[PDF] PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DES TRANSDUCTEURS

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LP ROMPSAY P CORMERAIS

PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DES TRANSDUCTEURS

I DEFINITIONS

1° Exemple E

x

O X B

V

Le potentiomètre convertit une grandeur d'entrée mécanique, la distance x en une grandeur de sortie électrique, la

tension V : c'est un transducteur. La grandeur de sortie peut être mesurée, ici à l'aide d 'un voltmètre : ce transducteur particulier est un capteur.

2° Le transducteur

Un transducteur est un système permettant de convertir une grandeur physique appelée grandeur d'entrée E, en une

autre grandeur physique qui peut être de même nature appelée grandeur de sortie S. grandeur physique grandeur physique. d'entrée E Transducteur de sortie S

3° Capteurs

Un capteur est un transducteur permettant de convertir une grandeur physique en une autre grandeur physique

pouvant être mesurée, à l'aide d'un voltmètre par exemple . a) Propriétés

Ces transducteurs particuliers permettent

ainsi de mesurer des grandeurs physiques telles que la température,

l'intensité d'un champ magnétique, un flux lumineux ou une pression. Dans tous les cas, il est nécessaire de

relever la courbe d'étalonnage du capteur. Elle représente l'évolution de la grandeur de sortie S en fonction de la

grandeur d'entrée E .

Ainsi connaissant la valeur de la grandeur de sortie mesurée, en se référant à cette courbe, on détermine la valeur

de la grandeur physique d'entrée correspondante .

b) Un capteur doit être fidèle cela signifie qu'à une même valeur E de la grandeur d'entrée doit toujours

correspondre la même valeur S de la grandeur de sortie.

c) Un capteur doit être sensible : cela signifie qu'à une variation E de la grandeur d'entrée doit correspondre une

variation S de la grandeur de sortie.

Les transducteurs et les capteurs sont très répandus dans les systèmes industriels surtout en matière de contrôle et

de régulation.

Exemple: Dans le domaine de la régulation de vitesse d'un moteur, on utilise des capteurs de vitesse

Ces capteurs

permettent de convertir une fréquence de rotation (grandeur d'entrée E) en une tension (grandeur

analogique de sortie S ). Cette grandeur de sortie est ensuite exploitée afin d'assurer la régulation de vitesse du

moteur.

II TRANSDUCTEURS ELECTROMECANIQUES

1° Principe

Ces transducteurs convertissent une grandeur d'entrée mécanique E en une grandeur de sortie électrique S ou

inversement une grandeur d'entrée électrique en une grandeur de sortie mécanique S grandeur d'entrée Transducteur grandeur. de sortie mécanique E électromécanique électrique S La grandeur physique de sortie peut être mesurée; ces transducteurs sont des capteurs.

2° Exemples

a) Potentiomètre linéaire

Un potentiomètre linéaire est un transducteur permettant d'obtenir une tension (grandeur physique de

sortie) fonction de la position du curseur dont on peut mesurer l'abscisse (grandeur physique d'entrée) dans un

repère choisi.

la résistance Rx entre les points X et O est proportionnelle à la longueur du conducteur résistif reliant ces deux

points. De plus Uxo = E R X R (diviseur de tension) ainsi Uxo est fonction de la distance x. b) Potentiomètre circulaire

Un potentiomètre circulaire est un transducteur permettant d'obtenir une tension (grandeur physique de sortie)

fonction de la position du curseur dont on peut mesurer la position angulaire (grandeur physique d'entrée) dans un

repère choisi. Le principe de fonctionnement est analogue à celui d'un potentiomètre linéaire.

c) Galvanomètre magnétoélectrique

Cet appareil de mesure permet de convertir un courant électrique (grandeur physique d'entrée) en une grandeur

mécanique, la rotation du cadre (grandeur physique de sortie).

3° Exercice : Soit le dispositif simplifié suivant permettant la commande de la température d'un four

On dispose des relevés suivants

(degrés) 0 36 72 108 144 180 v (volts) 0 3 6 9 12 15 Pour = 0°, la température à l'intérieur du four est f = 20 °C. Pour = 180°, la température à l'intérieur du four est f = 200 °C.

1. À l'aide d'un schéma fonctionnel, représentez le potentiomètre circulaire en indiquant physique d'entrée E et la

grandeur physique de sortie S.

2. Tracez la courbe représentant la tension v en fonction de la position angulaire et déterminer l'expression

mathématique de cette courbe.

3. L'étage amplificateur délivre une tension U telle que U = 10 V. Pour U = 100 V, déterminer la valeur de

correspondante

4. Tracer la représentation graphique de la température en fonction de la position angulaire sachant que celle-ci est

une droite puis déterminer son expression mathématique.

5. Déterminer la valeur de l'angle pour une température de 90°C.

III TRANSDUCTEURS MAGNETO-ELECTRIQUES

1° Principe

Ces transducteurs convertissent l'intensité d'un champ magnétique, grandeur physique d'entrée E, en une

tension, grandeur physique de sortie S grandeur d'entrée E Transducteur grandeur. de sortie champ magnétique magnétoélectrique tension électrique S La grandeur physique de sortie peut être mesurée, ces transducteurs sont des capteurs.

LP ROMPSAY P CORMERAIS

2° Exemple : Sonde à effet Hall

Un champ magnétique placé prés d'un ruban métallique où circule un courant I entraîne le déplacement des

électrons ( F = qvB) d'où l'apparition d'un champ électrostatique E H ( F= e. E H ) . Ce dernier entraîne l'apparition d'une ddp U = a.E H ou avB. Cette tension est proportionnelle à l'intensité du champ magnétique .

On utilise cette propriété pour la réalisation d'un teslamétre. Cet appareil qui est un capteur permet de mesurer

l'intensité d'un champ magnétique.

IV TRANSDUCTEURS THERMOELECTRIQUES

1° Thermistance

a) Symbole b) Principe

Une thermistance est un transducteur qui convertit une température, grandeur physique d'entrée E, en une

valeur de résistance électrique, grandeur physique de sortie S grandeur d'entrée E Thermistance grandeur. de sortie S température résistance électrique La grandeur physique de sortie peut être mesurée, ce transducteur est un capteur.

Les thermistances sont constituées par des éléments dont la résistance électrique varie en fonction de la

température. On peut classer les thermistances en 2 groupes

- thermistance à coefficient de température négatif CTN dont la résistance électrique augmente (respectivement

diminue) quand la température diminue (respectivement augmente);quotesdbs_dbs2.pdfusesText_2

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