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TP3 :Etude d’un capteur inductif Introduction : Un capteur inductif a pour tâch

TP3 :Etude d’un capteur inductif Introduction : Un capteur inductif a pour tâche de déterminer sans contact l’intervalle par rapport à un objet de mesure. Si une certaine distance (de ce que l’on appelle l’intervalle de commutation S) n’est pas atteinte, le capteur déclenche une action. Par conséquent, il est incontournable en tant qu’outil dans l’automatisation – par exemple, comme aide de guidage des bras de préhension des machines industrielles. Ses domaines d’application s’étendent cependant bien au-delà. Un capteur inductif peut également surveiller les niveaux de liquides à l’aide de flotteurs métalliques. Cette polyvalence en fait un outil précieux dans tous les secteurs industriels ainsi que dans de nombreuses machines. I. Expérimentation N 1 : Courbe de réponse Objectif : Décrivons la courbe de réponse du capteur inductif avec les échantillons d’acier SDt37 et du cuivre Les étapes : ✓ Relions le capteur au banc d’étude et insérons l’échantillon de matière St37(Le cuivre dans la 2eme manipe) dans le support de sorte qu’il soit face au capteur ✓ Déplaçons le capteur jusqu’au contact et bougeons transversalement l’échantillon tant qu’il ne couvre pas le capteur complètement jusqu’à se qu’il commute et relevons les positions Xn et calculons par la suite les différences (Sn) entre les positions et la position initiale ✓ Faisons la même chose pour l’échantillon du cuivre Résultats Echantillon de matière Acier St 37 Cuivre n Pn (cm) Xn (cm ) S (cm) Pn (cm) Xn (cm ) S (cm) 1 0 17 0 0 15 0 2 3 15 3 3 13 3 3 5 13 5 4 11 4 4 6 12 6 4.2 9 4.2 5 6 11 6 4.6 7 4.6 6 6 .5 9 6.5 5 5 5 7 7 4 7 5.1 3 5.1 8 7.5 2 7.5 5.2 1 5.2 9 8 1 8 5.3 0 5.3 Traçons la distance de commutation S en fonction du décalage X : Pour l’Acier St 37 : Pour le Cuivre : II. Expérimentation N 2 : Hystérésis de commutation Objectif : Décrivons la distance de déplacement entre le point d’effet et le pont d’arrêt du capteur. Les étapes : ➢ Éloignons le capteur jusqu’à ce qu’il commute (LED éteinte) et notons la position d’arrêt du chariot Pa ➢ On déplace le capteur vers l’échantillon jusqu’à ce qu’il commute (LED allumée) et notons la position d’effet du chariot Pe ➢ Répétons la procédure avec les autres échantillons Les résultats Echantillon Pa(mm) Pe(mm) W(mm) S(mm) H % Acier St37 57 56 1 5 20 Cuivre 56 55 1 5 20 Aluminium 54 53.5 0.5 5 10 W=pa-pe H=(w/sn) *100 La course différentielle (H) ou hystérésis est la distance entre le point d’enclenchement, quand la plaquette de mesure s’approche du détecteur, et le point de relâchement, quand la plaquette s'éloigne du détecteur. Cette hystérésis est indispensable pour assurer un fonctionnement stable du produit. Cela explique les résultats obtenus au tableau III. Expérimentation N 3 : Comportement en commutation/Dépendance du matériau Objectif : Etudions le comportement en commutation du capteur avec différents matériaux Les étapes : ✓ Insérons l’échantillon dans le support de sorte qu’il soit face au capteur et l’ajustons par rapport à ce dernier, plaçons le capteur sur une position de démarrage environ 10 mm de l’échantillon ✓ Déplaçons le capteur jusqu’à ce qu’il commute (LED allumée) ou qu’il touche l’échantillon ✓ Répétons la même procédure pour les autres matériaux Les résultats : Echantillon LED allumée LED éteinte St 37 9mm Aluminium 6mm Cuivre 7mm Matière synthétique Non oui Gros aiment permanent 10mm Commentaire : -Le capteur commute avec les matériaux métaux car la perturbation du champ vient de la création des courants Foucault dans l’échantillon métallique dont ce n’est pas le cas pour un échantillon non métallique, la seule différence entre eux c’est la distance de commutation -on remarque aussi que Le matériau qui ne commute pas la matière synthétique, cela revient à l’effet du champ magnétique car cette dernière ne crée aucun champ magnétique avec le capteur. IV. Expérimentation N 4 : Comptage de fréquence/Mesure de vitesse Objectif : Etudions la détection en rotation du capteur et déterminons la fréquence Fs et la vitesse n. Les etapes : ✓ Relions la sortie de commutation au signal d’entrée du compteur sur le banc et mettre le commutateur en position COUNT ✓ Déplaçons le chariot en bout du rail de guidage vers la gauche ✓ Enfichons le capteur sur le chariot de sorte qu’il soit dirigé vers le disque segmenté et le décaler afin que le capteur détecte les 4 segments extérieurs du disque ✓ Commutons le compteur en fréquencemètre et fixons la vitesse du disque du sorte que la fréquence de commutation soit égale 80 Hz ✓ Détectons les segments intérieurs et notons les différentes fréquences de commutation Même procédure pour les segments extérieurs Les résultats : Nature de segment N Fs (Hz) N(tr /min) Extérieur 4 80 1200 Intérieur 3 66 1200 Intérieur 3 94 1800 Extérieur 4 127 1800 Introduction : Le capteur capacitif, ou un capteur de déplacement capacitif est une famille de capteurs utilisant l'effet capacitif pour détecter une variation de faibles distances. Comme les capteurs inductifs, ils travaillent sans contact et sans réaction parasite. Les objectifs : Les objectifs viser de ce deuxième TP sont : ➢ Connaitre la construction et les principales caractéristiques d’un capteur capacitif. ➢ Décrire la courbe de réponse du capteur capacitif en fonction de différents matériaux. ➢ Etudier le type du fonctionnement du capteur capacitif pour des échantillons de matière. ➢ Etudier le comportement en commutation du capteur capacitif. Structure et fonction : La sensibilité : TP3 :Etude d’un capteur inductif La sensibilité est déterminée par la variation de capacité qui provoque un changement du signal de commutation à la sortie du capteur. Pour des raisons de simplification, le système « échantillon de matière/capteur » sera considéré comme un condensateur plat à pattes circulaires (diamètre = 18 mm) ✓ Ce : Capacité au point d’effet ✓ Ca : Capacité au point d’arrêt ✓ A : Aire d’une patte ✓ D : Diamètre des pattes Facteur de permittivité : Le facteur de permittivité (du latin permittere = pénétration) d’un isolant détermine combien de fois la densité du débit électrique augmente lorsqu’on utilise un diélectrique spécial au lieu d’un diélectrique comme l’air. ✓ D : Densité du débit électrique dans le diélectrique ✓ D0 : Densité du débit électrique dans l’air ✓ E : Force du champ électrique ✓ : Constante du champ électrique Expérimentation 1 : Courbe de réponse Objectif de la manipe : Décrire la courbe de réponse du capteur capacitif avec l’acier St 37 et la matière synthétique. Procédure expérimentale : Le dispositif est constitué d’un capteur capacitif relié au banc d’étude des capteurs selon la désignation des broches du câble. Après, on enfiche le capteur sur le chariot du banc, le dessus vers la gauche et on insère par la suite l’échantillon de matière St37 dans le support de façon qu’il soit face au capteur avec une distance s = 0. On recule le capteur pour que la distance S soit égale à la distance maximale de commutation Sn = 8mm. Ainsi, on augmente la sensibilité par faire tourner le potentiomètre jusqu’à avoir la LED allumée. On recule l’échantillon toujours transversalement à l’axe du capteur par 2mm et à chaque fois on répète le processus, on note les positions x et p. Les équipements : - Un capteur capacitif - Un échantillon de matière St 37 - Un échantillon de matière synthétique ➢ Les résultats de la manipulation : ➢ La distance de commutation à partie de N=3 lorsque l’échantillon couvre la zone de détection du capteur. Expérimentation 2 : Types de fonctionnement Objectif de la manipe : Etudier les types du fonctionnement du capteur capacitif pour : ▪ Un échantillon de matière non conductrice (matière synthétique) ▪ Un échantillon de matière conductrice isolée (cuivre) ▪ Un échantillon de matière conductrice mise à la terre (cuivre) Procédure expérimentale : Le dispositif est constitué d’un capteur capacitif relié au banc d’étude des capteurs selon la désignation des broches du câble. Après, on enfiche le capteur sur le chariot du banc, le dessus vers la gauche et on insère par la suite l’échantillon de matière St37 dans le support de façon qu’il soit face au capteur avec une distance s = 0. Echantillon de matière Acier St 37 Matière synthétique N Pn/mm Xn/mm s/mm Pn/mm Xn/mm s/mm 1 50 18 0 51 13 0 2 55 15 5 53 11 2 3 57 14 7 54 9 3 4 59 12 7 54 7 3 5 59 10 7 54 5 3 6 59 8 7 54 3 3 7 59 6 7 54 1 3 8 59 4 7 54 1 3 9 59 2 7 54 1 3 10 59 1 7 54 1 3 On déplace le capteur vers la droite jusqu’à ce que la LED s’éteigne et vers l’échantillon pour que la LED s’allume. On note pe après insérer l’échantillon de cuivre uploads/Industriel/ tp-capteur-inductif.pdf