Capteurs et chaîne dacquisition
Jun 18 2015 Le capteur
CHAPITRE I La chaîne dacquisition - restitution
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CAPTEURS ET CHAÎNE DACQUISITION DE DONNÉES
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ACQUISITION DES GRANDEURS PH YSIQ U ES 1 . La Chaîne d
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Chapitre 1: Les capteurs et chaine dacquisition
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PARTIE I : CAPTEURS et TRANSMISSION. La chaîne d'acquisition permet de transformer une grandeur à mesurer en un signal électrique exploitable. La.
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Quels sont les trois types de capteurs ?
Il existe 3 grandes familles de capteurs : -les capteurs Tout Ou Rien (TOR), -les capteurs analogiques, -les capteurs numériques.C'est quoi un capteur PDF ?
Définition: Dispositif de métrologie chargé de traduire les variations d'un procédé physico-chimique en une grandeur exploitable.Quel est le principe de fonctionnement du capteur ?
Comment fonctionnent les capteurs
Un capteur convertit la grandeur physique à mesurer en une grandeur électrique et traite cette dernière de telle manière à ce que les signaux électriques puissent être facilement transmis et traités en aval.- La chaîne d'acquisition a pour fonction de recueillir et transformer la grandeur à mesurer sous une forme adaptée à son exploitation. Le capteur peut à la fois réaliser la mesure et faire partie du conditionnement (comme dans un montage en pont de Wheatstone) ou bien être dissocié (comme schématisé figure 1).18 jui. 2015
Mesurande Mesure
Mesurage
Capteurs et ŃOMvQH G·MŃTXLVLPLRQ
Edité le 18/06/2015 Hélène HORSIN MOLINARO - (ULŃ 9285F·+ ² Jean-Pierre BARBOTLes capteurs sont des éléments sensibles à des grandeurs physiques TX·LOV PUMQVIRUPHQP HQ
grandeur électrique (en général une tension). Ils sont souvent intégrés à ŃOMvQH G·MŃTXLVLPLRQ
permettant à la grandeur mesurée G·rPUH ŃRQGLPLRQQpH afin que la mesure (ou signal de sortie)
donne une estimation optimisée du mesurande. Figure 1 6ŃOpPM GH OM ŃOMvQH G·MŃTXLVLPLRQ G·XQH PHVXUHCette ressource a pour objectifs de présenter les principes généraux des capteurs et de leurs
ŃOMvQHV G·MŃTXLVLPLRQB 4XHOTXHV H[HPSOHV GH ŃMSPHXUs sont donnés, dont les caractéristiques
générales sont présentées.1 ² Introduction
11 - Le mesurande, grandeur physique à mesurer
Une mesure est une représentation quantifiée d'une grandeur physique (température, pression,
ŃOMPS PMJQpPLTXH ". On définit la terminologie suivante : Mesurande : grandeur physique soumise à un mesurage (pression, température, ...), Mesurage : toutes les opérations permettant l'obtention de la valeur d'une grandeur physique (mesurande), Mesure : valeur numérique représentant le mesurande (6 MPa, 20°C, 2 m.s-1 ...). HO HVP j QRPHU TX·LO HVP SRVVLNOH GH réaliser des capteurs permettant de mesurer des grandeursdérivées de la grandeur physique à laquelle ils sont sensibles (vitesse, contrainte mécanique,
position ...)12 - La chaîne d'acquisition
IM ŃOMvQH G·MŃTXLVLPLRQ a pour fonction de recueillir et transformer la grandeur à mesurer sous
une forme adaptée à son exploitation. Le capteur peut à la fois réaliser la mesure et faire partie
du conditionnement (comme dans un montage en pont de Wheatstone) ou bien être dissocié
(comme schématisé figure 1).3UHQRQV O·H[HPSOH G·XQH PHVXUH GH PHPSpUMPXUH T via une thermistance, dipôle résistif dont la
résistance électrique R (figure 2a) varie en fonction la température R(T) = R0 + R(T). La mesure
directe de la tension V inclut deux termes : une composante continue V0 et une variation detension due à la variation de température, V = V0 + V. Il est possible de réaliser la mesure de
PHPSpUMPXUH YLM OM PHQVLRQ MX[ NRUQHV G·XQH VHXOH POHUPLVPMQŃH PMLV ŃHPPH PpPORGH SUpVHQPH des
Mesurande Capteur Conditionnement Mesure
FOMvQH G·MŃTXLVLPLRQ
2inconvénients, en particulier celui de délivrer un signal de sortie dont seule une faible proportion
est dépendante du mesurande. HO HVP SUpIpUMNOH GH UpMOLVHU OM PHVXUH MX PR\HQ G·XQ PRQPMJH GH P\SH pont de Wheatstone quiSHUPHP GH Q·H[PUMLUH TXH OM YMULMPLRQ GH VLgnal dépendante du mesurande (température). Quatre
résistances y sont montées en pont (figure 2b). Le fonctionnement du montage repose sur lesimple principe du pont diviseur de tension. A O·pTXLOLNUH PHPSpUMPXUH de référence) les quatre
résistances sont égales et la tension de sortie Vs est nulle. IH PRQPMJH QH ŃRPSRUPH TX·XQH VHXOH
résistance qui soit sensible à la température. Sa variation R(T) entraine une variation de la
tension de sortie Vs : 04 )(1 1)(4 RTRTRIVs
(a) (b) Figure 2 M PRQPMJH G·XQH UpVLVPMQŃH VHXOH N PRQPMJH HQ SRQP GH JOHMPVPRQHIM ŃOMvQH G·MŃTXLVLPLRQ peut assurer plusieurs rôles par le truchement de divers dispositifs. Le
ŃMSPHXU SOMŃp HQ PrPH GH OM ŃOMvQH G·MŃTXLVLPLRQ PUMQVIRUPH OH PHVXUMQGH HQ signal électrique
(en général une tension). Le circuit de conditionnement optimise les caractéristiques du signal de
VRUPLH GX ŃMSPHXU ILOPUMJH GX NUXLP MPSOLILŃMPLRQ VXSSUHVVLRQ GH ŃRPSRVMQPH ŃRQPLQXH"B 8QH
conversion analogique/numérique du signal peut également être faite afin par exemple de rendre
la mesure exploitable par un calculateur.2 - Les capteurs
3UHPLHU pOpPHQP GH OM ŃOMvQH G·MŃTXLVLPLRQ OH ŃMSPHXU M SRXU fonction de délivrer un signal
électrique de sortie s fonction du mesurande m, autrement dit il transforme la mesure de lagrandeur physique en grandeur électrique s(m). Il est à noter que certains capteurs sont passifs
(i.e. IRQŃPLRQQHQP VMQV MOLPHQPMPLRQ pOHŃPULTXH HP G·MXPUHV MŃPLIV QpŃHVVLPHQP XQH MOLPHQPMPLRQ
électrique).
21 ² Quelques exemples de capteurs
Capteur de champ magnétique à effet Hall
Un capteur de Hall est un capteur de champ magnétique B (figure 3) qui consiste en un barreaude semi conducteur alimenté par un courant I Ń·HVP donc XQ ŃMSPHXU MŃPLIB 6RXV O·HIIHP du champ
à mesurer GLYHUV SOpQRPqQHV HQPUHQP HQ ÓHX IRUŃH GH IRUHQP] ŃOMPS GH +MOO ŃRQVpŃXPLI " HP il
apparait entre les faces supérieure et inférieure du barreau une tension VH proportionnelle à B
qui constitue le signal de sortie. IR(T) = R0 + R(T)
V = V0 + V
R(T) = R0 + R(T)
R0 R0 R0 5V Vs 3 Figure 3 : Schéma de principe G·XQ ŃMSPHXU j HIIHP +MOO Capteur de contrainte mécanique à effet piézoélectriqueUn capteur piézoélectrique permet de mesurer des déformations et contraintes mécaniques. Il
consiste en un barreau de matériau piézoélectrique : soumis à une déformation, une tension
apparait à ses bornes. F·HVP OM PHVXUH GH ŃHPPH GHUQLqUH TXL SHUPHP GH GpPHUPLQHU OM JUMQGHXU
mécanique. Figure 4 : Schéma de principe G·XQ ŃMSPHXU SLp]RpOHŃPULTXHThermistance
Une thermistance est un dipôle résistif dont la résistance électrique R dépend de la température
TB 2Q O·XPLOLVH comme capteur de température HQ H[SORLPMQP OM ORL G·Ohm. Un montage en pont de
JOHMPVPRQH HVP JpQpUMOHPHQP PLV HQ ±XYUH SRXU ŃRQGLPLRQQHU OH VLJQMO YRLU ŃOMSLPUH 12BMagnétorésistance
Un capteur magnétorésistif est un dipôle résistif dont la résistance électrique R dépend du champ
magnétique B. 2Q O·XPLOLVH ŃRPPH ŃMSPHXU GH ŃOMPS PDJQpWLTXHHQH[SORLWDQWODORLGquotesdbs_dbs22.pdfusesText_28[PDF] chaine de markov apériodique
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