les capteurs

Notion de Mesure CAPTEURS – CHAINES DE MESURES Pierre BONNET Pierre Bonnet – Master GSI – Capteurs Chaines de Mesures Plan du Cours Propriétés générales Notion de mesure or 11 Sni* to View Notion de capteur: principes, classes, caractéristiques générales Caractéristiques en régime statique Caractéristiques en régime dynamique Conditionnement et électronique de mesure Conversion numérique Transport, perturbations, protection, Isolation des signaux Pierre Bonnet – Master GSI – Capteurs Chaînes de Mesures température exprimée en Kelvin est une grandeur mesurable, orrespondant à un niveau d’énergie : l’entropie S d’un système varie comme sa température en Kelvin ; à 600K. lle vaut deux fois plus qu’? 300K. la température exprimée en Celsius est une grandeur repérable : on sait définir l’égalité, comparer (A est plus chaud que 3), mais le rapport n’a pas de sens : à 400C, il ne fait pas deux fois plus chaud qu’à 200C 4 Définitions de base Types de grandeurs mesurables Grandeurs scalaires nombre (valeur) + unité Exemples : longueur, surface, volume, masse, durée, travail, énergie, puissance… Grandeurs vectorielles nombre (valeur) unité + direction 4 sens (composante_X , composa PAG » 1 correspondant à la transition entre les deux niveaux hyperfins de l’état fondamental de l’atome de césium-133.

Nom seconde Pierre Bonnet 7 – Master GS – Capteurs Chaînes de Mesures Le Système International d ‘unités Définition des unités de base ampere kelvin mole candela Symbole Définition Courant électrique consta PAGF30F11 nu dans deux hertz newton coulomb joule volt watt ohm 9 – Master GSI – Unités dérivées radian PAGFd0F11 Bonnet – Master GSI a 12 – Capteurs Chaînes de Mesures Il existe de nombreux domaines de mesure pour lesquels il n’existe pas d’unité SI . Exemples – mesure de pH = -ln a H expérience de référence étant l’activité de l’ion hydrogène . Mise en place d’une – mesure de turbidité : unité NTU (Nephelometric Turbidity Units) référence à partir de la précipitation d’une solution de formazine observée à 900 Généralement, un capteur fournit un signal dont le gain (facteur d’échelle) est exprimé pa rapport au système SI. Exemple : un capteur de courant donne un ignal exprimé en VIA courant en A Capteur de courant signal en V s 1 Le transducteur l’élément fondamental permet de passer du domaine physique du mesurande au domaine électrique [optique, pneumatique… Grandeur de sortie Pierre Bonnet – Master GSI tl 15 Exemples de capteurs Types de mesurande : grandeurs mécaniques Capteurs de position 6 1 industrielle Thermistance électronique 21 Types de mesurande : grandeurs électriques Mesure de tension/courant modèles de poche Modèle de laboratoire Haute tension Forts courants Boucle de Rogowski Pierre Bonnet – Sans contact 22 Master GS – PAGF70F11 Chaînes de Mesures 27 Types de mesurande : grandeurs chimiques Capteurs de pH laboratoire portable Sonde pH industrielle 28 Structure des capteurs Corps d’épreuve Information physique prlmalre grandeur a mesurer secondaire Corps d’épreuve B1 des capteurs de d’élongation (jauges de contraintes) Voir http://perso. orange. fr/philippe. fichou/poutre/poutrel . tm pour le calcul de la flexion 31 Autre exemple: Mesure d’un débit Le débit crée une différence de pression Pl Le mesurande débit est transformé en mesurande pression différentielle dt * équation faisant l’objet d’un brevet CNRS/lJniv Poitiers 2005 capteurs C] Exemple . Mesure multiple Mesure de la puissance électrique La puissance électrique instantanée est le produit de la tension par le courant. p(t) u (t)xi (t) pour des signaux alternatifs, la puissance instantanée fluctue au cours d’une période (20ms) Généralement, la puissance dite active est exprimée en valeur moyenne. p = J J u(t (t)dt images des courants conditionnement phase B 11