de soudure froide
💻 Capteur numérique DS18B20 :
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Se connecte via bus 1-Wire
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Fournit une valeur numérique de température (résolution 9 à 12 bits)
✅ Définition
Un capteur de pression est un dispositif qui mesure la force exercée par un fluide (gaz ou liquide) sur une surface donnée, et la convertit en signal électrique proportionnel à cette pression.
🧭 Types de pression mesurée
| Type de pression | Description | Exemple |
|---|---|---|
| Pression absolue | Par rapport au vide absolu (0 Pa) | Pression atmosphérique |
| Pression relative (ou manométrique) | Par rapport à la pression atmosphérique (~1013 hPa) | Pression d’un pneu |
| Pression différentielle | Différence entre deux points de pression | Débitmétrie, filtres |
⚙️ Principe de fonctionnement
La plupart des capteurs de pression utilisent une membrane déformable (diaphragme). Quand la pression agit sur cette membrane, elle se déforme et cette déformation est mesurée par :
| Technologie | Principe |
|---|---|
| Piézorésistif | Variation de résistance (effet de jauge de contrainte) |
| Capacitif. | Variation de capacité due à la déformation de la membrane |
| Piézoélectrique | Génère une charge électrique sous contrainte |
| Inductif / LVDT | Déplacement du noyau modifie une inductance |
| Optique / fibre | Détection optique de la déformation (cas spécifiques) |
Applications industrielles et domestiques
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Surveillance de pression d’huile ou de gaz dans l’automobile
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Régulation de pression dans les systèmes hydrauliques et pneumatiques
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Détection de pression dans chaudières ou compresseurs
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Capteurs barométriques (ex : BMP280, BME680)
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Surveillance de pression dans les réseaux d’eau et systèmes de filtration
