Glossaire & FAQ

Capteurs de position POSIMAG^®

Les capteurs de position POSIMAG^® ne sont pas limités par une accélération maximale, mais par une vitesse de déplacement limitée.
Voir vitesse de déplacement, POSIMAG^®.

Capteurs de position POSICHRON^®

Pour les aimants de positionnement POSICHRON^®, il n'y a par principe aucune limite pour l'accélération ou la vitesse de déplacement.

Capteurs de position WS

Pour les capteurs WS, il faut respecter scrupuleusement l'accélération maximale du câble de mesure (spécifique au modèle), sinon le capteur est détruit. Le plus grand danger, c'est lors d'une extraction avec arrêt soudain ou lors d'une accélération extrême dans le sens d'insertion. Un arrêt rapide dans le sens d'insertion ne présente généralement pas de problème. Il faut cependant éviter les oscillations.

Le terme de "Cable Extension Transducer (CET)" désigne des capteurs de position mettant en application le principe du câble de déplacement. Pour désigner ce principe, on utilise, dans l'espace germanophone, de nombreuses désignations différentes et parfois déconcertantes : Wegsensor nach Messseilprinzip (capteur de déplacement selon le principe du câble de mesure), Seilzugsensor (capteur à traction de câble), Fadenpotentiometer (potentiomètre à fil), Seilgeber (transducteur à câble), Seilzugaufnehmer (capteur à fil transmetteur), Seilzug-Weg-/Winkel-Wandler (transducteur course/angle à câble), etc.
Dans l'espace anglo-saxon, on emploie les termes suivants : string potentiometer, draw wire sensor, draw wire transducer, yo-yo sensor, pull wire sensor, wire transducer, Cable Extension Transducer (CET).
Au début des années 80, K. M. Steinich, fondateur et directeur général de la société ASM GmbH, a utilisé le terme de "WS-Positionssensor" (capteur de position WS) pour désigner une nouvelle génération de capteurs de position industriels fonctionnant selon le principe du câble de déplacement. Ainsi, le sigle "WS" signifie "Wegseil" (câble de déplacement) en allemand et "wire sensor" en anglais.

Pour plus de détails sur le principe de mesure, voir Capteurs de position WS, principe de mesure.

Un "capteur" est un dispositif capable de mesurer des grandeurs physiques telles que la pression, la température, le déplacement, l'angle, la position, etc. On emploie parfois aussi les termes de palpeur, transducteur ou détecteur. Les notions de "technique sensorielle" et de "sensorique" connaissent une diffusion internationale.

Le principe des capteurs de position POSICHRON^® repose sur le principe de temps de propagation d'une onde de densité mécano-élastique dans un solide métallique, ou guide d'ondes, aux propriétés à la fois magnétostrictives et magnéto-élastiques.

Les ondes de densité mécano-élastiques se propagent dans les solides à une vitesse d'une grande constance qui dépend de la densité du solide et du module d'élasticité ou de glissement. Les ondes de densité mécano-élastiques sont des ondes de densité dans le domaine cristallin. Il n'y a pas de transport de matière ni de déplacement, mais un transport d'énergie.

La vitesse de propagation ne dépend pas seulement de la densité, elle est aussi fonction du mode d'onde, selon qu'il s'agit d'une onde longitudinale ou torsionnelle se propageant dans le solide. Selon le mode d'onde et selon le matériau utilisé, la vitesse de propagation du guide d'ondes se situe entre 2500 et 5000 m/s. Comme la fréquence de la vitesse de propagation se situe en dehors du domaine audible pour l'oreille humaine, on rencontre souvent le terme d'ondes ultrasonores utilisé dans diverses publications. Mais par souci de précision d'un point de vue physique, nous parlons toujours, ici, d'ondes de densité mécano-élastiques au sens de la loi de Hooke.

A peu près tous les solides homogènes dont le module d'élasticité reste constant sur une vaste plage de températures sont appropriés pour la conduction des ondes de densité mécano-élastiques dans le cadre d'une utilisation dans des capteurs de position selon le principe "time of flight". En l'occurrence, les métaux se sont avérés particulièrement adaptés et intéressants car ils possèdent en outre des propriétés magnétostrictives et magnétoélastiques.

Dans le système de longimétrie POSIMAG^®, un capteur magnétorésistif balaye les champs magnétiques sur une règle magnétique sans contact et, donc, sans usure. Le dispositif électronique d'interpolation intégré convertit sans temporisation les signaux sinus-cosinus décalés de 90° envoyés par le capteur, avec le signal de référence, en signaux compatibles RS422, puis les émet. Des résolutions jusqu'à 5 µm sont possibles. En tant que capteur rapide sans temporisation, POSIMAG® est particulièrement approprié pour des applications en association avec des servocommandes.

La règle magnétique est une bande d'acier flexible recouverte d'une couche magnétique, laquelle est aimantée en sections régulières et fixée à une bande porteuse. Pour protéger la bande magnétique contre les influences mécaniques, elle peut être recouverte d'une bande d'acier non magnétique.

Pour saisir la position, la tête de lecture est guidée le long et à faible distance de la règle. Le champ magnétique et, ainsi, l'information sur le déplacement sont donc saisis sans le moindre contact. Sur les capteurs à écartement polaire de 1 mm, la distance entre la règle et la tête de lecture peut se situer entre 0,1 mm et 0,5 mm. Sur les capteurs à écartement polaire de 5 mm, cette distance peut aller jusqu'à 2 mm.

La règle magnétique est simple à monter. Il suffit de coller la bande magnétique sur le support préparé (p.ex. socle de machine) au moyen d'un ruban adhésif posé à l'usine.

Les capteurs de position WS d'ASM se composent pour l'essentiel des éléments suivants :

• un câble de mesure de fabrication spéciale, calibré avec précision
• un tambour de câble de mesure fabriqué avec précision
• un axe de mesure et un moteur à ressort

Un élément de capteur angulaire relié à un arbre (potentiomètre de précision, encodeur incrémentiel ou absolu) ainsi que des éléments de butée de câble pour ancrer et fixer le câble de mesure sont logés dans un boîtier, à l'abri des influences extérieures, avec les autres composants mécaniques et le dispositif électronique du capteur. Le câble de mesure de précision est enroulé serré autour du tambour, en une couche, tour après tour. Le tambour de précision, de faible masse, est entraîné par le moteur à ressort dans le sens inverse de l'extraction selon le nombre de tours spécifié, enroulant le câble de mesure avec une force de retrait constante. Le câble de mesure est toujours soumis à une tension de retrait relativement constante grâce au moteur à ressort. La force de retrait du ressort est réglée de manière à équilibrer les forces dynamiques résultant de l'inertie de masse, du frottement et d'autres facteurs et de manière à toujours raidir le câble de mesure dans les conditions spécifiées. Les limites s'appliquant aux valeurs d'accélération spécifiées pour chaque capteur de position WS ne doivent pas être dépassées, sinon le câble se relâche. Dans ce cas, le bobinage précis du câble n'est plus assuré et le capteur va tomber en panne tôt ou tard. Par le processus de bobinage du câble de mesure sur la circonférence du tambour, le déplacement linéaire du câble de mesure (lequel est relié à l'objet de mesure mobile) est converti en mouvement angulaire. Ce mouvement angulaire est ensuite converti par certains éléments de capteur en un signal de sortie électrique proportionnel au déplacement linéaire de l'objet de la mesure.

Composé de deux chiffres, le code IP (International Protection Code) définit les points suivants selon la norme DIN EN 60529 :

Le premier chiffre du code IP symbolise la protection contre le contact et les corps étrangers. Le second chiffre symbolise la protection contre la pénétration de liquides.

Tous les types de construction de capteurs de position WS sont contrôlés selon la norme DIN EN 60529. Les degrés de protection atteints sont mentionnés sur la fiche technique correspondant au modèle. Le code IP ne s'applique pas au boîtier du tambour de câble. Pour les capteurs de position POSIMAG^® et POSICHRON^®, les valeurs mentionnées sur la fiche technique sont également valables pour les différents types de construction.

Plus nous pourrons analyser votre application concrète avec précision, plus nous serons en mesure de vous conseiller et de vous proposer le principe et le système de mesure les mieux adaptés à vos besoins. C'est pourquoi nous avons développé un plan d'étude spécifique vous permettant de nous décrire votre application et nous donnant les moyens de vous apporter le meilleur conseil. Vous trouverez ce questionnaire à la fin de chaque catalogue de capteurs de position.

En environnement industriel normal, la corrosion n'est généralement pas un problème. Une corrosion extrême peut cependant être observée en atmosphère chimique corrosive, p. ex. dans les installations de galvanisation, dans les ateliers de zingage ou dans les installations dégageant de l'acide sulfhydrique, ainsi que dans l'eau de mer.

Pour les applications en présence de substances corrosives, nous vous recommandons de consulter ASM. Notre équipe d'experts se fera un plaisir de vous conseiller.

Le diamètre du câble de mesure dépend du type de capteur et peut se situer entre 0,3 mm et 0,8 mm. Sur certains capteurs, des diamètres supérieurs sont disponibles sur demande, mais il faut alors compter avec un fléchissement plus élevé du câble. Un câble de mesure épais a aussi un impact négatif sur l'augmentation de l'inertie de masse des éléments mobiles parce que l'augmentation de masse se produit précisément à la périphérie du tambour, et donc à l'endroit le plus défavorable pour la dynamique.

Les câbles de mesure employés par ASM dans les capteurs de position WS sont conçus pour plusieurs millions de cycles. Une usure inhabituelle du câble de mesure peut avoir différentes causes :

• endommagement mécanique direct (p.ex. frottement sur le sol, flambage du câble lors du montage ou pendant le fonctionnement)
• dépôts de substances abrasives sur le câble de mesure
• dépôts de substances agglutinantes ou collantes sur le câble de mesure
• températures extrêmement élevées/ faibles
• traction oblique du câble de mesure avec entaille de la sortie de câble
• jeu du câble de mesure avec bobinage et choc incontrôlé de la butée de câble sur la sortie de câble
• renvoi du câble par une ou plusieurs poulies de trop faible diamètre
• renvoi multiple en sens opposé
• guidage du câble de mesure dans une ouverture de trop faible diamètre entraînant accrochage et usure
• fatigue du matériau du câble pour atteinte de la résistance à la flexion alternée

Chez ASM, de nombreux capteurs standard sont disponibles en stock. Les versions spéciales peuvent généralement être livrées à court terme.

Capteurs de position POSICHRON^®

Capteurs de position POSIMAG^®

Capteurs de position WS

Les substances abrasives sont un facteur d'usure fréquent pour les pièces mobiles des capteurs. Il s'agit notamment de :

• poussière de quarz
• oxydes de métaux
• poussière de céramique

Capteurs de position à câble de déplacement (WS)

Les substances abrasives peuvent dans certains cas causer une usure d'importance surprenante sur les éléments mobiles : câble, sortie de câble et tambour de câble. Nous recommandons une étude préalable précise de votre champ d'application pour sélectionner le capteur de position WS répondant le mieux à vos exigences spécifiques.

Capteurs de position POSIMAG^®

Sur les capteurs de position POSIMAG^®, les substances abrasives causent de l'usure entre la plaque supérieure et la bande de recouvrement (faible écartement plaque/ bande).

Capteurs de position POSICHRON^®

Sur les systèmes POSICHRON^® avec aimant de positionnement guidé, les substances abrasives peuvent causer une très forte usure des éléments de guidage. C'est pourquoi nous recommandons, dans la mesure du possible, de ne pas employer d'aimants de positionnement guidés. Les systèmes non guidés permettent de bénéficier de l'absence totale d'usure grâce au principe Posichron.

LVDT

Avec les capteurs LVDT, il faut escompter une forte usure en présence de substances abrasives.

F498 POSICHRON®
Les capteurs POSICHRON® sont disponibles avec les types de sortie 'Marche-Arrêt'

Capteurs de position POSIMAG^®

Les capteurs POSIMAG^® sont disponibles avec sortie échantillonnée A/B x4
+F525


Capteurs de position WS

Les capteurs de position WS (à câble de déplacement) sont disponibles avec les types de sortie suivants: