Introduction aux Transducteurs

Nous avons vu dans cette section sur les Dispositifs d’Entrée/Sortie que les transducteurs sont des dispositifs qui convertissent une forme d’énergie en une autre. Par exemple, les microphones convertissent les ondes sonores en signaux électriques, les moteurs convertissent l’énergie électrique en énergie mécanique, ou les ampoules convertissent l’énergie électrique en lumière. Quoi qu’il en soit, les transducteurs dans leurs nombreuses formes peuvent être interfacés avec des circuits électriques et électroniques pour surveiller ou contrôler l’environnement dans lequel ils sont installés.

Il existe des milliers de transducteurs parmi lesquels choisir pour chaque application requise, qu’elle soit électrique, mécanique, chimique, biologique, ultrasonique, etc.

Les transducteurs peuvent être subdivisés en dispositifs d’entrée appelés « capteurs » et dispositifs de sortie appelés « actionneurs ». C’est-à-dire qu’un capteur est un appareil qui reçoit ou réagit à un signal d’entrée, tandis qu’un actionneur est un appareil qui déclenche ou déplace quelque chose.

Les Transducteurs comme Dispositifs d’Entrée ou Capteurs

• Les capteurs sont des dispositifs « d’entrée » qui convertissent un type d’énergie ou de quantité en un signal analogique électrique.
• Les formes les plus courantes de capteurs sont ceux qui détectent la position, la température, la lumière, la pression et la vitesse.
• Le dispositif d’entrée le plus simple est l’interrupteur ou le bouton-poussoir.
• Certains capteurs appelés « auto-générateurs » génèrent des tensions ou des courants de sortie relatifs à la quantité mesurée, tels que les thermocouples et les cellules solaires photovoltaïques, et leur bande passante de sortie est égale à celle de la quantité mesurée.
• Certains capteurs appelés « modulants » changent leurs propriétés physiques, telles que l’inductance ou la résistance, par rapport à la quantité mesurée, comme les capteurs inductifs, les LDR et les potentiomètres, et doivent être polarisés pour fournir une tension ou un courant de sortie.
• Tous les capteurs ne produisent pas une sortie linéaire simple et une circuiterie de linéarisation peut être nécessaire.
• Un conditionnement du signal peut également être nécessaire pour fournir une compatibilité entre le faible signal de sortie des capteurs et la circuiterie de détection ou d’amplification.
• Une forme d’amplification est généralement requise afin de produire un signal électrique adéquat capable d’être mesuré.
• Les amplificateurs opérationnels de type instrumentation sont idéaux pour le traitement et le conditionnement du signal de sortie d’un capteur.

Les Transducteurs comme Dispositifs de Sortie ou Actionneurs

• Les dispositifs « de sortie » sont communément appelés actionneurs et le plus simple de tous les actionneurs est la LED, la lampe ou l’indicateur.
• Les relais assurent une bonne séparation des signaux de contrôle électroniques basse tension et des circuits de charge haute puissance.
• Les relais assurent la séparation des circuits DC et AC (c’est-à-dire la commutation d’un courant alternatif via un signal de contrôle DC ou vice versa).
• Les relais à état solide ont une réponse rapide, une longue durée de vie, aucun mouvement mécanique, sans étincelles ou rebonds, mais nécessitent un dissipateur de chaleur.
• Les solénoïdes sont des dispositifs électromagnétiques utilisés principalement pour ouvrir ou fermer des vannes pneumatiques, des portes de sécurité et des applications de type robot. Ce sont des charges inductives, donc un diode de roue libre est requise.
• Les moteurs à courant continu à aimant permanent sont moins chers et plus petits que les moteurs équivalents à bobinage car ils n’ont pas de bobinage de champ.
• Les interrupteurs à transistor peuvent être utilisés comme contrôleurs unipolaires simples ON/OFF et le contrôle de la vitesse à largeur d’impulsions est obtenu en faisant varier le cycle de service du signal de contrôle.
• Le contrôle bi-directionnel des moteurs peut être réalisé en connectant le moteur à l’intérieur d’un pont en H à transistor.
• Les moteurs pas à pas peuvent être contrôlés directement en utilisant des techniques de commutation par transistor.
• La vitesse et la position d’un moteur pas à pas peuvent être contrôlées avec précision en utilisant des impulsions, ce qui permet de fonctionner en mode ouvert.
• Les microphones sont des transducteurs sonores d’entrée qui peuvent détecter les ondes acoustiques dans les plages infrasoniques, sonores audibles ou ultrasoniques générées par une vibration mécanique.
• Les haut-parleurs, les buzzers, les klaxons et les avertisseurs sont des dispositifs de sortie. Ils sont utilisés pour produire un son, une tonalité, une note ou une alarme.

Dans ce Résumé des Transducteurs, Capteurs et Actionneurs, nous avons listé les principaux types et nous espérons que vous comprenez maintenant la différence entre eux.