Un capteur magnétique détecte la position d’objets ferromagnétiques ou équipés d’aimants sans contact physique, en exploitant des principes comme l’effet Hall ou la magnétorésistance, idéaux pour des environnements poussiéreux ou vibrants. Pour sélectionner le bon modèle, évaluez d’abord la plage de mesure linéaire ou angulaire requise, ainsi que la précision attendue, qui varie selon la technologie et la force du champ magnétique.
Critères de sélection essentiels
- Technologie de détection : Les capteurs magnétiques reposent sur différentes technologies (magnétorésistive, effet Hall, reed). Le choix dépend du niveau de précision attendu, de la stabilité face aux variations de champ et de la durée de vie souhaitée. Optez pour des capteurs à effet Hall pour une linéarité élevée sur de grandes plages, ou à magnétorésistance (AMR, GMR) pour une sensibilité accrue aux faibles champs, en vérifiant l’insensibilité aux interférences parasites.
- Aimant associé : Le capteur doit être compatible avec l’aimant intégré au piston ou à la pièce mobile. La force et la polarité de l’aimant influencent la distance de détection et la fiabilité du signal. Un bon appairage capteur‑aimant garantit une commutation précise et répétable. Choisissez un diamagnétique NdFeB de grade N35H pour une stabilité thermique, avec un diamètre et une épaisseur adaptés à l’écart d’air (jusqu’à 1,5 mm) et à la tolérance de désalignement.
- Environnement d’utilisation : Indices de protection (IP65 à IP69K), résistance aux poussières, projections d’eau, lavages haute pression, températures extrêmes (jusqu’à −40 °C pour certaines variantes). La robustesse mécanique face aux vibrations et aux chocs est également déterminante.
- Précision et vitesse : Vérifiez la résolution (bits) et la réponse dynamique pour des applications rapides comme la détection multipoints. Plus la précision exigée est élevée, plus le capteur doit être stable face aux variations de champ magnétique.
- Plage de mesure : Distance ou angle maximal à couvrir, résolution et répétabilité selon l’application.
- Type de mouvement à surveiller: Détection linéaire (piston, chariot) ou rotative (axe, angle). Le capteur doit être choisi en fonction de la cinématique de l’application.
- Compatibilité électrique: Tension d’alimentation (souvent 10–30 V CC), sorties PNP/NPN, contact NO/NC, compatibilité avec les cartes d’entrées TOR des automates.
- Montage et intégration Montage direct dans rainure T ou C, adaptateurs mécaniques si nécessaire. Un montage simple réduit le temps d’installation et facilite la maintenance.
Capteurs magnétiques les plus précis pour la robotique
Dans la robotique moderne, la précision est critique. Les capteurs les plus adaptés sont :
- Capteurs magnétorésistifs (MR) : très sensibles, indépendants de l’intensité du champ, parfaits pour la mesure d’angles et de positions fines. comme les Capteurs Festo SMT‑8M
- Capteurs à effet Hall haute résolution : utilisés pour la détection d’angles rotatifs et le positionnement précis dans les articulations robotiques. Exemple: la série SRBS‑Q1.
- Applications de robotique de précision : intégration de systèmes magnétiques pour mouvements sans friction et contrôle fluide.
Capteurs magnétorésistifs (MR) vs Capteurs à effet Hall
| Critère | Capteurs magnétorésistifs (MR) | Capteur Magnétique à effet Hall |
|---|---|---|
| Principe | Variation de la résistance d’un matériau soumis à un champ magnétique | Tension Hall générée par la déviation des porteurs de charge |
| Sensibilité | Très élevée, indépendante de l’intensité du champ | Bonne, mais dépendante du champ magnétique |
| Précision | Excellente pour mesures fines et angles précis | Correcte, idéale pour détection rotative et commutation |
| Applications | Vérins pneumatiques, robotique de précision, mesure d’angles | Automobile (ABS, moteurs), capteurs de courant, articulations robotiques |
| Robustesse | Très fiable, longue durée de vie, insensible aux variations de champ | Fiables et économiques, sensibles aux perturbations externes |
| Exemples industriels | Festo SMT‑8M (détection linéaire) | Festo SRBS‑Q1 (détection angulaire jusqu’à 270°) |
Qu’est-ce l’effet Hall?
Lorsqu’un courant électrique traverse un matériau placé dans un champ magnétique perpendiculaire, les porteurs de charge (électrons ou trous) sont déviés par la force de Lorentz. Cette déviation provoque une accumulation de charges sur un côté du matériau, créant une différence de potentiel latérale appelée tension Hall.
Cette tension est proportionnelle au champ magnétique et au courant appliqué. Elle constitue la base de nombreux capteurs modernes, car elle permet de transformer une variation de champ en signal électrique exploitable pour la détection de position, de vitesse ou de courant.