Capteurs magnétiques

Capteurs magnétiques – mesure sans contact de position et de mouvement en automatisme industriel

Les capteurs magnétiques sont des éléments de mesure sans contact utilisés pour la détection de position, de déplacement, de vitesse et de direction de mouvement dans les systèmes d'automatisme, les entraînements et la robotique. Ils fonctionnent sur le principe de la mesure du champ magnétique généré par un aimant permanent ou un élément ferromagnétique mobile. Les principales technologies sont l'effet Hall, la magnétorésistance (AMR, GMR) et les bobines inductives. RGB Elektronika propose une gamme complète de capteurs magnétiques pour applications linéaires et rotatives, en versions standard et industrielles avec certifications ATEX.

L'avantage des capteurs magnétiques par rapport aux optiques est leur pleine résistance à la contamination : poussière, copeaux métalliques, huiles, graisses et humidité ne perturbent pas le fonctionnement. Ils ne nécessitent pas de trajet optique transparent – l'aimant et le capteur peuvent être séparés par un joint, une paroi de cylindre ou un métal non magnétique. Degrés de protection IP67–IP69K. Plages de température –40°C à +150°C.

Types de capteurs magnétiques

• Capteurs à effet Hall – détectent la présence d'un champ magnétique ou mesurent son intensité. Sortie numérique (commutation ON/OFF) ou analogique (proportionnelle à l'intensité du champ). Utilisés pour la détection de position d'arbre, fins de course des vérins, lecture d'aimants codants sur encodeurs magnétiques.
• Capteurs AMR (magnétorésistance anisotrope) – très haute résolution de mesure d'angle, inférieure à 0,1°. Faible consommation d'énergie. Utilisés dans les servocommandes, directions de véhicules électriques et têtes rotatives industrielles.
• Capteurs GMR (magnétorésistance géante) – sensibilité encore plus élevée que l'AMR, possibilité de fonctionnement à grande distance de l'aimant. Utilisés dans les systèmes de mesure linéaire de position et les encodeurs à ruban.
• Capteurs Reed – contact simple de commutation activé par le champ magnétique. Économiques, fiables, sans électronique. Utilisés pour la détection de position des vérins pneumatiques à travers la paroi du cylindre, ouverture/fermeture de portes, vannes à bille.
• Règles magnétiques linéaires – ruban ou règle codé magnétiquement avec capteur de lecture. Résolution jusqu'à 1 µm, plages jusqu'à plusieurs mètres. Utilisés en remplacement des encodeurs linéaires optiques dans les environnements avec liquides de coupe et copeaux.
• Encodeurs magnétiques (absolus et incrémentaux) – disque magnétique avec ruban multipolaire et capteur AMR/Hall. Résistants aux vibrations et chocs. Compacts – arbre jusqu'à 50 mm de diamètre. Interfaces : SIN/COS, A/B/Z, RS-422, SSI, BISS-C, EnDat.

Applications des capteurs magnétiques

• Vérins pneumatiques et hydrauliques – capteurs Reed et Hall pour la lecture de position du piston à travers la paroi du cylindre. Montage rapide en T-slot, sans modification du cylindre.
• Servocommandes et moteurs électriques – encodeurs magnétiques pour la mesure d'angle du rotor, commutation des moteurs sans balais BLDC/PMSM. Résistants à l'huile et à la poussière contrairement aux optiques.
• Machines CNC et machines-outils – règles magnétiques pour axes linéaires, remplaçant les réseaux de diffraction en verre ou pierre dans les environnements nécessitant une résistance aux liquides de coupe émulsifiés.
• Robotique mobile et véhicules AGV – détection de position le long du ruban magnétique au sol, orientation par rapport à la station d'accueil.
• Industrie alimentaire – capteurs magnétiques en boîtiers hygiéniques IP69K, sans fissures accumulant les impuretés. Détection de position des vannes et clapets.
• Sécurité des machines – verrous de sécurité magnétiques pour portes et protecteurs, détection de fermeture des protecteurs dans les systèmes SIL 3/PL e.

Critères de sélection d'un capteur magnétique

• Technologie – Reed (économique, simple ON/OFF) → Hall (rapide, numérique) → AMR/GMR (mesure précise d'angle/position) → encodeur magnétique (retour en boucle fermée)
• Distance de travail (gap) – dépend de la force de l'aimant utilisé ; typiquement 1–8 mm pour capteurs Hall, 0,1–2 mm pour AMR
• Environnement – présence de copeaux ferritiques peut perturber le fonctionnement ; utiliser des aimants à forte force ou des protections en matériau non magnétique
• Interface de sortie – PNP/NPN pour automates, SIN/COS ou SSI pour servocommandes, IO-Link pour diagnostic et reconfiguration