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Bien choisir un codeur linéaire

Les codeurs linéaires sont des capteurs qui convertissent une position ou un déplacement en signal analogique ou numérique. A partir de l’information de position , les codeurs permettent de déduire également la vitesse de déplacement, le sens ou l’accélération. Les codeurs linéaires sont très utilisés dans les applications nécessitant un contrôle précis de la position : machine-outils, robotique, etc… Il existe 2 principaux types de codeurs linéaires, les codeurs absolus qui fournissent une position absolue et les codeurs incrémentaux qui fournissent une information sur le le déplacement.
Application typique : Intégration dans les machines-outils, les machines à mesurer tridimensionnelles, etc.
Ce guide ne traite pas des codeurs rotatifs qui seront traités à part.

Consulter les codeurs linéaires

  • Comment choisir un codeur linéaire ?

    Tout d’abord vous devez déterminer si vous avez besoin d’un codeur incrémental (qui a besoin de revenir à un point de référence pour effectuer sa mesure) ou d’un codeur absolu (qui indique sa position à tout moment).
    Vous devez aussi définir le type de montage de votre codeur, qui dépend notamment de la technologie utilisée : les codeurs optiques et magnétiques sont composés d’une règle à fixer sur l’objet en mouvement et d’une tête de lecture fixe. Vous pouvez choisir un codeur linéaire optique si vous souhaitez une mesure précise, ou un codeur magnétique si le niveau de prix l’emporte sur la précision du codeur. Si vous avez besoin d’une mesure très précise, nous vous conseillons de vous orienter vers les codeurs linéaires interférométriques.

    Votre choix va également se faire en fonction du type de sortie, qui dépend de la façon dont vous pouvez traiter le signal : le signal de sortie peut être analogique ou être transmis à travers un bus terrain.

    Critères de choix :

    • incrémental ou absolu
    • technologie
    • type de montage
    • type de sortie
  • Comment fonctionne un codeur linéaire incrémental ?

    Codeur linéaire incrémental de la marque Renishaw

    Un codeur linéaire incrémental mesure un déplacement à partir d’une position de référence. Le signal de sortie correspond à des impulsions plus ou moins rapprochées en fonction de la résolution du codeur. Ces impulsions doivent être converties par un système externe de traitement du signal pour donner une information de distance par rapport à la position de référence.
    Si vous devez utiliser votre codeur pour gérer une vitesse de déplacement, nous vous conseillons de choisir un codeur linéaire incrémental, car son signal de sortie sous forme sinusoïdale contribuera à maintenir une vitesse régulière, alors que la fréquence d’acquisition du signal d’un codeur linéaire absolu peut générer de petites variations de vitesse.

  • Comment fonctionne un codeur linéaire absolu ?

    Codeur linéaire absolu de la marque Lika Electronic

    Un codeur linéaire absolu indique en permanence une position sous la forme d’un signal binaire. Ce signal correspond à un code lu sur la règle (un peu comme un code-barres avec une séquence spéciale qui évite la répétition sur tout le parcours du codeur linéaire). Le signal en sortie peut être traité en analogique ou transformé en signal de sortie numérique et transmis à un système de traitement à travers un bus terrain.

  • Quelles sont les principales technologies de codeurs linéaires?

    Codeur linéaire magnétique

    Codeur linéaire magnétique de la marque Kübler

    Les codeurs linéaires magnétiques sont moins onéreux que les codeurs optiques et sont moins sensibles à la pollution. Par contre les règles magnétiques sont souvent moins précises que les règles optiques (précision de l’ordre de 10 µm par mètre).

    Codeurs linéaires optiques

    Codeur linéaire optique de la marque Paul Vahle GmbH & Co. KG

    Les codeurs linéaires optiques sont les plus utilisés pour les automatisations industrielles. Les technologies optiques sont très précises (de l’ordre de 1 µm par mètre) et permettent une résolution de l’ordre de 5 µm.
    Par contre les codeurs linéaires optiques sont sensibles à la poussière, aux salissures et aux vibrations.

    Codeurs linéaires laser interférométriques

    Codeur laser interférométrique Renishaw

    Les codeurs linéaires interférométriques offrent une très grande précision, et ce sur de grandes distances. Par contre, ils sont sensibles à la pollution (poussières, brouillard ambiant, projections diverses).
    Ils sont notamment employés pour mesurer des distances importantes avec une grande précision dans des environnements propres, par exemple dans l’industrie des semi-conducteurs et dans l’industrie aérospatiale.

  • Quelles sont les autres technologies de mesure de déplacement linéaire ?

    Pour les petites distances, il existe des codeurs linéaires capacitifs qui offrent une précision et une bonne résolution, mais qui sont très sensibles aux salissures. Ce type de capteur est notamment utilisé pour les pieds à coulisse numériques.

    Vous pouvez aussi choisir un codeur à câble, qui est en fait un codeur rotatif, ou un potentiomètre relié à un câble monté sur un enrouleur et dont l’extrémité est fixée sur la pièce dont vous voulez mesurer le déplacement. L’avantage de ce type de codeur est de pouvoir déporter la partie électronique sans être nécessairement dans l’axe du déplacement à mesurer. Les codeurs linéaires à câble peuvent mesurer de grandes distances (jusqu’à plusieurs dizaines de mètres).

    Vous pouvez également trouver des codeurs linéaires à pignon et crémaillère qui fonctionnent aussi avec un codeur rotatif ou un potentiomètre.

  • Qu’est-ce que la résolution d’un codeur linéaire ?

    La résolution d’un codeur linéaire incrémental correspond à la distance parcourue entre deux signaux (le pas).

    La résolution d’un codeur linéaire absolu correspond au nombre de bits envoyés par le codeur.

    Les codeurs incrémentaux ont une vitesse maximale liée à la fréquence de lecture du signal et à la résolution désirée : plus la résolution est élevée, plus la vitesse maximale doit être réduite. C’est pourquoi nous vous conseillons de choisir plutôt un codeur absolu lorsque la vitesse d’exécution est prépondérante.

  • Quels sont les autres critères de choix pour les codeurs linéaires ?

    Codeur linéaire de la marque Newall

    Type de sortie :
    Les codeurs linéaires incrémentaux sont en général proposés avec un signal de sortie analogique.
    Les codeurs linéaires absolus transforment généralement le signal binaire en signal numérique pour le transmettre au système de traitement des données à travers un bus terrain tel que SSI, CANopen ou Profinet.

    Niveau de protection :
    Selon l’environnement dans lequel vous allez utiliser votre codeur linéaire, celui-ci devra comporter des caractéristiques particulières telles qu’un indice de protection (IP) spécifique ou un classement ATEX pour les milieux explosifs.

    Dimensionnement :
    Un codeur linéaire est défini par sa résolution et par la distance qu’il doit mesurer. Ces caractéristiques dépendent de l’application pour laquelle il sera utilisé, par exemple un instrument de métrologie, une table de machine-outil à commande numérique, etc.
    Vous devrez vous assurer que l’encombrement du codeur linéaire vous permet de le fixer correctement, aussi bien en ce qui concerne la règle elle-même que la tête de lecture.

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