Zettlex Ltd. » Compagnie

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Zettlex est une société de fabrication de capteurs.Nos capteurs mesurent avec exactitude et fiabilité la position ou la vitesse, même dans des conditions difficiles - d'où notre devise – « Précision dans l'extrême ». Nous

concevons et fabriquons des capteurs
fournissons des composants et des circuits intégrés de capteurs
développons des capteurs selon les besoins du client.

Une technologie unique de circuit imprimé multicouches permet à ZETTLEX de réaliser des capteurs sans contacts, sans paliers, sans pièces fragiles, sans maintenance, sans ennui… juste des mesures exactes - toute la journée, tous les jours.

Nous vendons aux constructeurs de systèmes originaux et aux intégrateurs de systèmes dans une large gamme de secteurs. Nos applications comprennent la mesure de positions, les interfaces utilisateurs, les servocommandes & commandes de moteur. Environ la moitié de nos activités est liée à la sécurité ou est essentielle en matière de sécurité.

Le personnel technique de Zettlex est leader mondial dans ce domaine.

Zettlex est certifiée ISO 9001 et BS EN 13980 pour la fabrication de capteurs électromagnétiques, y compris pour les capteurs pour environnement de sécurité intrinsèque ATEX.

Résumé

Le but de ce document est d’informer les ingénieurs à propos des principes de fonctionnement, des règles de conception et des applications de la technologie Zettlex. La technologie Zettlex est une technique de non-contact pour la mesure de déplacements et/ou de vélocité. Le principe fondamental de fonctionnement est basé sur le phénomène d’induction mutuelle, spécifiquement, l’induction mutuelle entre une cible conductive et un une nappe de conducteurs, alimentée par un courant alternatif. En d’autres termes, il s’agit de l’induction. Les capteurs à induction – comme des résolveurs ou des transformateurs linéaires - ont une réputation méritée en matière de précision et de fiabilité mais ils ont également la réputation d’être volumineux, lourds et coûteux. Zettlex offre tous les avantages des capteurs à induction mais sans les inconvénients de volume, de poids et de coût. Dans un capteur de position Zettlex, une Antenne contenant une nappe de conducteurs (souvent mais pas toujours, placés sur un circuit imprimé) est alimentée avec un faible courant alternatif. Un champ électromagnétique est formé à proximité de l’antenne. Habituellement, ce champ s’étend juste sur quelques millimètres- parfois quelques centimètres- de la surface plane de l’Antenne. Quand une Cible conductive passive pénètre dans ce champ, la Cible provoque une perturbation électromagnétique qui peut être perçue par l’antenne. Le signal de la perturbation indique uniquement l’identité et la position de la Cible par rapport à l’Antenne. L’indentité de la Cible est déterminée à partir de sa fréquence de réponse. De multiples Cibles peuvent être perçues par une seule Antenne. Des capteurs à induction ont été utilisés dans des conditions de sécurité critiques depuis plus de 50 ans dans les domaines de l’aérospatiale, de la défense et du secteur de l’automobile. La technologie Zettlex applique ce principe fondamental de la physique pour fournir une technique de détection qui est extrêmement stable et répétitive, sans tenir compte de l’environnement physique. Cela fait que cette technique est spécialement adaptée pour les mesures de précision dans les environnements extrêmes – d’où notre devise ‘Precision in the Extreme’. Les capteurs Zettlex sont utilisés tous les jours dans des applications spécifiques à des organisations comme la Royal Navy, Royal Air Force, British Army, US Navy and US Marine Corps. Des environnements hostiles peuvent inclure des températures extrêmes, des vibrations, des chocs, des aggressions chimiques, de l’eau, des immersions de longue durée, un usage intensif, du bruit électromagnétique, de la poussière, un matériau étranger, des espaces étroits ou un poids contraignant. Grand nombre de ces aggressions physiques peuvent être contrecarrées en couvrant ou en encapsulant les parties principales du capteur. Les températures extrêmes peuvent être contournées en localisant les parties électroniques dans un environnement moins hostile, distant de l’environnement agressif qui se trouve à proximité de la zone de mesure. Les environnements électromagnétiques extrêmes ne causent pas d’erreurs de lecture du fait de la conception de la Cible et de l’Antenne, qui permet au capteur d’éliminer tout bruit qu’il reçoit. La technologie Zettlex est adaptée à une large variété de mesures géométriques incluant les rotations, les translations rectilignes, les translations curvilignes, en 2 et 3 dimensions. La gamme de mesure est habituellemnt de 1mm à 10m. Il y a une large variété d’applications incluant les capteurs de déplacement, les interfaces utilisateurs et le contrôle des servos moteurs.

1. Introduction

Zettlex exploite prioritairement, la technologie sans contact de détection de la position et de la vitesse à travers une large variété d’applications et de secteurs. Nous offrons des détecteurs robustes, fiables, précis à des prix abordables. Nos clients sont habituellement des constructeurs intégrateurs de systèmes (CIS) à qui nous vendons des détecteurs, des sous ensembles pour capteurs, des composants pour capteurs (notament des puces préprogrammées) et des applications pour projets d’ingénierie.

2. But

Ce document a pour but d’informer les techniciens ou ingénieurs sur les principes d’exploitations, des règles de conception et des applications potentielles de la technologie Zetllex.

3. Terminologie

Dans ce document, nous utilisons le terme de “Capteur”.Plus précisément, la signifiacation de ce terme pourrait être transducteur. Certains peuvent également utiliser les termes d’encodeur, de dispositif de mesure, de détecteur ou d’instrument. Dans ce document vous pouvez estimer que le terme de Capteur englobe tous ces termes.De façon similaire, dans ce document, nous utilisons le terme de “position”. Le terme scientifique plus précis serait déplacement. Certains utilisent plutôt les termes de localisation ou de distance. Pour les géometries d’angle rationelles, les termes de déplacement angulaire ou de rotation sont utilisés. Dans ce document vous pouvez estimer que le terme de position englobe tous ces termes.

4. Contexte scientifique

Si vous êtes un ingénieur en électronique ou un physicien expérimenté, vous pouvez sauter cette partie et aller directement au chapitre 5. Les principes physiques gérant la technologie Zettlex sont très bien ètablis et couverts par quelques lois fondamentales de la physique.

4.1. Champ magnétique dû à un courant Electrique

Quand un conducteur est parcouru par un courant, un champ magnétique est produit autour de ce conducteur – un phénomène découvert par Oersted à Copenhague en 1820. Il fit cette découverte en plaçant un conducteur parcouru par un courant électrique au-dessus d’une aiguille magnétisée. Celle-ci se déplaçant dans le sens des aiguilles d’une montre ou dans le sens inverse selon la direction du courant.

Si nous regardons le long d’un conducteur et qu’un courant le suit en s’éloignant de nous, comme le montre la croix à l’intérieur du conducteur sur le schéma ci-dessous, le champ magnétique se déplace dans le sens des aiguilles d’une montre et les lignes du flux magnétique peuvent être représentées par des cercles concentriques autour du fil électrique.

4.2. Intensité du champ magnétique

La loi d’Ampère, établit que la force du champ magnétique dans un éspace libre, H, à une distance r d’un fil électrique droit de longueur infinie transportant un courrant I est donnée par l’équation suivante: Le champ produit par un conducteur de longueur infinie se comprend facilement. Lorsque le conducteur se présente sous la forme d’une boucle ou d’une série de boucles, le modèle du champ est plus compliqué. Le champ autour d’une boucle peut généralement être classé en 3 zones:

Champ du fil électrique – très proche de la surface du conducteur. Ce champ possède une forte intensité et il est prédominant sur un conducteur droit de longueur infinie sans tenir compte de la forme actuelle du conducteur. Ce champ – étant donné sa très faible distance par rapport à la surface du conducteur- n’est généralement pas pris en compte quand on parle de la technologie Zettlex.
Le champ de proximité- le champ de proximité est pour nous la plus importante des 3 zones à considérer dans la technologie Zettlex. C’est un champ dont l’intensité est relativement uniforme. Le champ de proximité pour un courant transporté par un conducteur, se forme dans une boucle circulaire de rayon r qui s’étend habituellement à une limite maximum au-dessus et en-dessous de la boucle de 0.5r.
Le champ lointain- loin du conducteur. Ce champ lointain est cette région au-delà du champ de proximité et qui s’étend à l’infini. L’intensité du champ diminue en fonction du cube de la distance depuis le courant transporté par le conducteur arrangé dans une simple spire.

Si le conducteur véhiculant un courant a la forme d’une spire, le champ depuis un circuit quelconque est augmenté par le nombre de circuits ou de tours, N, dans toute boucle quelconque. Le champ d’une bobine est proportionel à N et au courrant dans la bobine. Le produit NI est souvent la réference en “ampère-tour” dans le circuit.

4.3. L’induction électromagnétique

En 1831, Michael Faraday découvra l’induction électromagnétique, à savoir la méthode d’obtention d’un courant électrique avec l’aide d’un flux magnétique. Il enroula deux bobines sur un anneau métallique et il trouva qu’en fermant un interrupteur pour faire circuler un courant dans la première bobine, qu’un courant était mesuré par la déviation d’un galvanomètre relié à la deuxième bobine. De plus, quand l’interrupteur était ouvert, le galvanomètre était dévié dans la direction inverse. Il proposa que tout courant était induit dans une bobine par l’action d’un autre dans la seconde. Quelques semaines plus tard, lors d’une expérience séparée, il trouva que quand un aimant permanent était déplacé par rapport à une bobine, un galvanomètre était dévié dans une direction et dans la direction opposée quand l’aimant s’éloignait de la bobine. C’est cette expérience qui convaint Faraday qu’un courrant électrique pouvait être produit par le mouvement d’un flux magnétique par rapport à une bobine. Faraday montra également que la magnitude de la force électro-motrice induite (f.e.m) est proportionelle au taux de variation du flux magnétique qui passe à travers la bobine. Si nous considérons deux bobines- une bobine de transmission (Tx) et une de réception (Rx)- alors nous pouvons voir que l’équation suivante peut être appliquée:

VRX= - K dITX

Où:

¨ VRXest le voltage induit dans la bobine de réception

¨ K est l’induction mutuelle de couplage, facteur dépendant des bobines par rapport aux zones, géométrie, distance, et par rapport au nombre de circuits

¨ dITX/dt est la derivée de la variation du courrant dans la bobine de transmission par rapport au temps.

5. Principes de fonctionnement

Pour cela nous pouvons considerer un simple exemple de détecteur linéaire Zettlex. Un détecteur Zettlex comporte trois élements opérationels: Une Cible, une Antenne et un Module Electrique.

La cible est un composant passif, habituellement un dispositif conducteur (mais pas toujours) fait d’une pièce de circuit imprimé et qui ne requièrt pas de connection électrique.

L’antenne est une nappe de conducteurs qui sont disposés comme des circuits transmetteurs et récepteurs le long et à travers un axe de mesure. Dans ce cas l’axe est linéaire et droit mais dans d’autres cas il peut être linéaire avec une surface complexe. De façon similaire, il peut être curviligne, circulaire, en 2D ou 3D. Habituellement (mais pas toujours), les conducteurs sont positionnés sur un circuit imprimé.

Comme éxpliqué dans les paragraphes précédents, le principe physique est le phénomène d’induction mutuelle. Par conséquent, pour tout système géométrique de mesure donné, cela peut être l’un ou l’autre, l’Antenne ou la Cible, qui se positionne le long du chemin de mesure. De manière similaire l’objet en mouvement n’est pas nécessairement l’élément passif.

Le module électrique reçoit l’énergie, fournit un signal à l’Antenne, reçoit le signal de retour et de perturbation, le transforme et le traduit en signal électrique de sortie indiquant la position de la Cible par rapport à l’Antenne le long de l’axe de mesure.- dans ce cas linéaire. Lorsque l’Antenne est alimentée avec un courant alternatif, elle génère localement un champ électromagnétique. Quand la Cible entre dans le champ magnétique, cela provoque une perturbation, qui à son tour, est détectée par l’Antenne. Le signal de la perturbation peut soit être directement fourni pour traitement à un système résident ou, plus généralement, au module électronique. Le module électronique délivre par la suite un signal analogique reflétant la position de la Cible sur l’axe de mesure de l’Antenne. Plusieurs Cibles peuvent être détectées en une seule fois par une seule Antenne. Bien qu’en théorie il n’y ait pas de nombre maximum, 8 est un nombre raisonable en pratique. En tant que limite de la technique de mesure Zettlex ignore tous déplacements de la Cible autre que ceux de l’axe de mesure. C’est là la clé pour permettre une mesure de haute précision sans haute précision et coût élevé d’ingénierie mécanique. Cela signifie, par exemple, que si l’écart entre la Cible et l’Antenne venait à augmenter de 3mm à 3.3mm, cela n’affecterait pas la mesure de la position. Cependant, si la position relative de la Cible et de l’Antenne changeait de sorte que certaines composantes du déplacement relatif était le long de l’axe de mesure, alors la mesure du déplacement poura changer de façon équivalente à la composante résultante. La limite supérieure habituelle de déplacement de la cible par rapport à l’axe de mesure est équivalente à la limite du champ de proximité généré par l’Antenne. Par exemple, comme illustré sur la figure du détecteur linéaire ci-dessous, si l’on considère que l’Antenne a une largeur de 15mm (mesurée de façon orthogonale par rapport à l’axe de mesure), alors le champ de proximité pourra s’étendre d’un maximum de 7.5mm au-dessus de la surface de l’Antenne. Cela signifie que la Cible peut être placée n’importe où dans ce volume de 7.5mm de hauteur et sa position pourra être mesurable. Habituellement une hauteur nominale ou de conception inférieure à 50% de la hauteur maximale est spécifiée lors de la conception d’un Capteur.

6. Description des composants principaux

6.1 La Cible

La Cible est un circuit électriquement conducteur passif formé par un simple chemin sinueux ou une série de pistes sur un circuit imprimé. Les Cibles peuvent être conformément enduitent (vernies), encapsulées ou insérées dans un moule avec une injection de moulage si les conditions environnementales le nécessitent. Habituellement, les cibles sont fixées à un composant hôte à l’aide de vis, d’axes (pour positioner la Cible), de clips ou d’adhésif. La taille et la forme des Cibles varient de quelques mm à plusieurs mètres. Les Cible peuvent être plus petites que l’Antenne ou plus grandes que celle-ci.

6.2 Antenna L’antenne

L’Antenne est habituellement un arrangement plat de conducteurs qui forme un circuit transmetteur et récepteur. Les circuits sont disposés le long et au travers de l’axe de mesure de l’Antenne. Habituellement, les circuits sont conçus comme une piste sur un circuit imprimé- dans la majorité des cas sur un circuit imprimé multi-couche FR4, mais toujours. Par exemple La figure de gauche montre une Antenne, qui a été imprimée en utilisant de l’encre électrique conductrice sur un circuit flexible en polymère. De nombreux substrats peuvent être utilisés à condition qu’ils ne soient pas conducteurs. Les substrats en céramique ou en polyamide sont spécialement adaptés pour les températures extrêmes. De simples bobines de fil ou de l’encre conductrice peuvent également être utilisées pour produire une Antenne. La forme et la taille d’une Antenne varient de quelques mm à plusieurs centaines de mm. La plus large Antenne imprimée a une aire de format A0 ou supérieur à 2700mm de long. De plus grandes tailles peuvent être réalisées en utilisant différentes formes de fil électrique. Certaines formes de constructions ne requièrent pas de substrat et peuvent être faites avec une bobine de fil conductrice autour d’un arrangement de chevilles (c.a.d. un fil électrique enroulé autour de plusieur chevilles ou tiges métaliques fines de façon à tracer un chemin avec le fil). De telles constructions sont bien adaptées, pour l’une en application avec de hautes températures ou, pour l’autre à des bobines peu coûteuses (mais peu précises).

6.3 Le Module Electronique

Le Module Electronique comprend une alimentation électrique, une protection contre les surtensions et les inversions de polarité (si nécessaire), un circuit transmetteur (incluant un oscillateur), un circuit récepteur, un microcontrôleur et une sortie électrique. Un exemple d’application avec un circuit spécifique de Zettlex est illustré sur la figure de droite. Les puissances typiques sont 3.3, 5, 12 ou 24V avec une puissance de consommation inférieure à 100miliwatts à 100% du cycle d’utilisation. La puissance de consommation est proportionelle à la fréquence de mesure. Par exemple, la puissance de consommation d’un dispositif dont la fréquence de lecture est de 100 fois par seconde sera 50 milliwatts tout comme celle d’une unité dont la fréquence de lecture de une par seconde sera de 50 microwatts. Des alimentations 4-20mA CC sont communément utilisées et Zettlex fabrique plusieurs alimentations de ce type. Le Module Electronique est typiquement localisé sur le même circuit imprimé que l’Antenne. De façon alternative, le Module Electrique peut être localisé à distance de l’Antenne et une interconnection faite de fils électriques ou de circuits imprimés flexi-rigides peut être ajoutée. Modifier la localisation du Module Electrique peut être avantageux dans deux cas:

Antennes multiples – contrôlées par un Module Electrique centralisé qui assure le multiplexage des différentes antennes.
Environnement extrême- où il est avantageux de localiser le Module Electronique dans un environnement moins contraignant que l’Antenne ou la Cible.

La distance entre le Module et l’Antenne peut aller de quelques mm à plusieurs mètres. La distance maximale est déterminée par 4 facteurs:

La taille de l’Antenne et de la Cible
Le couplage entre l’Antenne et la Cible
L’environnement électromagnétique
La Spécification de l’interconnection avec les fils électriques

Plus grands sont l’Antenne et la Cible, plus grande sera la distance pratique entre l’Antenne et le Module Electrique. Meilleur est “le couplage” (dû à l’écart ou à la géométrie physique), plus grande sera la distance. Moins l’environnement électrique est contraignant, plus grande sera la distance. Si l’interconnection avec des fils électriques est protégée de l’environnement e-m – par exemple, avec des paires torsadées, blindées ou placées dans un conduit- alors plus grande sera la distance. Différentes variétés de sorties électriques sont possibles. Les sorties analogiques inclues 0-5V, 0-10V, 4…20mA (2 ou 3 cables), PWM, HART protocole et sin/cos 1V de pic à pic. Les sorties digitales inclues RS232, RS485, SPI, SSI, A/B Pulses, Code Gris, MODBus, CANBus. Les versions ATEX (sécurité intrasec) du Module Electronique sont déjà disponibles. Les versions ITAR gratuites (seulement les composant gratuis des USA) des modules électroniques sont déjà disponibles.

7. Performance Fonctionelle

La performance fonctionelle d’un grand nombre de Capteurs est typiquement caractérisée par trois paramètres principaux:

¨ La résolution

¨ La répétabilité

¨ La linéarité

¨ La fréquence de Mesure

En règle générale, meilleures sont la résolution, la linéarité et la fréquence de mesure, meilleur est le coût de n’importe lequel des Capteurs de position. Cela est aussi vrai pour les Capteurs Zettlex. Zettlex offre aux (CIS) une gamme de Capteurs qui peuvent être directement adaptés afin de correspondre exactement avec l’application requise- ni plus ni moins- c’est pourquoi ces coûts sont minimisés.

La Résolution. Typiquement, Zettlex mesure de façon absolue avec une résolution de 10-24bits (1k-16M points) de la pleine échelle. Théoriquement, il n’y a pas de résolution minimum ou maximum, depuis que la limite est seulement établie par la conversion de l’analogique au digital dans l’un ou l’autre du Module Electrique Zettlex ou du système hôte. Zettlex a produit des disposotifs de rotation multi-tour avec une Résolution de 32bits et un dispositif de rotation de 2” avec une résolution digitale de 24bits. Les requêtes de résolution les plus fréquentes sont de 13-20bits.
La Répitabilité. Une des clés de la technologie Zettlex est qu’il n’y ait pas d’ hystéresis contrairement à de nombreux détecteurs magétiques, où des effets signifiants d’hystéresis surviennent dans la croube B-H, il n’y a pas de tel mécanisme pour l’hystéresis dans les dispositifs Zettlex. Par conséquent, la répétabilité est toujours +/-1 moins sigificative que la résolution citée.
La linéarité. Pour des raisons de clarté technique, il est important de comprendre la différence entre “la linéarité brute” et “la linéarité calibrée”. La linéarité calibrée fait référence à la linéarité du Capteur après avoir été calibré sur place avec son équipement hôte. – c’est ainsi que n’importe quelle variation mécanique croissante est supprimée. La linéarité brute fait référence à la linéarité que les dispositifs Zettlex (habituellement distribués sous forme de kit) vont atteindre à condition que la Cible et l’Antenne soient montées sous certaines – relativement généreuse – tolérances mécaniques.

Pour un dispositif linéaire, une linéarité brute typique est:

0.1% tous les 5mm de l’échelle totale si la Cible et l’Antenne sont montées pour des mouvements lisses avec un guidage contrôlé (c a d que les tolérances des composants mécaniques de l’hôte soient typiqument inférieurs à 0,1mm). Par exemple, si un tel capteur linéaire avait une plage totale de 50mm et que la Cible et l’Antenne étaient montés sur palier de glissement linéaire lisse nous pourrions espérer une linéarité brute du capteur Zettlex de 0,01% de la pleine échelle.
0,25% tous les 5mm de l’échelle totale si la Cible et l’Antenne sont montés seulement pour un contrôle modéré de la position relative (c.a.d. que les tolérances mécaniques de montage sont habituellement 0,25mm). Par exemple si un tel capteur avait une échelle totale de 50mm et la Cible et l’Antenne étaient montés sur palier de glissement linéaire lisse nous pourrions espérer une linéarité brute du capteur Zettlex de 0,025% de la pleine échelle.
<0,5% de la pleine échelle si la Cible et l’Antenne sont montés de telle sorte que le mouvement relatif le long de l’axe de mesure est relativement sans contrainte.

Pour des capteurs rotatifs ou curvi-linéaires, des principes similaires sont appliqués mais les dimensions de “références” sont Habituellememnt tous les 5mm de la longueur effective de l’Antenne ou de la Cible. Habituellememnt, cela est calculé de la même façon qu’une circonférence ou qu’une longueur d’arc est calculée et dans laquelle le rayon est pris comme la moyenne du rayon externe et interne de l’Antenne ou de la Cible, respectivement des plus internes et externes des formes sinueuses

Si les capteurs Zettlex sont calibrés après avoir été fixés à leur place, en utilisant un dispositif de référence (comme un encodeur optique de haute précision ou une machine coordinée de mesure) alors le calibrage brut devrait être:

Avec environ 10 points de calibrage, nous pourrions nous attendre à une linéarité brute réduite par un facteur de 2
Avec environ 1000 points de calibrage, nous pourrions nous attendre à une linéarité brute réduite par un facteur de 10

Comme vu dans les données ci-dessus, plus longue est la longueur d’un Capteur linéaire Zettlex, meilleure sera sa linéarité. De façon similaire, plus grand est le diamètre d’un Capteur rotatif Zettlex, meilleure sera sa linéarité. En règle générale la meilleure linéarité est atteinte avec l’Atenne et la Cible montées pour des déplacements mécaniques lisses, répétitifs et des sorties digitales comme RS485, SSI, ModBUS etc.

8. Performances environnementales

8.1 Emissions électromagnétiques

Du fait de leur nature fondamentale, les capteurs Zettlex produisent des émissions électromagnétiques. En pratique, ces émissions sont très faibles. Premièrement, la puissance transmise est faible (typiquement

8.2 Susceptibilité électromagnétique

C’est peut-être surprenant pour le nouveau venu, mais les Capteurs Zettlex sont idéalement adaptés pour les environnements électromagnétiques bruyants. La technologie fondamentale des capteurs a été spécifiquement conçue pour des operations robustes dans un environnement bruyant. A titre d’illustration, plus de 30% des applications commerciales des capteurs Zettlex requièrent d’être localisées à proximité (

utiliser une fréquence spécifique pour correspondre étroitement à la fréquence naturelle de la Cible et seulement recevoir des signaux à cette fréquence spécifique
recevoir des signaux uniquement avec des minimums et des maximums d’amplitudes limites
recevoir uniquement des signaux en opposition de phase à la phase de transmission
Annuler tout bruit électromagnétique inconnu en organisant des conducteurs dans la zone de l’Antenne en dipôles équilibrés (Conceptuellement, cela est semblable à une paire torsadée planaire). En conséquence, suite à l’intrusion d’une énergie électromagnétique inconnue ou d’un bruit induisant un courant circulant dans une partie de l’Antenne, un courant antagoniste est créé en opposition dans l’autre partie –annulant ainsi les effets. Cette fonctionnalité est la plus importante et les 3 autres fonctionnalités sont généralement utilisées comme filet de sécurité redondants.

Dans certains cas extrêmes (par exemple en face des installations de radars militaires ou à l'intérieur des appareils d'IRM) où des intensités de champ >>100V/m sont communes, il est habituel que tout système électrique souffre de saturation électromagnétique si il n’est pas blindé. Dans ces cas, un boîtier électrique séparé ne devrait pas être nécessaire pour qu’un capteur Zettlex fonctionne de manière fiable. Les capteurs Zettlex peuvent être fabriqués de sorte à ce que l’extérieure de l’Antenne ou de la Cible porte une couche mince de cuivre. Cela agit comme une imparfaite mais efficace (et peu coûteuses) Cage de Faraday, protégeant le capteur contre de puissants champs. De telles constructions peuvent également être utilisées pour réduire au minimum les émissions provenant d'un capteur Zettlex.

8.3 La Température

Les principes fondamentaux de fonctionnement de la technologie Zettlex font qu’ils ne sont pas sensibles aux variations de températures. Alors que la conductivité de la piste dans l'antenne, et la force du signal, varient avec la température, la zone des conducteurs sur l’Antenne est disposée de telle sorte que toute variation soit annulée automatiquement (à savoir l'algorythme de mesure ratiométrique) et ainsi n’affecte pas la valeur de la mesure. Cela signifie que les capteurs Zettlex peuvent opérer de façon précise et fiable dans des environnements de températures basses, hautes ou variables. Dans la pratique, les matériaux à partir desquels les composants des capteurs sont produits, limitent les températures d’opération et de stockage. À un premier niveau, la gamme de température effective peut être limitée par les composants électroniques du capteur, à une gamme de -40 à 85 ou 125 degrés Celsius (à savoir les gammes industrielles ou automobiles). Cette limite peut être surmontée par le montage de l'électronique du capteur à distance de l'antenne. Cela permet à des capteurs d’être disposés de sorte que seule l'antenne et la cible se trouvent dans l'environnement de température extrême, alors que le module électronique peut être situé dans un environnement plus favorable. Une distance de quelques centimètres peut signifier une différence de température supérieure à 100° Celsius - en particulier si le Module Electronique est situé derrière une barrière thermique. En positionnant le Module Electronique à distance, des températures plus extrêmes au niveau de l’Antenne et de la Cible peuvent être supportées en utilisant des substrats appropriés pour l’Antenne et la Cible. Il s'agit notamment des substrats en polyiamide, céramique ou en verre. Les capteurs Zettlex sont fréquemments soumis à une limite de température supérieure à 230°Celsius.De même, les capteurs Zettlex sont souvent utilisés pour des applications aéroportées à -55°Celsius. La technique de l'insensibilité à la température est mise en évidence par les faibles coefficients thermiques cités dans les spécifications du capteur. Les coefficients thermiques des capteurs linéaires sont typiquement

8.4 Humidité et Moisissure

Les principes de fonctionnement fondamentaux de la technologie Zettlex les rendent insensibles à la moisissure et à l'humidité contrairement aux techniques capacitives. Il peut être démontré qu'il n'y a généralement pas de variation de la valeur mesurée par rapport aux niveaux d'humidité ou même lorsque le capteur est immergé dans les fluides de faible conductivité (à ces fins, l'eau de mer est classée comme un fluide de faible conductivité). Cela signifie que les capteurs Zettlex peuvent fonctionner de façon fiable et précise à 0% HR, HR de 100% ou en immersion. Dans la pratique, les matériaux qui entourent ou renferment le capteur, déterminent la résistance aux liquides. Plus fréquemment, les composants des capteurs sont recouverts de vernis. Des revêtements adaptés sont occasionellement recommandés pour des expositions temporaires aux fluides. Si l’exposition aux fluides est fréquente, prolongée ou constante, alors les composants du capteur peuvent être encapsulés dans de l’epoxy ou insérés dans un moule. L'immersion dans de l'eau salée ou dans de l'essence n'affecte pas les performances de mesures du capteur.

8.5 Resistance chimique

Les principes fondamentaux de fonctionnement ne sont pas affectés par les substances chimiques. Cela signifie que les capteurs Zettlex peuvent fonctionner dans des environnements chimiques relativement hostiles. Dans la pratique, les matériaux, qui entourent ou renferment le capteur, déterminent la résistance aux liquides. Plus fréquemment, les composants du capteur sont conformément recouverts avec du vernis. De façon alternative, les composants du capteur peuvent être encapsulés dans de l’epoxy ou insérés dans un moule. Dans les environnements extrêmes les composants du capteur peuvent être entièrement logés dans un boîtier en acier inoxydable.

8.6 Durée de vie

La durée de vie d'un capteur Zettlex est généralement déterminée par la durée de vie des composants portant la Cible et l'Antenne. Le cycle d'utilisation, n'a pas ou n’a qu'un effet négligeable sur la durée de vie. Dans certaines applications de températures extrêmes, la durée de vie de certains des composants peut être réduite lorsqu'ils sont exposés à des températures extrêmes pendant de longues périodes. Les capteurs Zettlex sont utilisés dans plusieurs applications où une durée de vie de 20 ans est requise. Elément important, des inspections périodiques, de services ou de maintenance ne sont pas nécessaires du fait la nature de non-contact de cette technologie.

8.5 Chocs et Vibrations

La performance d'un capteur Zettlex avec des vibrations ou des chocs est déterminée par la performance des composants portant la cible et l'antenne. Dans certaines applications extrêmes avec des chocs ou des vibrations, les composants des capteurs peuvent être encapsulés dans de l’epoxy dure et/ou souple. Les capteurs Zettlex sont utilisés avec succès dans une application avec des chocs de 100g pendant plus de 10msec. Les véhicules aéroportés sont soumis à des régimes de chocs et à des vibrations. Ces derniers sont déjà équipés pour la plupart de capteurs Zettlex. En règle générale, les parties les plus vulnérables de tout système électrique dans les environnements de chocs ou de vibrations sévères sont les connecteurs. En général, les capteurs Zettlex tendent à éliminer ou réduire au minimum le nombre de connecteurs en utilisant soit de robustes connexions de fils électriques soit des circuits flexi- rigides.

9. Géométrie des capteurs

Il existe une myriade de formes et de tailles de capteurs. Ce qui suit donne un aperçu de certaines des géométries les plus courantes des capteurs Zettlex. Dans toutes les positions, la mesure est absolue. Si nécessaire, les capteurs peuvent être configurés pour fournir des signaux différentiels.

Capteurs rotatifs – Cible et Antenne Co-Axial

La distance maximale entre la Cible et l’Antenne est d’environ ¼ du diamètre effectif de la partie électronique de l’Antenne et de la Cible. Le capteur peut être construit sous forme annulaire avec un arbre traversant (en matériau conductif ou non-conductif) ou en porte à faux, sans axe traversant. La mesure de la position est absolue de 0 à 360 degrés sans petites anomalies au croisement de 0 à 360 degrés. Applications courantes: encodeur d’arbre rotatif pour des moteurs de communication BLDC et contrôleurs de position…

Capteur rotatif –Cible et Antenne (légèrement) Non-CO-Axial.

La distance maximale entre la Cible et l’Antenne est d’environ ¼ du diamètre effectif de la partie électronique de l’Antenne et de la Cible. Le décalage axial maximal dépend d’un certain nombre de facteurs mais généralement, peut être pris comme une variation de 0-10% du diamètre de l’Antenne ou de la Cible sans affecter de façon signifiante les performances de mesure. La mesure de la position est absolue de 0 à 360 degrés sans petites anomalies au croisement de 0 à 360 degrés. Applications courantes encodeur de fin d’arbre pour rouleau d'entraînement où la ligne centrale a une position variable.

Capteur rotatif – Cible et Antenne (grossièrement) Non-CO-Axial.

La distance maximale entre la Cible et l’Antenne est d’environ ¼ du diamètre effectif de la Cible. Le centre de rotation de la Cible peut varier dans les limites de l’Antenne tels que le tour de la cible ne se rapproche pas de la périphérie de l'Antenne. La mesure de la position est absolue de 0 à 360 degrés sans petites anomalies au croisement de 0 à 360 degrés. Applications courantes: capteur rotatif de fin d’arbre suspendu ou cintré.

Capteur liméaire.

Noter que pour l’exemple ci-dessus, la géométrie peut être changée, l’antenne est l’unité la plus courte et la cible se déplace sur l’axe de mesure. Application type : la mesure de position d’un chariot motorisé le long d’une piste

Capteur Curvi – linéaire [A].

La distance maximale entre la Cible et l’Antenne est d’environ 1/2 de la largeur effective de la Cible ou de l’Antenne. Le décalage maximum de la Cible à angle droit par rapport à l’axe de mesure (mais coplanaire avec l’Antenne) dépend d’un certain nombre de facteurs mais peut être pris comme une variation de 0-10% de la largeur de l’Antenne ou de la Cible, sans affecter les performances de mesure. La mesure de la position est absolue mais, préférentiellement, devrait être limitée à moins de 80% de la longueur de l’Antenne pour éviter les effets liés à l’extrémité de l’Antenne. Le capteur peut parcourir une courbe pleine de 360°si nécessaire sans perturbation au passage du 0. Noter que la sortie du capteur peut être paramétrée de façon à donner une distance ou un angle de rotation depuis le point central de la courbe de l’Antenne. Applications courantes: angle de mesure précis sur de grands rayons comme les tourelles ou les antennes radar.

Capteur Curvi-linéaire [B].

La distance maximale entre la Cible et l’Antenne est d’environ 1/2 de la largeur effective de la Cible ou de l’Antenne. Le décalage maximum de la Cible à angle droit par rapport à l’axe de mesure (mais coplanaire avec l’Antenne) dépend d’un certain nombre de facteurs mais peut être pris comme une variation de 0-10% de la largeur de l’Antenne ou de la Cible, sans affecter les performances de mesure. La mesure de la position est absolue mais, préférentiellement, devrait être limitée à moins de 80% de la longueur de l’Antenne pour éviter les effets liés à l’extrémité de l’Antenne (sauf lorsqu'ils sont en service à 360 degrés complet Le capteur peut parcourir une courbe pleine de 360°si nécessaire sans perturbation au passage du 0. Noter que la sortie du capteur peut être paramétrée de façon à donner une distance ou un angle de rotation depuis le point central de la courbe de l’Antenne. Applications courantes: angle de mesure précis sur des grands rayons autour d’un arbre.

Capteur de roulis et de tangage. La distance maximale entre la Cible et l’Antenne est d’environ 1/3 de la largeur effective de la Cible. Cette limite affecte donc la gamme de mesure type de 0 à + / -45 degrés pour chaque axe de rotation. Mesure de la position absolue. Applications courantes: les joysticks.

Capteur de roulis, tangage et écart de course. La distance maximale entre la Cible et l’Antenne est d’environ 1/3 de la largeur effective de la Cible. Cette limite affecte donc la gamme de mesure type de 0 à + / -45 degrés pour chaque axe de rotation. Mesure de la position absolue. Application courante: mesure de l’inclinaison.

Capteur 2D. La distance maximale entre la Cible et l’Antenne est d’environ 1/2 de la largeur effective de la Cible. La mesure de la position est absolue mais devrait être limitée à moins de 90% de la longueur ou de la largeur effective de l’Antenne de façon a éviter les affections des arêtes. Applications courantes: joysticks, des jeux et des dispositifs de saisie par stylet.

Capteur 2D+rotatif. La distance maximale entre la Cible et l’Antenne est d’environ 1/4 de la largeur effective de la Cible. La mesure de la position est absolue mais devrait être limitée à moins de 80% de la longueur ou de la largeur effective de l’Antenne de façon a éviter les affections des arêtes. Applications courantes: joysticks.

10. Systèmes Multi Capteurs

Les modules électroniques Zettlex peuvent être conçus de façon à multiplexer dans un certain nombre de capteurs. Des techniques plus traditionelles comme le Hall affect ou les capteurs capacitifs ne le permettent pas parce que le traitement électronique requis (à savoir le silicone) doit être positionné de façon adjacente au point de détection. Avec la technologie Zettlex, cependant, il est possible de positionner le Module Electrique à distance de l’Antenne individuelle et des Cibles. C’est parce que les signaux reçus ont une amplitude relativement haute et que le traitement du signal subséquent est robuste. De la même façon, cela permet à de multiples capteurs d’être alimentés, et de distriduer des signaux à un Module Electronique central. Depuis que les Cibles et les Antennes sont relativement peut coûteuses à produire, il est intéressant économiquement de multiplexer le Module Electronique. Cela amortit le coût du module à travers de multiples capteurs, ce qui baisse le prix du capteur à son niveau le plus bas. Les capteurs montrés sur la figure de droite sont une paire de capteurs rotatifs contrôlés par un seul Module Electronique localisé sur le même circuit imprimé que la première Antenne. Une telle construction est particulièrement intéressante dans les systèmes de cardan pour les caméras, les plateaux radars et systèmes d'armements. Dans ce cas l'interconnexion entre la seconde Antenne et le Module Electronique est realisé avec une paire de fils torsadés. Notez que les moyens peu coûteux pour effectuer l’interconnection entre les Capteurs et le Module Electronique sont variés. Généralement, les interconnexions sont des pistes, (soit) sur un circuit imprimé, un circuit imprimé flexible d'interconnexion, de câbles CAT 5 ou de pistes flexibles sur un circuit imprimé flexi-rigide hybride. Un autre point intéressant à signaler est qu’il est plus économique d'intégrer les composants électroniques à un hôte ou une carte mère. Cela permet aux composants électroniques, à l’assemblage et aux coûts des tests d’être minimisés. Le nombre maximum de capteurs par module électrique est determiné par le temps de réponse maximum donné par une sortie de capteurs. Si l’on considère un système avec un cycle de mesure de 1 milliseconde par capteur et un temps de réponse maximum permis de 25 millisecondes, alors le nombre maximum de capteurs sera de 25 par Modules Electroniques. Cette limite peut être augmentée en utilisant des algorythmes de multipléxage plus sofistiqués – par exemple, échantilloner la sortie du capteur le plus souvant utilisée et vice versa. La distance maximale dont l’Antenne peut être distancée du Module Electronique est déterminée par 3 facteurs principaux:

La taille physique de l’Antenne et de la Cible
Le facteur couple entre l’Antenne et la Cible
EMC/environnement réglementaire

Généralement, si la Cible et l’Antenne sont larges et avec une faible distance relative (et donc un bon facteur de couplage) alors une distance de plusieurs mètres entre le capteur et le Module Electronique est premise. Le problème des EMC sur les longs cables ou les longueurs incorrectes peut devenir mitigées (aléatoire ou peu fiable) en utilisant des cables blindés, torsadés et des connecteurs. Une autre option est d'acheminer les interconnexions dans un conduit métallique relié à la terre. Bien sur, il est préferable d’éviter l’utlisation de cables blindés etc… dû aux coûts additionels. À titre d’exemple, un cable non blindé de 2m CAT5 est acceptable dans un environnement électronique de consommation régi par EN68000, par exemple. L’exigence pour mesurer la position de Cibles multiples ne nécessite pas forcément l'utilisation de plusieurs Antennes. Il serait bon de noter qu’une seule Antenne peut suivre de multiples Cibles. 8 Cibles par Antenne est une limite sensible sans un changement radical dans la complexité ou le coût d'un module électronique. Un système Zettlex comportant plusieurs Cible avec une Antenne plus d’autres paires d’Antennes et de Cibles additionelles est permis. Quand de multiples Capteurs ou Cibles ou Antennes sont contrôlés par un Module Electronique Central, il est, bien sur, bénéfique d’envisager l’utilisation d'une sortie numérique du flux de données – plutôt qu’une multitude de sorties 0-5v DC ou PWM - de façon à minimiser l'électronique, les connecteurs et les coûts de câblage.

11. Exemples spécifiques

Les points suivants ne devraient être pris qu'à titre d'exemple plutôt que de limites: -

Géométrie du capteur = annulaire (anneau plat)
Mesure = Angle absolu
Echelle totale <360 degrés
Résolution = 16 bits (65,536 comptage par révolution)
Répétabilité = +/1 LSB ou 1 comptage
Linéarité brute = <0,05 degrés
Linéarité calibrée = <0,005 degrés
Fréquence de mesure = 2000Hz
Géométrie du capteur = Linéaire
Mesure = Distance absolue
Echelle totale = <15mm
Résolution = <5microns
Répétabilité = +/1 LSB ou 1 comptage
Linéarité = <0,25% de l’échelle totale
Fréquence de mesure= 1000Hz
Géométrie du capteur = Rotation 25mm de diamètre
Mesure = Angle absolu
Echelle totale = 360 degrés
Résolution = 16 bits (65,536 comptage par révolution)
Répétabilité = +/1 LSB ou 1 comptage
Linéarité brute = <0,18 degrés
Linéarité calibre = <0,018 degrés
Fréquence de mesure = 2000Hz
Géométrie du capteur = Curviligne
Mesure =Absolue (programmable)
Echelle totale = 100 degrés
Résolution = 10 bits au dessus de l’échelle totale
Répétabilité = +/1 LSB ou 1 comptage
Linéarité brute = Dispositif programmable contre le déroulement non linéaire
Fréquence de mesure = 10Hz
Note - Dispositif de 2 fils 4…20mA. Version Atex également en production.
Géométrie du capteur = Paire de capteurs de rotation de 50mm de dia.
Mesure =Absolue (programmable)
Echelle totale = <360 degrés azimuth et élévation
Résolution = 14 bits au dessus de la pleine échelle
Répétabilité = +/1 LSB ou 1 comptage
Linéarité brute =
Fréquence de mesure = 400Hz
Géométrie du capteur = linéaire extrême environnement
Mesure =Absolue
Echelle totale = 1000mm
Résolution = 1mm
Répitabilité = +/1mm
Linéarité brute = <5mm
Fréquence de mesure = 100Hz
Température d’opération = 230 degrés Celsius
Evaluation de choc = 1000g en 10ms

12. Directives de Conception

Si vous voulez utiliser un capteur Zettlex, ce qui suit devrait vous aider pour formuler une demande spécifique :-

Gamme dynamique – la géométrie de mesure et de la distance doit être précisée. Si c’est linéaire, curvi-ligne ou en 2 dimensions, on autorise l’Antenne à s’étendre de 10% au delà de la limite de mesure de la gamme dynamique à chaque extrémité.

Résolution – la finesse de mesure doit être précise. Vous pouvez la spécifier par une finesse physique (par exemple <1 micron) ou par bits (par exemple 16 bits = 65,536 comptages)

Répétabilité et inéarité – les degrés de répétabilité et de linéarité doivent être specifiés. En règle générale la répétabilité d’un capteur Zettlex est la même qu’un point de résolution.

Absolu ou incremental – si le système hôte nécessite une mesure de la position à la mise sous tension, sans étape d’auto-calibrage des positions connues, alors une mesure absolue doit être précisée.

Etalonnage de l’assemblage – ne pas oublier d’en tenir compte à la première utilisation. S'il y a un degré exact de tolérance mécanique à respecter dans l'assemblage avec le système hôte, il est alors utile d'envisager une étape d'étalonnage in situ.

Sortie électronique – la sortie électronique requise doit être précisée. Par exemple 0-5V, PWM, RS232, CAN Bus, RS485, 4…20mA, I2C. La sortie la moins chère et la plus précise est une donnée de liaison série telles que I2C ou RS232.

Présence d’objets métaliques – si un objet métallique doit être placé très près du capteur (par exemple

Distance entre la Cible et L’Antenne – la précision des mesures n’est généralement pas affectée par une légère variation de la distance entre la Cible et l'Antenne, tant que la cible ne quitte jamais le champ proche.

Gamme de température - examiner la gamme de température pour le stockage et l'exploitation. Si les températures sont extrêmes au point de détection, envisagez de placer l'électronique du capteur dans un environnement plus favorable.

Humidité et moisissure – s’il y a une humidité élevée, condensation ou immersion alors l’étanchéité ou la mise sous capsule doit être considérée.

Distance du capteur de l’électronique - En général, plus faible est la distance, moins sont problèmatiques les traitements des sorties. À n'importe quelle distance >300mm, les sorties CEM doivent être considérées avec d'éventuelles solutions de capteurs de fréquences multiples, de paires de câbles, de câbles blindés, de connecteurs blindés, de boîtiers métalliques, de conduits métalliques, etc

13. Comparaison avec d’autres technologies

Le tableau suivant donne une comparaison grossière de la technologie Zettlex avec d’autres technologies – ce n’est pas conçu comme une liste exhaustive Notes

1. nécessite une Cible alimentée

2. la saleté ne doit pas être magnétique

3. nécessite plusieurs capteurs

4. nécessite plusieurs capteurs

5. applications limites de la durée de vie

6. guêtres peuvent être appliquées

7. usure provoquée par les vibrations

8. nécessite plusieurs capteurs

9. en règle générale un capteur Zettlex coûtera 50% moins cher qu'un résolveur, synchro ou une instalation LDTV comparable

14. Applications

14.1 Attributs Généraux

Les Capteurs Zettlex ne sont pas destinés à être universellement utilisés. Dans certains cas, un simple interrupteur pourra convenir à l’ingénieur de conception avec des solutions coûts/performances optimales. Néanmoins, dans de nombreux cas, d'autres capteurs Zettlex sont plus adaptés à une application donnée, tout comme d'autres technologies dont l’effet Hall, les capteurs optiques, etc

Les capteurs Zettlex ont un nombre inabituel d’attributs: -

¨ Ils sont extrêmement robustes dans des conditions d’environnements extrêmes en termes de moisisure, matériaux étrangers ou températures extrêmes.

¨ Ils sont précis

¨ Ils offrent une haute résolution et une exellente répétabilité

¨ De multiples capteurs peuvent être contrôlés par un seul set électronique

¨ Ils sont extrêmement robustes dans des conditions environnementales extrêmes telles que moisissure, matériaux étrangers ou températures extrêmes

¨ Ils sont insensibles aux champs de courant alternatif/courant continu

¨ Ils sont tolérants en ce qui concerne les décalages mécaniques ou les tolérances mécaniques

¨ Ils produisent des mesures de la position absolue plutôt que incrémentale

¨ Ils peuvent identifier un certain nombre de cibles et mesurer leur position de manière indépendante et en même temps

¨ Ils sont adaptés aux géometries inhabituelles et complexes de mesure

¨ Ils ont une longue durée de vie

Généralement, les Capteurs Zettlex peuvent être utilisés lorsque deux ou plusieurs des caractéristiques ci-dessus sont applicables dans un projet de mesure auquel est confronté un ingénieur d'études.

14.2 Exemple d’applications spécifiques

Actionneurs
Actionneurs de valves
Actionneurs hydrauliques
Actionneurs linéaires
Actionneurs pneumatiques
Amortisseurs de suspensions
Antennes de poursuite
Articles de cuisine
Ascenseurs
Avaleur de papier
Bancs d’instrumentation
Boutons poussoirs
Brûleurs
Cadrans
Capeurs de vibrations
Capteur de poids
Capteur de pression
Capteurs d’angle
Capteurs d’angle de braquage
Capteurs d’épaisseur papier
Capteurs de chargement
Capteurs d’inclinaison
Capteurs pétrochimiques
Capteurs d’usure des freins
Capteurs de couple
Capteurs de couple de directrion
Capteurs de débit
Capteurs de déplacement
Capteurs de freins
Capteurs de hauteur de caisse
Capteurs de niveau de fuel
Capteurs de niveau de liquide
Capteurs de pédales
Capteurs de porte automatique
Capteurs de proximité
Capteurs de remplacement GMR
Capteurs de roues
Capteurs de roulis et de tangage
Capteurs de roulis, de tangage et
d’écart
Capteurs de suspensions
Capteurs de transimission
Capteurs de vitesse
Capteurs HVAC
Capteurs PRNDL
Chaudières
Codeurs rotatifs
Commandes d’aileron
Commandes d’éclairage
Commandes de climatisation
Consomateurs électroniques
Contrôles de cockpit
Contrôleurs audio
Contrôleurs de colonnes
de direction
Contrôleurs de d’accelération
Contrôleurs de mouvement
Contrôleurs de niveau de
projecteur
Contrôleurs de traceurs
Contrôleurs de traction
Contrôleurs radar
Cuisinières
Détecteurs de fin d’arbre
Dispositifs d’anti-contrefaçon
Dosage du combustible
Eléments d’interfaces utilisateur
Encodeurs d’arbres
Encodeurs moteur
Equipements d’emballage
Equipements d’extraction
Equipements de fitness
Equipements sportif
Essuie-glaces
Gammes de cuisinières
Guichets automatiques
Guidage missile
ID bracelets électroniques
ID du composant
Inclinomètres
Indicateurs de cadrans
Indicateurs de direction
Interrupteurs de sécurité
Jauges
Jauges analogiques
Jeux
Jouets
Joysticks
Labels sécurisés
Lave-vaiselle
Liaisons glissières
Machines à laver
Machines outils
Matériel d’automatisation
Mesure de position d’un stylet
Mesures d’efforts
Mètres utilitaires
Mixeurs
Moteurs pas à pas
Odomètres
Palettiseurs
Panneaux de contrôle industriels
Pièce d’indentité
Pistage de véhicules guidés
Portique de sécurité
Remontés mécaniques
Remplacement de l’effet Hall
Remplacement des interrupteurs de limite
Remplacement inductosyn
Remplacement LDTV
Remplacement magnétostrictifs
Remplacements RVDT
Robots
Servo moeur
Skis
Tables de cuisson
Tachymètres
Têtes d’écriture d’imprimantes
Tirs de précision
Valves
Valves hydrauliques
Valves pneumatiques
Vis à billes

15. Questions fréquentes

Quelles sont les émissions produites par les capteurs Zettlex?

De par leur nature fondamentale, les capteurs Zettlex produisent des émissions électromagnétiques. Premièrement, ces émissions sont très faibles. Deuxièmement, la puissance transmise est faible (typiquement

Est ce que les capteurs Zettlex sont sensibles au bruit électromagnétique?

Au risque de surprendre les novices, les capteurs Zettlex sont idéalement adaptés pour les environements électromagnétiques bruyants. La technologie fondamentale des capteurs a été spécifiquement conçue pour des opérations robustes dans un environnement bruyant. A titre d’illustration, plus de 30% des applications commerciales des capteurs Zettlex requièrent une utilisation à proximité (

utiliser une fréquence spécifique pour correspondre étroitement à la fréquence naturelle de la Cible et seulement recevoir des signaux à cette fréquence spécifiques
recevoir des signaux uniquement avec des minimums et des maximums d’amplitudes limites
recevoir uniquement des signaux en opposition de phase à la phase de transmission
annuler tout bruit électromagnétique inconnu en organisant des conducteurs dans la zone de l’Antenne en dipôles équilibrés (Conceptuellement, cela est semblable à une paire torsadée planaire). En conséquence, lorsque de l’énergie électromagnétique inconnue ou que du bruit induit un courant dans l’un, l’autre partie en induit un contraire. –annulant ainsi les effets. Cette fonctionnalité est la plus importante et les 3 autres fonctionnalités sont généralement utilisées comme filet de sécurité redondants.

Dans certains cas extrêmes (par exemple en face des installations de radars militaires ou à l'intérieur des appareils d'IRM) ou des intensités de champ >>100V/m sont communes, il est habituel que tout système electrique souffre de saturation électromagnétique s’il n’est pas protégé. Dans ces cas, un boîtier électrique séparé ne (devrait pas être) sera pas nécessaire pour qu’un capteur Zettlex fonctionne de manière fiable. Les capteurs Zettlex peuvent être fabriqués de sorte que la face extérieure de l’Antenne ou de la Cible porte une couche mince de cuivre. Cela agit comme une imparfaite mais efficace (et coûteuse) Cage de Faraday, protégeant le capteur contre de puissants champs. De telles constructions peuvent également être utilisées pour réduire au minimum les émissions provenant d'un capteur Zettlex.

A quelle distance peut se trouver la Cible de l’Antenne?

Le champ de proximité produit par le circuit transmetteur de l’Antenne détermine cette limite. A titre d’exemple, si une Antenne linéaire fait 300mm de long pour 30mm de large, alors le champ de proximité s’étend à une distance maximale de 15mm de la surface plane de l’Antenne. La définition d’une limite sensible serait de spécifier une distance entre l’Antenne et la Cible inférieure à 12mm et de façon préférable inférieure à 5mm. Un écart constant entre l’Antenne et la Cible n’est pas nécessaire pour une mesure précise de la position.

Est-ce qu’un capteur Zettlex peut opérer à travers un écran métallique ?morceau de metal?

En principe, une piéce de métal peut être insérée entre la Cible et L’Antenne du capteur. En géneral ce type de situation n’est pas souhaitable en raison des pertes importantes de signal ainsi provoquées. La profondeur de la couche qu’est suceptible de traverser le signal limite l’épaisseur de la partie métallique. Plus basse est la fréquence d’excitation, meilleure sera l’épaisseur de metal admissible. L’épaisseur maximum du metal depend de la nature réelle du metal. S’il doit y avoir une piéce de métal, il est préférable d’utiliser des aciers non magnétiques tels que l’aluminium, l’acier, le cuivre ou le laiton. En pratique l’épaisseur doit être inf à 2 mm

Combien d'identités peuvent transporter une cible?

En théorie, une Cible peut supporter un nombre infini d’identités. En pratique, une Cible est limitée à environ 8 fréquences et par conséquent à 8 identités. Cependant, un objet peut transporter de multiples Cibles de différentes fréquences - en multipliant (par conséquent) le nombre possible des identités. . En outre, la distance relative et l'orientation de ces Cibles peuvent être détectées par une Antenne, multipliant ainsi encore le nombre d'identités.

Quelle témperature maximale un capteur Zettlex peut-il supporter?

Les principes fondamentaux de fonctionnement de la technologie Zettlex ne sont pas sensibles aux variations de températures. Alors que la conductivité de la piste dans l'Antenne, et la force du signal, variera avec la température, la zone des conducteurs sur l’Antenne est arrangée de telle sorte que toute variation soit annulée automatiquement (à savoir l'algorythme de mesure ratiométrique) et ainsi n’affecte pas la valeur de la mesure. Cela signifie que les capteurs Zettlex peuvent opérer de façon précise et fiable dans des environnements de basses, hautes et variables de température. Dans la pratique, les matériaux à partir desquel les composants des capteurs sont produits, limitent les températures d’opération et de stockage. À un premier niveau, la gamme de température effective peut être limitée par des composants électroniques du capteur, à une gamme de -40 à 85 ou 125 degrés Celsius (à savoir les gammes industrielles ou automobiles). Cette limite peut être surmontée par le montage de l'électronique du capteur à distance de l'antenne. Cela permet à des capteurs d’être disposés de telle sorte que seule l'antenne et la cible se trouvent dans l'environnement de températures extrêmes, alors que le module électronique peut être situé dans un environnement plus favorable. Une distance de quelques centimètres peut signifier une différence de température supérieure à 100° Celsius - en particulier si le Module Electronique est situé derrière une barrière thermique. En positionnant le Module Electronique à distance, des températures plus extrêmes au niveau de l’Antenne et de la Cible peuvent être supportées en utilisant des substrats appropriés pour l’Antenne et la Cible. Il s'agit notamment des substrats en polyiamide, céramique ou en verre. Les capteurs Zettlex résistant à une limite supérieure de 230° Celsius sont fréquemments utilisés. De même, les utilisations des capteurs Zettlex pour des applications aéroportées à 55° Celsius sont fréquentes. La technique de l'insensibilité à la température est mise en évidence par les faibles coefficients thermiques cités dans les spécifications du capteur. Les coefficients thermiques des capteurs linéaires sont typiquement

Quelle est la distance maximale possible entre l’Electronique et l’Antenne?

La distance maximale entre l’Electronique et l’Antenne est déterminée par 2 facteurs principaux – le facteur de couple entre la Cible et l’Antenne et l’environnement d’application électromagnétique ou l’EMC requise. Meilleues sont les amplitudes du signal dans le circuit de réception de l’Antenne et plus l’environnement EMC est détendu, meilleur sera le déplacement possible entre l’Antenne et l’Electronique. L’utilisation de cables blindés EMC entre l’Antenne et l’Electronique augmente la distance maximum possible. En applications électroniques grand public une distance de 2m est réalisable sans l'utilisation d'un câble blindé entre l'Electronique et l'Antenne. Zettlex peut vous conseiller sur les distances maximales en donnant une géométrie particulière, une taille et des données pertinentes EMC au capteur.

Est ce que les aimants affectent les capteurs Zettlex?

Généralement, les capteurs Zettlex ne sont pas affectés par les champs magnétiques de courant continu. Toutefois, si les aimants sont dans de le champ de proximité du capteur alors ils ont tendance à déformer le champ de l'Antenne en fournissant une «voie facile» pour le flux magnétique. On peut y remédier dans la conception du capteur en modifiant la disposition de l'Antenne et / ou de la Cible.

Est ce que les objets métalliques affectent les capteurs Zettlex?

Les objets métalliques en dehors du champ de proximité du capteur n’ont pas d’effets sur le capteur. Cependant, les objets métalliques au sein du champ de proximité tendent à fausser le dessin magnétique. Là encore, comme avec les aimants, on peut y remédier dans la conception de l’Antenne. Les effets de distortions sont minimes si les objets métalliques sont symétriques à un arbre à travers le centre d’un capteur par exemple.

De quelle puissance ont besoin les Capteurs Zettlex?

Une puissance typique requise est de 5V et moins de 20mA – mais ceci à 100% du cycle de service efficace. La puissance d’usage peut être réduite (par exemple, à des fins de prolongation la vie de la batterie) par l'utilisation d'un cycle de sommeil - réduisant ainsi le cycle de services efficaces. Un cycle de sommeil peut être mis en œuvre, par exemple, en utilisant un algorythme qui mesure le déplacement, une fois toutes les 10 secondes (equivalent à 0.1% d’un cycle de service) et revenir à 100% du cycle de service si le déplacement est modifié. À leur tour, les capteurs peuvent alors revenir en mode veille si le déplacement ne change pas à nouveau pour une période d’environ, 10 secondes. Les capteurs Zettlex opèrent souvent sur une boucle de 2 fils à un courant de 4…20mA.

Combien de capteurs un module électronique Zettlex peut-il contenir?

Le nombre maximum de capteurs par module électrique est determine par le temps de réponse maximum donné par une sortie de capteur. Si l’on considère un système avec un cycle de mesure de 1 millisecondes par capteur et un temps de réponse maximum permis de 25 millisecondes, alors le nombre maximum de capteurs sera de 25 par Modules Electroniques. Cette limite peut être augmentée en utilisant des algorithms de multipléxage plus sofistiqués – par exemple, échantilloner les capteurs les moins souvent utilisés ou les moins importants moins souvent. Un Module Electronique Zettlex peut également gérer les entrées des autres éléments tels que les interrupteurs, les thermocouples, interfaces utilisateur, etc

Est ce que des capteurs Zettlex de géométries différentes peuvent être contrôlés par un seul set electronique?

Oui. Le logiciel standard Zettlex peut être parametré pour contrôler de multiples Capteurs de géométries différentes.

Quelle accréditation l’entreprise Zettlex a-t-elle adoptée?

Zettlex est accréditée ISO9001 pour les fabricants de capteurs électromagnétiques et les services de techniques associées. Zettlex est aussi accrédité BS EN 13980 pour les fabricants de capteurs ATEX (sécurité intrinsèque).

Est ce que les capteurs Zettlex sont listés ITAR?

Non. Nous sommes une enterprise anglaise.

Est ce que les Capteurs Zettlex contiennent des composants listés ITAR?

Non. Si nécessaire, les Capteurs Zettlex peuvent être fournis sans composants Américains.

Est ce que la technologie Zettlex est Brevetée?

Oui. La technologie est couverte par plusieurs brevets accordés et en cours au Royaume-Uni ainsi qu'à l'étranger.

Est-ce que Zettlex licence la technologie?

Non. Nous vendons des capteurs et des composants de capteurs.

Qui d’autre fait des Capteurs Zettlex?

Personne. La concurrence vient des fabricants traditionnels de potentiomètres, des dispositifs à effet Hall, de codeurs optiques, des dispositifs capacitifs, des résolveurs et des LVDT. Nous sommes en concurrence régulière avec les codeurs optiques, des résolveurs et des LVDT et en général nous proposons une solution technique de qualité supérieure à moindre coût que les fabricants traditionnels.

Que se passe-t-il si nous concevons un Capteur Zettlex et que pour une raison quelconque, Zettlex ne peut pas le fournir?

Dans la plupart des applications CIS un fichier de conception qui contient toutes les informations techniques nécessaires pour la fabrication des Capteurs peut être placé dans une « banque » sécurisée, et qui peut ête mis à disposition de notre client.