Capteurs de proximité inductifs et capacitifs

Le monde devient de plus en plus connecté que jamais auparavant, grâce à la montée continue de l'Internet des Objets. Au cœur de ce monde connecté en hausse, se trouvent les systèmes de surveillance, qui utilisent des réseaux de capteurs pour interagir avec l'environnement environnant. Les systèmes de surveillance peuvent être observés dans les environnements industriels, qui surveillent la qualité des produits et l'efficacité des processus, et même dans les salles de bains, permettant aux robinets de s'allumer et de s'éteindre sans contact. Vous pouvez remercier les interrupteurs de proximité pour ces capacités de détection d'objets.

Les capteurs de proximité varient dans leur fonctionnement. Ces capteurs sans contact utilisent un signal acoustique (ultrasonique) pour déterminer quand un objet est dans le champ de vision du capteur, ou ils utilisent le champ électromagnétique d'une certaine manière. Les capteurs de proximité courants utilisent la lumière infrarouge pour détecter un objet, tandis que d'autres utilisent la capacité propre ou l'inductance d'un objet pour générer un signal électrique.

Applications des Capteurs de Proximité

Les capteurs de proximité inductifs et capacitifs fonctionnent sous un concept similaire à celui des capteurs tactiles capacitifs. Ces capteurs détectent les objets proches en mesurant une perturbation dans le champ électromagnétique environnant. Contrairement aux capteurs traditionnels, qui nécessitent un interrupteur mécanique ou un levier, les capteurs de proximité peuvent être utilisés pour détecter avec précision un objet sans nécessiter de contact. Un capteur de proximité conçu ou ajusté pour une courte portée peut également être utilisé comme un interrupteur tactile.

Les capteurs de proximité sont idéaux pour une utilisation dans des environnements sales ou humides grâce à leur mode de fonctionnement sans contact. Ils sont moins sensibles à la poussière, à l'humidité, aux vibrations et au bruit, et leur circuit interne à base d'état solide les rend dans des applications où les vibrations peuvent interférer avec les interrupteurs de contact traditionnels. Ainsi, les capteurs de proximité ont tendance à avoir une longue durée de vie fonctionnelle et sont très fiables en raison de l'absence de pièces mécaniques et de l'absence de contact physique avec l'objet cible.

Capteurs de Proximité Inductifs et Conductifs

Hors du domaine de la détection ultrasonique ou infrarouge, les capteurs de proximité les plus courants sont :

• Capteurs de proximité inductifs : Ces capteurs sont utilisés pour la détection sans contact d'objets métalliques, ferreux et non ferreux, et utilisent une bobine et un signal AC pour générer un champ électromagnétique oscillant près de l'élément de détection. Lorsqu'un objet métallique est à proximité, la bobine induit un courant de Foucault, qui induit à son tour une FCEM dans la bobine, ce qui amortit l'amplitude du champ. La hausse ou la baisse de cette oscillation est identifiée avec un circuit de déclenchement de Schmitt. La sensibilité de ces capteurs dépend du métal spécifique détecté.
• Capteurs de proximité capacitifs : Ces capteurs sont utilisés pour détecter des objets conducteurs ou isolants, les rendant beaucoup plus flexibles que les capteurs de proximité inductifs. Ces capteurs fonctionnent en mesurant l'impédance du capteur alors qu'un signal oscillant très stable se propage à travers l'élément de détection. Lorsqu'un objet est amené à proximité, l'objet et l'élément de détection ont une certaine capacité mutuelle, qui change l'impédance de l'élément de détection. Ce changement d'impédance peut également être détecté avec un déclencheur de Schmitt, ADC, ou un autre circuit de seuil.

Un capteur de proximité capacitif

Choisir un capteur de proximité

Les capteurs ou interrupteurs de proximité peuvent être conçus pour fonctionner avec précision dans un environnement à haute vitesse ou à basse vitesse. Ils peuvent fournir une sortie analogique ou numérique, et ils utilisent une tension de fonctionnement typique de 0 à 10 V CC avec un faible courant. Lors de la sélection d'un capteur de proximité, certains éléments à considérer sont :

• Matériau détecté : Différents capteurs de proximité sont optimisés pour détecter différents matériaux. Les capteurs inductifs sont généralement choisis pour distinguer les métaux des non-métaux.
• Facteur de forme et distance de détection : Ces capteurs se présentent sous différentes formes et tailles. Ces capteurs peuvent également être blindés ou non blindés. Un capteur de proximité non blindé offre généralement une portée plus longue, tandis qu'un capteur blindé permet généralement un montage à fleur.
• Sensibilité : Cela est principalement lié à la sensibilité du circuit de seuillage et à la force du signal AC utilisé dans l'élément de détection. Comme mentionné ci-dessus, la sensibilité est également liée au matériau détecté.

Omron, série E2J

Le Omron E2J est un ensemble de capteurs capacitifs avec deux variantes principales : Omron E2J-W20MA et le Omron E2J-W10MA. Le E2J-W10MA offre une distance de détection réglable allant de 4 à 10 mm, tandis que le E2J-W20MA supporte une distance de détection réglable allant de 8 à 20 mm. Ils ont tous les deux une fréquence de réponse de 70 Hz et une classification IP66. L'alimentation électrique typique pour les capteurs est de 24 V CC, et lorsqu'ils sont montés sur une main robotique ou dans un système de manipulation, vous pouvez vous attendre à détecter des LCD, des wafers, des PDP et d'autres produits.

Capteur de proximité capacitif Omron E2J-W20MA. Extrait de la fiche technique E2J-W20MA.

Omron, TL-N20MD

Le Omron TL-N20MD inductif offre une distance de détection de 20 mm. La fréquence de réponse est de 300 Hz, et il supporte une alimentation électrique de 12 à 24 V CC. Avec une température de fonctionnement de - 25 à 70°C (sans givre ni condensation) et une classification IP67 selon l'IEC 60529, ce capteur de proximité peut être déployé pour une multitude d'applications nécessitant une grande distance de détection. D'autres modèles avec une distance de détection inférieure sont également disponibles, bien que ces modèles aient un temps de réponse plus long.

Capteur de proximité inductif Omron TL-N20MD. Extrait de la fiche technique TL-N20MD.

Omron, E2K-C25ME1

Poursuivant la quête de capteurs de proximité avec une grande distance de détection, le Omron E2K-C25ME1 est un capteur de proximité capacitif non blindé capable de détecter des objets avec précision jusqu'à 25 mm. Il prend en charge une large gamme de tensions d'alimentation de 10 à 40 V DC. La fréquence de réponse est de 70 Hz et le capteur est classé IP66. L'Omron E2K-C25ME1 trouve sa place dans les applications nécessitant une grande distance de détection et un temps de réponse rapide.

Capteur de proximité capacitif Omron E2K-C25ME1. Extrait de la fiche technique E2K-C25ME1.

Les capteurs de proximité continueront d'être des instruments essentiels dans une gamme évolutive d'applications. Les capteurs de proximité présentés ici ne sont que quelques exemples des options que vous pouvez trouver sur le marché. Vous pouvez trouver les composants dont vous avez besoin pour la détection d'objets et d'autres applications à partir de notre guide de sélection de pièces.

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