Où se trouvent les capteurs
Un robot humanoïde est une chaîne d’actionneurs électriques qui porte son propre poids. Chaque articulation doit connaître sa position, le couple qu’elle fournit et sa température ; les pieds et les poignets doivent connaître les forces au contact ; la batterie doit connaître la température de ses cellules. La position vient des codeurs et l’attitude d’une centrale inertielle, deux dispositifs numériques avec leur propre traitement. Le reste relève des mesures analogiques classiques : ponts de jauges et thermomètres à résistance, la même physique qu’une balance ou une protection moteur, dans un volume bien plus réduit.
Couple et force : ponts de jauges
Les couplemètres articulaires et les capteurs force/couple six axes sont des corps d’épreuve portant des jauges de déformation câblées en ponts de Wheatstone. Leur sortie se spécifie comme celle d’un capteur de force : millivolts de signal par volt d’excitation à charge nominale. Un pont de 2 mV/V excité sous 5 V donne 10 mV à pleine échelle ; une articulation à 30 % de son couple nominal produit donc 3 mV, et un millième de la pleine échelle vaut 10 µV. C’est pourquoi l’amplificateur et le convertisseur se trouvent dans le capteur ou juste à côté : un signal de cette taille ne survit pas à un passage dans un faisceau mobile le long des phases moteur.
Le calculateur de capteur de force fait ce calcul pour toute sensibilité, excitation et charge. Le calculateur de pont de jauges remonte d’un cran, de la déformation des jauges à la sortie du pont, et le calculateur de résolution CAN montre ce que le convertisseur derrière le pont peut résoudre : avec 18 bits sans bruit et un gain de 128, un signal de 10 mV pour 100 N est résolu à environ 0,0015 N. Il traite un pont à la fois. La matrice qui sépare les six composantes d’un capteur force/couple et supprime la diaphonie provient de l’étalonnage du fabricant ; un calculateur général ne peut pas la reproduire.
L’emplacement du couplemètre compte autant que sa sensibilité. Mesuré côté sortie du réducteur, le signal inclut ce que le segment fournit réellement ; mesuré côté moteur, le frottement et le jeu du réducteur s’interposent entre le capteur et la charge.
Température : bobinages et cellules
Les bobinages moteur sont protégés par un capteur noyé dans le stator, en général une thermistance CTN ou une PT1000. Les deux se lisent comme une résistance. Une thermistance courante de 10 kΩ, β = 3950 K, descend à environ 1270 Ω à 80 °C et 698 Ω à 100 °C selon le modèle bêta ; une PT1000 indique 1460,68 Ω à 120 °C. Le calculateur de thermistance CTN et le calculateur PT100 / PT1000 convertissent dans les deux sens.
Le choix entre les deux tient aussi au câblage. Dans un membre, le capteur est généralement raccordé par deux fils fins dont la résistance s’ajoute à la lecture. Avec 3 m de cuivre de 0,205 mm² (AWG 24), une PT1000 en deux fils indique environ 0,13 °C de trop à 80 °C ; une PT100 sur les mêmes fils environ 1,3 °C de trop, dix fois pire, parce que sa résistance varie dix fois moins par degré. Le calculateur d’erreur de liaison RTD le montre pour toute longueur et section. Une thermistance de 10 kΩ est encore moins sensible à la résistance des fils, au prix d’une courbe fortement non linéaire et d’une dispersion plus grande entre pièces.
Les packs batterie utilisent les mêmes thermistances de 10 kΩ sur les cellules et les barres. La valeur bêta diffère selon les pièces (3435 K et 3950 K sont courants tous les deux), et une valeur erronée décale la lecture de plusieurs degrés loin de 25 °C ; prenez-la donc dans la fiche technique de la pièce montée.
Ce qu’un calculateur ne peut pas dire
Les chiffres ci-dessus sont des conversions au niveau du capteur. Ils ne disent rien de la dynamique qui rend ces mesures difficiles dans un robot : bande passante de la boucle de couple, retard thermique entre le bobinage et son capteur, dérive d’un pont de jauges avec la température, ou fusion des données des codeurs et de la centrale inertielle. Pour les codeurs, centrales inertielles, peaux tactiles et la vision, ce site n’a pas d’outil.
L’étanchéité mérite une vérification à part. Un actionneur ou un connecteur IP67 a passé un essai d’immersion temporaire, qui n’inclut pas à lui seul les essais au jet d’eau d’IP65 et IP66 ; le décodeur d’indice IP explique quel indice couvre quoi.
Mis à jour le 11 octobre 2026