[PDF] Cours: Capteurs & Actionneurs Niveau: IIA2

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Cours: Capteurs & Actionneurs

Niveau:IIA2

Par: Nesrine Belhaj Youssef©

Année universitaire: 2019/2020

Organisation des enseignements

•Cours intégré: 22.5 hrs •Travaux pratiques: 15 hrs (5 x 3 hrs) •Module: Électronique de puissance •Coefficient: 3 •Pré-requis: physique (optique, électromagné tisme,

électricité), électronique, automatique, statistiques.Disponible à la librairie de l'INSAT ou au site:

www.classes2010-2011.e-monsite.com 2

CHAPITRE I

RAPPEL SUR LES SYSTEMES

AUTOMATISES DE PRODUCTION

(SAP)

Structure d'un système automatisé

Schéma fonctionnel

Matières

d'oeuvre d'entrée

Matières

d'oeuvre

Valeur

ajoutée 3

Structure d'un système automatisé

Chaîne d'information

μa‘k¥ùØm6™

EI Q EI Q 2

Boutons poussoirsBoutons d"urgenceDétecteurs de fuméeDétecteurs de niveauCapteurs de pressionCapteurs de températureDétecteursdeprésenceCapteur de vitesseChaîne d"informationFonction "Acquérir »: exemples

4

Chaîne d'information

Fonction " Traiter »

MicrocontrôleurAPI

Chaîne d'information

Fonction " Traiter »: exemples

5

Périphériques

de sortiePériphériques d'entréePériphériques d'entrée/sortie μP mémoires

Interfaces d'E/S

Microcontrôleurs: définition

Automatismes

Industriels SMART

PHONES

DAB

Robotique

Industrielle

Automobile

Consommation

du carburant

Émission de CO2ABS

Contrôle moteur

Microcontrôleurs: applications

6

Chaîne d'information

Fonction " communiquer »

Chaîne d'information

Fonction " communiquer »: exemples

Coffret de commandeÉcran tactile Interface graphique

VoyantsAfficheur industriel

7

Structure d'un système automatisé

Chaîne d'énergie

Chaîne d'énergie

Fonction " Alimenter »: sources électriques

Source monophasée (220 V)Source triphasée (380 V)

Pile Batterie

8

Compresseur

Chaîne d'énergie

Fonction " Alimenter »: sources pneumatiques

Convertisseur AC/DC

(Redresseur)Convertisseur DC/AC (Onduleur)

Chaîne d'énergie

Fonction " Alimenter »: conversion électrique 9

Chaîne d'énergie

Fonction " Alimenter »: énergies renouvelables

Chaîne d'énergie

Fonction " Distribuer »

10 Contacteur/relais Variateur de vitesseDistributeurs pneumatiques/ hydrauliques

Chaîne d'énergie

Fonction " Distribuer »: exemples

Chaîne d'énergie

Distribution par relais électromagnétique

11

Chaîne d'énergie

Distribution par distributeur pneumatique

Chaîne d'énergie

Fonction " Convertir »

12

Moteur

ÉlectrovanneVentilateur

Buzzer

Vérin

Afficheur

Résistance

chauffante

Voyants

Chaîne d'énergie

Fonction " Convertir »: exemples d'actionneurs

Chaîne d'énergie

Fonction " Convertir »: vérins

Tige (partie mobile)

Alésage (partie fixe)

13

Chaîne d'énergie

Fonction " Convertir »: vannes

Vanne manuelleÉlectrovanne

Flux liquide

Signal

électrique

Chaîne d'énergie

Fonction " Transmettre»/ " Transformer »

14

Rotation-Rotation

(Ex: Système d'engrenages)

Rotation-Rotation

Ex: Poulie-courroie, vis-roue

Chaîne d'énergie

Fonction " Transmettre»: exemples

Chaîne d'énergie

Fonction " Transformer»: exemples

Rotation-Translation

(Ex: Pignon-crémaillère)Translation-Rotation (Ex: came) 15

Structure d'un système automatisé

Exemple illustratif: porte de garage automatisée •Actionneurs et commandes: - Moteur pour ouvrir et fermer la porte. •Capteurs et mesures: - Positions porte ouverte/fermée. - Détecteur d'obstacle. •Ordres: - Signal de la télécommande. •Rapports: - Voyant porte en mouvement.

Porte de garage automatisée

Chaîne d'information

16

Porte de garage automatisée

Chaîne d'énergie

CHAPITRE II

INTRODUCTION AUX

CAPTEURS

17 •Un capteur est un dispositif qui permet de mesurer une grandeur physique sous forme d'un signal exploitable par une machine (le plus généralement

électrique).

MesurandeMesure

0/1

01100101...

Introduction aux capteurs

Définition

•Tension tout ou rien:5V (TTL)

24 /48 VDC

120 - 220 VAC

•Courants analogiques:0 - 20 mA

4 - 20 mA

± 20 mA

•Tensions analogiques:± 5 V, ± 10 V

0 - 10 V, 0 - 5 V

Introduction aux capteurs

Signal de sortie standard (exploitable)

þÙAxÖ

EI Q /R205 Do /R206 Do

CAPTEURS TOUT OU RIEN (ToR)

Inductif Photoélectrique

MagnétiqueMécanique

CAPTEURS ANALOGIQUES

Température PoidsPression

Capteur CCD Codeur

CAPTEURS NUMERIQUES

Introduction aux capteurs

Exemples

Electromécanique Optoélectronique

ou Photoélectrique Electro-magnétique Numérique

Capteurs de position

Introduction aux capteurs

Technologies

19 37

Introduction aux capteurs

Schéma structurel

38
•Corps d'épreuve:élément mécanique qui réagit à la grandeur mesurée (mesurande). La réaction du corps d'épreuve se traduit généralement par une déformation ( compression, dilatation, torsion,...). •Transducteur:élément sensible lié au corps d'épreuve. Il traduit les réactions de ce dernier en une grandeur électrique ( une variation de résistivité par exemple •Conditionneur:module électronique assurant l'une ou l'ensemble des fonctions suivantes: - Alimentation électrique du capteur ( cas de capteurs passifs), - Filtrage, amplification du signal, - Conversion du signal (

Conversion Analogique Numérique).

Introduction aux capteurs

Descriptif des constituants

20 39
• Les grandeurs d'influencesont des grandeurs externes au capteur qui, selon leur nature et leur intensité, peuvent causer des perturbations sur le fonctionnement du capteur, et par suite, des dérives sur ses mesures. •Exemples: - Température, - Pression environnante, - Vibrations mécaniques ou acoustiques, - Humidité, projection d'eau, submersion, - Corrosion, - Émissions électromagnétiques, - Rayonnements électriques....

Introduction aux capteurs

Grandeurs d'influence: définition et exemples

Introduction aux capteurs

Grandeurs d'influence: compensation

Compensation des grandeurs

d'influence

Stabilisation

Ex: maintien d'une température

fixe dans le local de mesureRéduction

Ex: utilisation de glace électronique

comme température de référence 21

Introduction aux capteurs

classification des capteurs

Classes des capteurs

Selon type de sortieSelon mode de fonctionnement

Logique

ou

ToRNumérique Analogique Actif

Passif

- Courant - Tension - Charge- Impédance- Cste diélectrique- Perméabilitéquotesdbs_dbs28.pdfusesText_34

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