Détecteur de proximité inductif, M12

Un détecteur de proximité inductif détecte une pièce métallique sans la toucher. Une bobine logée dans la face de détection génère un champ alternatif, une cible métallique qui entre dans ce champ en prélève de l’énergie, et le circuit qui maintient la bobine en oscillation enregistre la variation et actionne sa sortie. Rien ne bouge et rien ne s’use, ce qui explique qu’on l’emploie pour la détection de fin de course, le comptage et la détection de position sur des machines où un fin de course mécanique devrait être remplacé tous les quelques mois.

Les détecteurs présentés sur cette page sont des corps filetés M12 dans un boîtier en laiton nickelé à face de détection en ABS. Deux distances de détection sont proposées : 2 mm sur la version blindée, qui peut être encastrée à ras du métal, et 4 mm sur la version non blindée, qui doit rester dégagée du métal. Quatre formes de sortie couvrent NPN, PNP, deux fils DC et deux fils AC, et le contact peut être normalement ouvert, normalement fermé ou inverseur.

L’étanchéité est assurée au niveau IP65 et la température de service s’étend de -25 à +65 °C. Les versions DC fonctionnent de 6 à 36 V, si bien qu’une seule référence couvre les circuits de commande de 12 V et de 24 V, et les versions AC fonctionnent de 36 à 250 V.

Comment fonctionne un détecteur de proximité inductif

La face de détection contient une bobine qui fait partie d’un oscillateur, fonctionnant à une fréquence bien supérieure à la cadence de commutation de la sortie. Lorsqu’une cible métallique entre dans le champ, des courants de Foucault y sont induits et prélèvent de l’énergie au circuit. L’amplitude d’oscillation diminue, un circuit de détection perçoit la variation et actionne la sortie. Le point de commutation est fixé par la quantité d’énergie que la cible absorbe, ce qui explique que le matériau de la cible compte autant que la distance.

Les deux valeurs qui règlent l’emplacement de montage sont la distance nominale de détection et la distance de réglage. La distance nominale est mesurée sur une cible de référence en fer d’une taille définie, dans un montage de laboratoire. La distance de réglage est la plage sur laquelle le détecteur peut réellement être positionné en pratique, et elle est toujours plus petite, parce que le métal environnant, la tension d’alimentation et la température déplacent, tous trois, le point de fonctionnement. Le document fourni pour ces détecteurs recommande, pour cette raison, un montage à 85 % de la distance nominale.

Les versions blindées et non blindées diffèrent par l’endroit où va le champ. Un détecteur blindé porte une bague métallique autour de la bobine, qui concentre le champ devant la face : il peut donc être noyé dans une surface métallique sans que le métal environnant l’amortisse, au prix d’une portée réduite. Un détecteur non blindé n’a pas cette bague, son champ s’étale donc et porte plus loin, mais une surface métallique placée près de la face l’amortira et le détecteur commandera en permanence.

Comment choisir le bon détecteur

Décidez d’abord comment le détecteur sera monté. Un trou fileté dans un support métallique, avec la face affleurante, appelle la version blindée. Une position où le détecteur reste dégagé de tout métal environnant peut employer la version non blindée et y gagner en distance. Ce choix est en général dicté par la conception de la machine plutôt que par une préférence.

Accordez ensuite la sortie avec le circuit de commande. NPN convient à une entrée qui absorbe le courant sur un automate ou un contrôleur ; PNP convient à une entrée qui le fournit. Le deux fils DC est prévu lorsque le câblage existant ne dispose que de deux conducteurs. Le deux fils AC est prévu pour un circuit de commande déjà en AC, et sa fréquence de réponse de 25 Hz est une limite à noter : sur une fonction de comptage rapide il ne suivra pas, là où une version DC commute à 0,5 kHz.

Vérifiez ensuite le courant de la charge. Le courant de sortie diffère selon la forme, de 200 mA sur la version deux fils DC à 400 mA sur la version AC, et une charge proche de cette valeur doit être vérifiée plutôt que présumée suffisante.

Réglez pour finir la position sur la machine. La distance à laquelle le détecteur commute réellement dépend du matériau de la cible, du métal environnant et de l’alimentation, si bien que la démarche utile consiste à monter à une fraction de la distance nominale puis à ajuster la machine montée, plutôt que de figer une valeur nominale sur l’établi.

Limites et points à confirmer

Un détecteur inductif ne répond qu’au métal. Une pièce en plastique, en verre, en céramique ou en bois traverse le champ sans être détectée, et une cible non métallique exige un capteur capacitif ou photoélectrique. Lorsque la cible est métallique mais logée derrière un capot, la détection à travers le capot ne fonctionne que si l’entrefer total reste à l’intérieur de la distance de détection.

La distance de détection publiée n’est pas la distance en service. Le document donne l’inox comme commutant à environ 0,8 fois la valeur nominale et le laiton à environ 0,4 fois, et il recommande aussi un montage à 85 % de la valeur nominale. Ces deux effets se multiplient, si bien qu’une cible en laiton sur un détecteur de 4 mm commute plutôt vers 1,4 mm que vers 4 mm. Une position de montage reprise du seul chiffre du catalogue est la raison habituelle pour laquelle un détecteur qui fonctionnait sur l’établi refuse de se déclencher sur la machine.

Deux points du document fourni sont incomplets. Le tableau des références énumère une forme à trois fils AC dont le code répète le code deux fils AC, si bien que cette forme est nommée sur cette page avec l’incohérence signalée plutôt que passée sous silence. Et l’effet de la température sur la détection est donné deux fois avec des tolérances différentes selon la plage considérée. Les deux sont publiés tels quels, sans qu’on tranche en faveur de l’un.

Le document précise aussi que le support de montage n’est pas fourni, si bien qu’il reste à le prévoir du côté de la machine. En présence d’un champ magnétique important, un câble blindé est recommandé plutôt que le câble standard.