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CAPTEUR D'HUMIDITÉ SELON LE PRINCIPE DE L'ABSORPTION Continuation Comportement hystérésis des capteurs Entre l’absorption d’eau et le dégagement d’eau des éléments de mesure il existe physiquement un écart d’inversion apparaissant comme l’hystérésis La courbe qui suit montre l’hystérésis en pas -
Capteurs de température et d'humidité DHT22
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Quels sont les avantages des capteurs d’humidité ?
De nos jours, de plus en plus de personnes se retrouvent de plus en plus dépendantes de la technologie. Même dans le jardinage, l’invention des capteurs d’humidité est devenue un outil utile pour les agriculteurs et les jardiniers amateurs pour déterminer le niveau d’humidité de leur sol.
Comment fonctionnent les capteurs d’humidité tensiométriques ?
Les capteurs d’humidité tensiométriques ont un tube rempli d’eau. Lorsque la sonde est insérée dans le sol près des racines de la plante, l’eau quitte le tube et pénètre dans le sol à travers la pointe en céramique poreuse de la sonde.
Qu'est-ce que le capteur d'humidité ?
Le capteur d'humidité permet, comme son nom l'indique, de mesurer l'humidité ambiante. Une mesure utile en matière de météorologie, mais aussi dans le secteur de l'habitat. En effet, l' humidité dans une maison peut poser des problèmes. Un air trop humide, ou trop sec, peut être source de désagréments, voire engendrer des risques sanitaires.
Quels sont les différents types de capteurs d'humidité ?
Il existe des capteurs d'humidité (ou hygromètres ) capacitifs et des sondes d'humidité (ou hygromètres) résistives. Une sonde capacitive joue sur la sensibilité à l'humidité relative de l'air ambiant de la constante diélectrique de matériaux tels que l' alumine -- ou l' oxyde d’aluminium -- ou parfois de polymères.
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Page 1 sur 12 Thème 1 : LES CAPTEURS
Cours Thème I
ACQUISITION D"UNE GRANDEUR PHYSIQUE
( Capteurs )I- GÉNÉRALITÉS Dans de nombreux domaines (industrie, recherche scientifique, services, loisirs ...), on a
besoin de contrôler de nombreux paramètres physiques (température, force, position, vitesse, luminosité, ...). Le capteur est l"élément indispensable à la mesure de ces grandeurs physiques.1- Définitions
Capteur
: Un capteur est un organe de prélèvement d"information qui élabore à partir d"une grandeur physique, une autre grandeur physique de nature différente (très souvent électrique). Cette grandeur représentative de la grandeur prélevée est utilisable à des fins de mesure ou de commande.Etendue de mesure
: Valeurs extrêmes pouvant être mesurée par le capteur.Résolution
: Plus petite variation de grandeur mesurable par le capteur. Sensibilité : Variation du signal de sortie par rapport à la variation du signal d"entrée.Exemple
: Le capteur de température LM35 a une sensibilité de 10mV / °C.Précision
: Aptitude du capteur à donner une mesure proche de la valeur vraie. Rapidité : Temps de réaction du capteur. La rapidité est liée à la bande passante.2- Éléments de métrologie (définitions)
Le mesurage
: C"est l"ensemble des opérations ayant pour but de déterminer une valeur d"une grandeur.La mesure (x)
: C"est l"évaluation d"une grandeur par comparaison avec une autre grandeur de même nature prise pour unité.Exemple :
2 mètres, 400 grammes, 6 secondes.
La grandeur (X)
: Paramètre qui doit être contrôlé lors de l"élaboration d"un produit ou de son transfert.Exemple :
pression, température, niveau. On effectue des mesures pour connaître la valeur instantanée et l"évolution de certaines grandeurs. Renseignements sur l"état et l"évolution d"un phénomène physique, chimique, industriel.L"incertitude (dx)
: Le résultat de la mesure x d"une grandeur X n"est pas complètement défini par un seul nombre. Il faut au moins la caractériser par un couple (x, dx) et une unité de mesure. dx est l"incertitude sur x. Les incertitudes proviennent des différentes erreurs liées à la mesure.Ainsi, on a : x-dx < X < x+dx
Exemple :
3 cm ±10%, ou 3 cm ± 3 mm.
Erreur absolue (e)
: Résultat d"un mesurage moins la valeur vraie du mesurande. Une erreur absolue s"exprime dans l"unité de la mesure. e = x - XExemple :
Une erreur de 10 cm sur une mesure de distance.
Erreur relative (e
r) : Rapport de l"erreur de mesure à une valeur vraie de mesurande. Une erreur relative s"exprime généralement en pourcentage de la grandeur mesurée. e r = e/X ; e r% = 100 e r Exemple : Une erreur de 10 % sur une mesure de distance (10 % de la distance réelle).Capteur
Grandeur
physiqueSignal
électrique
Energie
- température - pression - force - ... - signal logique (TOR) - signal analogique - signal numérique TS IRIS ( Physique Appliquée ) Christian BISSIERES http://cbissprof.free.frPage 2 sur 12 Thème 1 : LES CAPTEURS
3- Les types d"erreurs classiques
???L"erreur de zéro (offset) ???L"erreur d"échelle (gain)C"est une erreur qui dépend de façon
linéaire de la grandeur mesurée. ???L"erreur de linéaritéLa caractéristique n"est pas une droite.
???L"erreur due au phénomène d"hystérésisIl y a phénomène d"hystérésis lorsque
le résultat de la mesure dépend de la précédente mesure. ???L"erreur de quantificationLa caractéristique est en escalier,
cette erreur est souvent due à une numérisation du signal. 4- Le système d"unités internationales et ses symbolesGrandeur
Unité
NomSymbole
NomSymbole
Unités de base
Longueur
l mètre m Masse m kilo gramme Kg Temps t seconde sCourant électrique
i ampère ATempérature
T kelvin KQuantité de matière
mole molIntensité lumineuse
I candela cdUnités complémentaires
Angle plan
radian radAngle solide
stéradian SrUnités dérivées
Aire ou supe
rficie A, S mètre carré m 2Volume
V mètre cube m 3Fréquence
f hertz HzVitesse
v mètre par seconde m/s Force F newton NMoment d"une force
T mètre -newton mNTension
- ddp U volt VForce électromotrice
E volt VRésistance
R ohmRéactan
ce X ohmImpédance
Z ohmRésistivité
r ohm -mètre Ω.mCapacité
C farad FPermittivité
farad par mètre F/mPerméabilité
m henry par mètre H/mChamp électrique
E volt par mètre V/mFlux lumineux
lumen lmEclairement
E lux lxLongueur d"onde
l mètre mQuant. de rayonn.
roentgen RVitesse angulaire
radian par seconde rad/s TS IRIS ( Physique Appliquée ) Christian BISSIERES http://cbissprof.free.frPage 3 sur 12 Thème 1 : LES CAPTEURS
Accélération linéaire
g mètre par seconde 2 m/s 2Accélération
angulaire radian par seconde 2 rad/s 2Energie - Travail
W joule JPuissance
P watt WattPression - Contrainte
P pascal PaQuantité de chaleur
Q joule JQuantité d"électricité
Q coulomb CEnergie
W joule JPuissance active
P watt WPuissance apparente
S volt-ampère VAPuissance réactive
Q volt-ampère-réactif VARInductance
L henry HChamp magnétique
H ampère par mètre A/mInduction
magnétique B tesla TFlux d"induction
weber WbLuminance
L candela par m 2 Cd/m 2Transmission
décibel dBActivité nucléaire
A curie Bq5- Liens entre les unités S.I. et celles employées dans d"autres pays (USA)
Distances
: ???? pouce (inch) : 1 in. = 2,54 cm ? pied (foot) : 1 ft = 12 in = 30,48 cm ? mile (miles) = 5280 ft = 1,609 kmVolume : ???? pinte (pint) = 0,568 l
? gallon (US gallon) : 1 USgal = 4 pintes = 3,786 l ? baril (US barrel) : 1 bbi = 42 USgal = 159 lMasse : ???? once (ounce) : 1 oz = 28,35 g
? livre (pound) : 1 lb = 0,454 kgPuissance
: ???? cheval vapeur (horsepower) : 1 hp = 0,746 kW. 6- Formation des multiples et sous multiples des unités
10 NPréfixe
Symbole
Nombre
10 100googol 10 24
yotta Y
Quadrillion
10 21zetta Z
Trilliard
10 18 exa ETrillion
10 15 péta PBilliard
10 12 téra TBillion
10 9 giga GMilliard
10 6 méga MMillion
10 3 kilo k Mille 10 2 hecto h Cent 10 1 déca da Dix 10 0 unitéUn, une
10 -1 déci dDixième
10 -2 centi cCentième
10 -3 milli mMillième
10 -6 microMillionième
10 -9 nano nMilliardième
10 -12 pico pBillionième
10 -15 femto fBilliardième
10 -18 atto aTrillionième
10 -21 zepto zTrilliardième
10 -24 yocto yQuadrillionième
TS IRIS ( Physique Appliquée ) Christian BISSIERES http://cbissprof.free.frPage 4 sur 12 Thème 1 : LES CAPTEURS
7- Caractéristiques d"une chaîne de mesure informatisée
La structure de base d"une chaîne de mesure comprend au minimum quatre étages : ■ Un capteur sensible aux variations d"une grandeur physique et qui, à partir de ces variations, délivre un signal électrique. ■ Un conditionneur de signal dont le rôle principal est l"amplification du signal délivré par le capteur pour lui donner un niveau compatible avec l"unité de numérisation; cet étage peut parfois intégrer un filtre qui réduit les perturbations présentes sur le signal.■ Une unité de numérisation qui va échantillonner le signal à intervalles réguliers et
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