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Bien choisir un capteur de force Un capteur de force transforme une force en un

Bien choisir un capteur de force Un capteur de force transforme une force en un signal électrique exploitable et proportionnel à la force appliquée. Les capteurs de force sont très utilisés, en particulier pour les mesures de poids. Il existe 2 principales technologies : les capteurs à jauges de contrainte et les capteurs piézoélectriques. On trouve différentes configurations en fonction de la force à mesurer et de la façon dont elle va s’appliquer sur le capteur. CONSULTER LES CAPTEURS DE FORCE Comment choisir un capteur de force ? Capteurs de force de la marque Eilersen Electric Digital Systems A/S Il existe plusieurs types de capteurs de force qui diffèrent par leur construction, le choix entre ces types de construction se fera en fonction du type et de l’intensité de la force que l’on aura besoin de mesurer. En effet, la force à mesurer peut s’appliquer sur le capteur de différentes manières : – en compression – en traction – en traction et en compression – en flexion – en torsion – en cisaillement Chaque type de construction des capteurs de force correspond à un type et à une plage d’intensité de la force (voir tableau plus loin). Les différents types de construction qui seront détaillés dans la suite du guide sont : – type poutre pour un travail en flexion – type canister pour relever des contraintes en compression – type bouton (capteur en compression de taille réduite) – en S pour mesurer des efforts en traction et en compression – en ligne pour mesurer des efforts en traction et en compression entre deux éléments reliés par le capteur – type pancake pour effectuer des mesures en traction ou en compression avec un capteur de faible hauteur – en anneau pour mesurer par exemple un effort de serrage ou un effort de tension de bande – type bloc pour mesurer des efforts en compression. Il faudra ensuite déterminer la technologie du capteur : piézoélectrique pour mesurer rapidement de faibles efforts, ou à jauge de contrainte pour mesurer des forces pouvant aller jusqu’à plusieurs tonnes. Une fois que le type et la technologie du capteur seront définis, le choix parmi les différents modèles pourra se faire en fonction des spécifications techniques : -étendue de mesure du capteur exprimée en force ou en portée (poids) -précision, résolution -type de signal de sortie -matériaux, niveau de capteur de force ? Plusieurs technologies peuvent être utilisées pour concevoir un capteur de force. Les principales sont les suivantes : capteurs à couche mince, jauges de contraintes (elles sont adaptées aux opérations de surveillance de longue durée et leur résistance varie en fonction de la déformation appliquée), capteurs piézoélectriques (ils disposent d’une électrode qui émet une charge lorsqu’elle est comprimée). Il est conseillé d’utiliser des capteurs piézoélectriques lorsque vous devez les placer dans un espace restreint ou lorsqu’ils doivent couvrir des plages de mesure très larges. Privilégiez-les également s’ils doivent être utilisés dans des conditions extrêmes de température ou de surcharge. Peu importe la technologie utilisée pour la fabrication du capteur, le principe de mesure demeure généralement le Résumé même. Toutefois, les capteurs de force équipés d’une jauge de contrainte sont les plus populaires. De par sa structure, un capteur de force est composé d’un corps d’épreuve et des extensomètres ou jauges de contrainte. Constituées d’une grille de fil métallique très fin, les jauges de contrainte sont collées au capteur de force. Elles sont reliées entre elles dans un montage appelé pont de Wheatstone. Comme mentionné ci-dessus, elles s’allongent et se raccourcissent en fonction des déformations de la surface du capteur de force. Cela permet de générer une variation de la résistance électrique. Branchée au pont de Wheatstone, celle-ci est convertie en un signal électrique proportionnel à la puissance. Les différents types de capteurs de force Il existe différents types de capteurs de force selon leur construction. Pour choisir le type de construction adéquat, vous devez tenir compte de l’intensité et du type de force que vous avez besoin de mesurer. Cette force peut en effet s’appliquer sur le capteur de diverses manières. On distingue des capteurs de force : à traction (très utilisés, ils possèdent une excellente précision et une très large gamme de mesure. Certains d’entre eux sont aussi appelés capteurs de force de type S), à point d’appui unique (on les utilise dans une seule balance), en compression (facile à manipuler, il a de petites dimensions qui le prédisposent aux structures particulièrement étroites avec espaces réduits), en traction et en compression, en flexion ou cisaillement, à réservoir/à anneau de torsion (ils sont conçus pour les balances qui offrent des portées élevées), en compression ou oscillants (qui sont généralement en association avec des capteurs de pesage). Le choix du meilleur type de capteur de force se fera en fonction de votre application et des exigences en termes de portée. Vous devez également tenir compte des différents modèles. Il s’agira de considérer l’étendue de mesure du capteur, la résolution, la précision, les dimensions, le type de signal de sortie, les matériaux et le niveau de protection. Toggle navigation Les Automates Programmables Industriels (API) 1- Introduction Les Automates Programmables Industriels (API) sont apparus aux Etats-Unis vers 1969 où ils répondaient aux désirs des industries de l’automobile de développer des chaînes de fabrication automatisées qui pourraient suivre l’évolution des techniques et des modèles fabriqués. Un Automate Programmable Industriel (API) est une machine électronique programmable par un personnel non informaticien et destiné à piloter en ambiance industrielle et en temps réel des procédés industriels. Un automate programmable est adaptable à un maximum d'application, d'un point de vue traitement, composants, language. C'est pour cela qu'il est de construction modulaire. Il est en général manipulé par un personnel électromécanicien. Le développement de l'industrie à entraîner une augmentation constante des fonctions électroniques présentes dans un automatisme c'est pour ça que l'API s'est substitué aux armoires à relais en raison de sa souplesse dans la mise en œuvre, mais aussi parce que dans les coûts de câblage et de maintenance devenaient trop élevés. 2- Pourquoi l'automatisation ? L'automatisation permet d'apporter des éléments supplémentaires à la valeur ajoutée par le système. Ces éléments sont exprimables en termes d'objectifs par : Accroître la productivité (rentabilité, compétitivité) du système Améliorer la flexibilité de production ; Améliorer la qualité du produit Adaptation à des contextes particuliers tel que les environnements hostiles pour l'homme (milieu toxique, dangeureux.. nucléaire...), adaptation à des tâches physiques ou intellectuelles pénibles pour l'homme (manipulation Résumé de lourdes charges, tâches répétitives parallélisées...), Augmenter la sécurité, etc... Automates Programmables Industriels (API) SIEMENS S5 Figure 4.1 : Automate SIEMENS S5-95U 3– Structure générale des API : Les caractéristiques principales d'un automate programmable industriel (API) sont : coffret, rack, baie ou cartes Compact ou modulaire Tension d'alimentation Taille mémoire Sauvegarde (EPROM, EEPROM, pile, …) Nombre d'entrées / sorties Modules complémentaires (analogique, communication,..) Langage de programmation Aspect exterieur des Automates Programmables Industriels Figure 4.2 : Aspect extérieur d'un automate S7-200 CPU222 Des API en boîtier étanche sont utilisés pour les ambiances difficiles (température, poussière, risque de projection ...) supportant ainsi une large gamme de température, humidité ... L'environnement industriel se présentent sous trois formes : environnement physique et mécanique (poussières, température, humidité, vibrations); pollution chimique ; perturbation électrique. (parasites électromagnétiques) automates modulaires Figure 4.3 : Automate Modulaire 4- Structure interne d'un automate programmable industriel (API) : Les API comportent quatre principales parties (Figure 4.4) : Une unité de traitement (un processeur CPU); Une mémoire ; Des modules d'entrées-sorties ; Des interfaces d'entrées-sorties ; Une alimentation 230 V, 50/60 Hz (AC) - 24 V (DC). La structure interne d'un automate programmable industriel (API) est assez voisine de celle d'un système informatique simple, L'unité centrale est le regroupement du processeur et de la mémoire centrale. Elle commande l'interprétation et l'exécution des instructions programme. Les instructions sont effectuées les unes après les autres, séquencées par une horloge. Deux types de mémoire cohabitent : - La mémoire Programme où est stocké le langage de programmation. Elle est en général figée, c'est à dire en lecture seulement. (ROM : mémoire morte) - La mémoire de données utilisable en lecture-écriture pendant le fonctionnement c'est la RAM (mémoire vive). Elle fait partie du système entrées-sorties. Elle fige les valeurs (0 ou 1) présentes sur les lignes d'entrées, à chaque prise en compte cyclique de celle-ci, elle mémorise les valeurs calculées à placer sur les sorties. Structure interne d'un automate programmable industriel (API) Figure 4.4 : Structure interne d'un automates programmables industriels (API) Résumé 5- Fonctionnement : L'automate programmable reçoit les informations relatives à l'état du système et puis commande les pré-actionneurs suivant le programme inscrit dans sa mémoire. Généralement les automates programmables industriels ont un fonctionnement cyclique (Figure 4.5). Le microprocesseur réalise toutes les fonctions logiques ET, OU, les fonctions de temporisation, de comptage, de calcul... Il est connecté aux autres éléments (mémoire et interface E/S) par des liaisons parallèles appelées ' BUS ' qui véhiculent les informations sous forme binaire.. Lorsque le fonctionnement est dit synchrone par rapport aux entrées et aux sorties, uploads/Industriel/ resume 4 .pdf