Qu'est-ce qu'un capteur de proximité
Un capteur de proximité détecte qu'un objet est arrivé à une position, sans le toucher et sans levier mécanique à user. L'élément de détection est logé derrière une face, excité en permanence, et la sortie change d'état lorsqu'une cible entre dans sa portée. Faute de contact, le capteur ne s'use pas, ne demande aucun effort pour s'actionner et commute bien plus vite qu'un détecteur de fin de course à levier.
La grande majorité de ces capteurs sont inductifs : ils créent un champ magnétique alternatif au niveau de la face et détectent les courants de Foucault induits dans une cible métallique. Ils sont donc fiables dans l'huile, le liquide de coupe, la poussière et les zones de lavage, là où un appareil optique peinerait, mais ils ne répondent qu'au métal, et à des distances différentes selon le métal. Les types capacitifs détectent à peu près n'importe quel matériau, plastique, liquide ou poudre compris, au prix d'un déclenchement plus facile par accident.
La question du choix porte donc rarement sur le capteur en soi. Elle porte sur la matière de la cible, la distance à laquelle la face peut réellement s'en approcher, la vitesse à laquelle la cible défile, et l'effet de la mécanique métallique environnante sur le champ. Cette page traite de ces points, et marque la frontière avec les familles voisines vers lesquelles on se tourne souvent à tort.
Comment mesure un capteur de proximité
Un capteur inductif pilote un oscillateur dont la bobine est bobinée autour d'un noyau derrière la face de détection. Lorsqu'une cible conductrice entre dans le champ, des courants de Foucault y circulent et amortissent l'oscillation ; le capteur détecte la variation d'amplitude et commute sa sortie. La distance elle-même n'est pas mesurée : la sortie est un oui ou un non, à un point fixé par le seuil interne.
L'amortissement dépend de la conductivité de la cible et de son caractère magnétique, ce qui explique que la portée nominale soit annoncée sur acier doux et réduite pour tout le reste. L'aluminium et le cuivre amortissent le champ à une distance plus courte, et les facteurs de réduction publiés par les fabricants expriment exactement cela. Une cible plus fine que le minimum spécifié, ou revêtue d'un dépôt, ne se comporte ni comme l'un ni comme l'autre.
Le champ s'étendant au-delà de la face dans toutes les directions, un capteur peut aussi être déclenché par autre chose que sa cible prévue. Deux appareils montés face à face ou côte à côte peuvent se perturber, et un capteur non blindé noyé dans le métal voit une partie de son champ absorbée par le logement qui l'entoure. Les règles de montage font donc partie de la mesure et non d'un détail d'installation.
Choix de configuration
L'essentiel de la spécification est déterminé par ces décisions plutôt que par la classe d'exactitude. Chacune contraint la suivante, c'est pourquoi elles sont tranchées dans l'ordre.
| Configuration | Options à fixer | Ce que cela détermine réellement |
| Principe de détection | Types inductifs, capacitifs et magnétiques | Les matériaux qui peuvent être détectés, et la tolérance du capteur aux cibles parasites comme à son environnement. |
| Portée nominale | Annoncée sur une cible normalisée en acier doux, de quelques millimètres et au-delà | L'entrefer que l'installation peut tolérer. C'est un point de départ et non une valeur de travail, car le matériau et le montage la réduisent tous les deux. |
| Blindé ou non blindé | Les types blindés peuvent être montés noyés dans le métal ; les types non blindés portent plus loin mais exigent un pourtour dégagé | La possibilité d'encastrer le capteur dans un support ou de devoir le laisser saillant. Ce point se tranche sur le plan mécanique, et non sur l'exigence de détection. |
| Forme et taille du boîtier | Cylindres filetés dans les tailles métriques courantes, et formes rectangulaires ou en bloc | L'aptitude à tenir dans l'espace disponible, et à être réglé puis bloqué en position après mise au point. |
| Type de sortie | PNP, NPN, deux fils, trois fils et quatre fils, en forme normalement ouvert ou normalement fermé | Le raccordement du capteur à la carte d'entrée, et ce que l'automate voit en l'absence de cible. Une polarité de sortie inadaptée est l'une des causes les plus fréquentes d'un capteur neuf qui paraît ne pas fonctionner. |
| Raccordement | Câble intégré, ou connecteur dans une taille industrielle courante | La possibilité de débrancher le capteur pour le remplacer sans refaire le câblage, ce qui compte sur une machine qui en porte beaucoup. |
| Alimentation et fréquence de commutation | La tension de service, et le nombre maximal de commutations par seconde | La capacité du capteur à suivre la cadence de la machine. Une cible rapide peut traverser le champ et en ressortir entre deux cycles de commutation. |
| Environnement | Indice de protection, résistance aux projections de soudage, et immunité aux champs des équipements de soudage proches | La durée de vie du capteur là où il est monté, laquelle se compte en semaines sur une cellule de soudage pour un type inadapté. |
Comment choisir un capteur de proximité
| Critère | Pourquoi il décide de la réponse | Comment le fixer avant de nous consulter |
| Matériau de la cible | Il fixe la portée réelle, car une cible qui n'est pas en acier doux déclenche le capteur à un entrefer plus court que la valeur publiée | Indiquez le matériau de la cible, et son revêtement ou son traitement de surface s'il en a un. |
| Taille et épaisseur de la cible | Une cible plus petite ou plus fine que la cible de référence réduit encore la distance | Donnez la plus petite dimension de la cible le long de l'axe de détection, et pas seulement sa surface. |
| Contrainte de montage | Montage noyé ou non, et quantité de métal autour du capteur | Envoyez un croquis du support et de la position du capteur par rapport à la mécanique métallique voisine. |
| Vitesse de commutation face à la cadence | Le capteur doit résoudre le passage le plus rapide et le temps de présence le plus court | Donnez la vitesse de ligne et la durée pendant laquelle la cible reste devant le capteur. |
| Distance aux autres capteurs | Des capteurs voisins peuvent se déclencher mutuellement | Précisez à quelle distance les capteurs seront installés, et s'ils peuvent être alternés ou blindés. |
| Conditions ambiantes | Liquide de coupe, copeaux, lavage, poussière, projections de soudage et température ambiante agissent tous sur la face du capteur | Décrivez la cellule dans laquelle se trouve le capteur, et non l'usine en général. |
| Ce que le signal pilote | La tension et la polarité de la carte d'entrée, et la logique attendue par le programme | Confirmez le type d'entrée avant de commander, pour que le type de sortie soit fixé par autre chose qu'une préférence. |
La portée nominale est une valeur de laboratoire. La portée utile est ce qui reste après que le matériau de la cible, sa taille et le montage ont chacun pris leur part : elle doit donc être traitée comme une borne supérieure et non comme un réglage.
Les alternatives les plus proches
Ce sont les types que recouvre généralement une demande pour un capteur de proximité, et le moment où le choix se décide vraiment.
| Alternative la plus proche | Ce qui la distingue d'un capteur de proximité |
| Capteurs photoélectriques | Optiques, ils détectent donc presque n'importe quel matériau à des distances qu'un capteur inductif ne peut pas atteindre, et ils distinguent le clair du sombre ou détectent un objet transparent. Ils exigent un trajet optique dégagé et souffrent dans la poussière, la buée et le lavage, précisément là où un capteur inductif reste imperturbable. |
| Capteurs de position | Indiquent où se trouve un élément, souvent sous forme d'une valeur continue sur une course, plutôt que de signaler qu'il a atteint un point. Lorsque le système de contrôle a besoin de la position réelle, le détecteur de proximité ne fournit que la confirmation de fin de course. |
| Capteurs de déplacement | Mesurent un petit déplacement sous forme d'une distance continue, ce dont a besoin un contrôle de faux rond, de flèche ou de dilatation thermique. Un capteur de proximité réduit cette information à un seul seuil : il peut confirmer une limite, mais pas indiquer à quelle distance se trouve la pièce. |
| Capteurs de niveau | Les mêmes principes physiques appliqués à la surface d'un produit plutôt qu'à une pièce de machine, et conditionnés pour les cuves et les trémies. Un capteur de proximité placé dans une trémie est un détecteur de niveau à point ; lorsqu'un niveau continu est voulu, c'est la famille du niveau qu'il faut. |
| Capteurs de vitesse | Comptent la cadence à laquelle les cibles passent et délivrent une fréquence proportionnelle à la vitesse. Un capteur de proximité peut fournir les impulsions, mais il ne peut pas rendre compte de la vitesse elle-même : cette conversion se fait dans l'automate ou dans un capteur de vitesse dédié. |
| Autres capteurs industriels | Une catégorie fourre-tout pour les services qu'aucune famille précise ne couvre, comme les détecteurs magnétiques de vérin ou les verrouillages de sécurité. Lorsqu'une application porte une exigence de certification, un capteur de proximité d'usage général ne la remplace pas. |
Les deux familles le plus souvent confondues ici sont l'inductif et le photoélectrique. Le choix se tranche généralement sur une seule question : la cible est-elle métallique, et l'environnement est-il assez sale pour aveugler un capteur optique ?
Ce qu'il faut inclure dans la demande
La première réponse peut être un devis plutôt qu'une série de questions si la demande contient ces éléments. Lorsqu'un chiffre est inconnu, envoyez la description de l'usage et nous confirmerons ce qu'il implique.
- Matériau de la cible, et ses dimensions et épaisseur dans la direction de détection
- Distance de travail nécessaire entre la face de détection et la cible
- Possibilité de monter le capteur noyé dans le métal ou obligation de le laisser dégagé
- Vitesse de commutation ou vitesse de ligne, et durée de présence de la cible dans la portée
- Type et polarité de sortie attendus par la carte d'entrée
- Mode de raccordement souhaité, et nécessité de débrancher les capteurs pour les remplacer
- Conditions ambiantes : liquide de coupe, copeaux, poussière, lavage, projections de soudage et température
- Nombre d'unités nécessaires, et fourniture éventuelle de rechanges avec la commande
- Quantité, port de destination et date de livraison requise