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Capteurs et instrumentation industrielle cours

CHAPITRE Introduction à l ? étude des capteurs Dé ?nition de l ? instrumentation L ? instrumentation est une technique de mise en ?uvre d ? instruments de mesure d ? actionneurs de capteurs de régulateurs en vue de créer un système d'acquisition de données ou de commande L'instrumentation est utilisée dans divers domaines et secteurs d'activités industrie recherche et développement universités etc Elle va par exemple permettre ?? d'automatiser ?? de faire des tests sur des produits exemple crash test ?? d'observer des phénomènes travaux pratiques dans l'éducation ?? de simuler des vieillissements tests répétitifs ?? de faire des contrôles qualité sur des cha? nes de production ?? d'alerter ou de surveiller Le rôle du capteur dans la régulation Le schéma s ? un système en boucle fermée BF peut se présenter comme suit ?gure Figure Schéma d ? une régulation H EL FADIL CCapteurs Ch- Généralités On y voit bien l ? importance de la mesure notamment du capteur dans la régulation industrielle Exemple Régulation de niveau Figure Exemple d ? une régulation de niveau Exemple Régulation de température Figure Régulation de température d ? un échangeur thermique Exemple Variation de vitesse d ? un moteur électrique La commande vectorielle aussi appelée commande à ux orienté ?eld-oriented control en anglais est une méthode de commande des variateurs de vitesse d'un moteur électrique à courants alternatifs ?gure Dans cette ?gure on y voit clairement la nécessité de mesurer les courants statoriques et l'angle de Park la position du rotor H EL FADIL CCapteurs Régulateurs pro Ch- Généralités Figure Exemple de commande vectorielle d'un moteur triphasé Dé ?nition d ? un capteur Un capteur est un organe de prélèvement d ? information qui élabore à partir d ? une grandeur physique une autre grandeur physique de nature di ?érente très souvent électrique ?gure Cette grandeur prélevée est utilisable à des ?ns de mesure ou de commande Figure Rôle d ? un capteur Nature des signaux mesurés Selon le type de capteur le signal électrique de mesure peut être de di ?érentes natures ? Signal de mesure analogique il est lié au mesurande par une loi continue parfois linéaire ?? Courant - mA - mA ?? Tension - V - V ? Signal de mesure numérique modes mode parallèle ou mode série H EL FADIL CCapteurs Ch- Généralités ? Signal de mesure logique il ne comporte que deux valeurs possibles c ? est un tout ou rien Le capteur actif Fonctionnant en générateur un capteur actif est généralement fondé sur un e ?et physique qui assure la conversion en énergie électrique de la forme d ? énergie propre à la grandeur à prélever énergie thermique mécanique ou de rayonnement Les plus classiques sont E ?et thermoélectrique Un circuit formé de deux conducteurs de nature chimique di ?érente dont les jonctions sont à des températures T et T est le siège d ? une force électromotrice ? V proportionnelle à ? T ? T ?? T voir ?gure Fig E ?et thermoélectrique