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Détection de la pression

La détection de la pression est la capacité d'un système à détecter la force exercée sur une surface par unité de surface et à exprimer cette force en intensité d'un signal électrique. Par exemple, la détection de la pression est ce qui permet à un robot de savoir quand il entre en collision avec quelque chose, ou quand quelque chose pousse contre lui. Les capteurs de pression peuvent être utilisés pour mesurer la force, et dans certains cas, pour déterminer le contour d'une force appliquée.

Un capteur de pression capacitif emploie deux plaques métalliques séparées par une couche de mousse non conductrice. Cela forme un transducteur capacitif. Le transducteur est connecté en série ou en parallèle avec une inductance. La combinaison inductance-capacité (LC) qui en résulte détermine la fréquence d'un oscillateur. Si un objet frappe ou appuie sur le transducteur, l'espacement des plaques diminue, ce qui entraîne une augmentation de la capacité. Cela diminue la fréquence de l'oscillateur. Lorsque la pression est supprimée, la mousse reprend son élasticité, les plaques retrouvent leur espacement initial et l'oscillateur retrouve sa fréquence initiale. Un capteur de pression capacitif peut être trompé par des objets métalliques. Si un bon conducteur électrique s'approche très près des plaques, la capacité peut changer même s'il n'y a pas de contact physique. Si cela se produit, le capteur interprétera cette proximité comme une pression.

Un capteur de pression en élastomère résout le problème de proximité inhérent au dispositif capacitif. L'élastomère est un tampon en mousse dont la résistance varie en fonction de la quantité de compression. Une matrice d'électrodes est connectée à la partie supérieure du tampon ; une matrice identique est connectée à la partie inférieure. Chaque électrode de la matrice supérieure reçoit une tension négative, et son homologue de la matrice inférieure reçoit une tension positive. Lorsqu'une pression apparaît en un point du tampon, le matériau se comprime à cet endroit et à proximité, réduisant ainsi la résistance entre certaines paires d'électrodes. Cela provoque une augmentation du courant dans une région particulière du tampon. L'emplacement de la pression peut être déterminé en fonction des paires d'électrodes qui subissent une augmentation du courant. L'ampleur de la pression peut être déterminée en fonction de l'augmentation du courant. Si la matrice d'électrodes est suffisamment fine, le contour de l'objet générateur de pression peut être déterminé par un microprocesseur qui évalue le profil de courant des électrodes.

La sortie d'un capteur de pression est analogique, mais elle peut être convertie en données numériques à l'aide d'un convertisseur analogique-numérique (CAN). Ce signal peut être utilisé par un contrôleur de robot. Une pression sur un transducteur à l'avant d'un robot pourrait faire reculer la machine ; une pression sur le côté droit pourrait faire tourner la machine à gauche. La présence d'une pression peut être utilisée pour déclencher une alarme ou pour mettre en marche ou arrêter un dispositif. Les capteurs de pression étalonnés peuvent être utilisés pour mesurer la force appliquée, la masse, le poids ou l'accélération.

Voir aussi : capteur de contre-pression, détection de proximité, robotique

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Par Lowell

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