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29/4/2014 les capteurs http://produ.chez.com/cap/ 1/15 Sommaire INTRODUCTION CH

29/4/2014 les capteurs http://produ.chez.com/cap/ 1/15 Sommaire INTRODUCTION CHAPITRE I I – 1 – CAPTEUR I – 2 – CONSTITUTION D’UN CAPTEUR I – 2 –1 – Corps d’épreuve I – 2 – 2 – L’élément de transduction I – 2 – 3 – Boîtier I – 2 – 4 – Instrument de mesure I – 2 – 5- Chaîne de mesure I – 2 – 6 – Boucle de régulation I – 2 – 7 – Transmetteur I – 2 – 8 – Transducteur I – 3 – Le module électronique conditionnement I – 4 – Grandeur physique à mesurer I – 4 – 1 – Domaine d’évolution de la grandeur I – 4 – 2 –Étendu des valeurs pouvant être prises par le mesurande I – 4 – 3 – Durée du phénomène à mesurer I – 4 – 4 – Grandeurs d’influence I – 5 – MODE DE FONCTIONNEMENT DES CAPTEURS A – Les capteurs actifs B – Les capteurs passifs B – 1 – Pré-conditionnement des capteurs passifs B – 2 – Montage en pont C – Les capteurs résistifs I – 6 – TROIS TYPES DE CAPTEURS I – 6 – 1 – Capteur analogique 29/4/2014 les capteurs http://produ.chez.com/cap/ 2/15 I – 6 – 2 – Capteur numérique I – 6 – 3 – Capteur logique CHAPITRE II II – 1 – LE CHOIX D’UN CAPTEUR II - 2 – CAPTEUR DE FORCE II – 3 – PRINCIPE II – 4 – MODE DE TRANSDUCTION II – 5 – JAUGE EXTENSOMÉTRIQUE II – 6 – APPLICATION INDUSTRIELLE DES CAPTEURS DE FORCE II – 6 – 1 – Les préhenseurs Introductions Les capteurs jouent des rôles de plus en plus important car ce sont eux qui permettent de mesurer les effets des phénomènes de toutes natures qui agissent sur l’environnement de l’homme, avec l’évolution de la technologie, l’électronique en particulier, leur importance s’accroît car il permette d’assurer la liaison homme – machine – environnement. Nous voulons essayer de facilité le choix des capteurs en rappelant tout d’abord les principes de base qu’ils utilisent et leurs principales caractéristiques. CLIQUEZ ICI POUR RETOURNER AU SOMMAIRE F é CHAPITRE I GÉNÉRALITÉS : I – 1 – CAPTEUR : Organe chargé de prélever une grandeur physique à mesurer et de la transformer en une grandeur exploitable. 29/4/2014 les capteurs http://produ.chez.com/cap/ 3/15 § La grandeur physique à mesurer « mesurande » constitue le signal d’entrer ( ou stimulus ) du capteur. § La grandeur exploitable étant de nature électrique constitue le signal de mesure ( signal de sortie ( réponse)) du capteur. Elle est une représentation de la grandeur à mesurer. Le capteur est donc un organe de saisie d’informations, c’est le premier maillon de toute chaîne de mesure, acquisition de données, de tout système d’asservissement, régulation, de tout dispositif de contrôle, surveillance, sécurité. I – 2 – CONSTITUTIONS D’UN CAPTEUR : Les parties constitutives d’un capteur sont les suivantes : I – 2 – 1 – Le corps d’épreuve : Est un élément mécanique qui réagit à la grandeur à mesurer, il à pour rôle de transformer la grandeur à mesurer en une autre grandeur physique dite mesurable. Cette grandeur constitue la réaction du corps d’épreuve. I – 2 – 2 – L’élément de transduction : Est un élément sensible lié au corps d’épreuve. Il traduit les réactions du corps d’épreuve en une grandeur électrique constituant le signal de sortie. I – 2 – 3 – Le boîtier : Est un élément mécanique de protection, de maintien et de fixation du capteur. I – 2 – 4 – Instrument de mesure : Appareil mesureur, destiné à exécuter les mesures en atelier. I – 2 – 5 – Chaîne de mesure : 29/4/2014 les capteurs http://produ.chez.com/cap/ 4/15 C’est une suite d’éléments transducteurs et d’organe de liaison d’un instrument de mesure allant du capteur qui est le premier élément au dispositif d’indication, de stockage ou de traitement qui en est le dernier élément. I – 2 – 6 – Boucle de régulation : C’est un ensemble d’éléments utilisé par l’asservissement à une grandeur, elle va du capteur à l’actionneur (organe de sortie ). Les éléments intermédiaires traitent généralement le signal par voie électronique ou pneumatique. I – 2 – 7 – Transmetteur : Il est influencé par une grandeur physique mesurée, qui transmet un signal se peut être un ensemble de capteurs, d’amplificateur ou d’un convertisseur. I – 2 – 8 – Transducteur : Instrument qui sert à transformer suivant une loi déterminée la grandeur mesurer en une autre grandeur en valeur de la même grandeur avec précision spécifier. CLIQUEZ ICI POUR RETOURNER AU SOMMAIRE F é I – 3 – LE MODULE ÉLECTRONIQUE CONDITIONNEMENT : Selon les cas, les fonctions suivante : § Alimentation électrique du capteur ( si elle est nécessaire ). § Mise en forme et amplification du signal de sortie. § Filtrage, correction, traitement du signal. § Conversion du signal ( analogique / numérique / tension / fréquence … ). § Mise a niveau du signal de sortie pour sa transmission a distance. Ce module électronique porte souvent le nom de transmetteur. 29/4/2014 les capteurs http://produ.chez.com/cap/ 5/15 Éléments constitutifs d’un capteur I – 4 – GRANDEUR PHYSIQUE À MESURER : Les capteurs doivent pouvoir mesurer ou contrôler les grandeurs physiques les plus diverses. Principales caractéristiques d'une grandeur à mesurer. I – 4 – 1 – Domaine d’évolution de la grandeur : Peut être statique ou dynamique : - En statique, le mesurande conserve dans le temps une valeur stable ou peu rapidement variable. C’est le domaine des phénomènes continues. On convient de classer dans ce domaine les phénomènes variants de 0 à quelques hertz (Hz ). - En dynamique, le mesurande varie en fonction du temps selon une loi de fréquence élevée. On convient de partager le domaine dynamique en plusieurs tranches : - de 0 à 250 Hz, très basse fréquence ( TBF ). - de 250 Hz à 2 KHz, basse fréquence ( BF ). - de 2 à 10 KHz, moyenne fréquence ( MF ) . - au-delà de 10 KHz, hautes fréquence ( HF ). I – 4 – 2 – Étendue des valeurs pouvant être prises par le mesurande : Peut être classer en deux catégories : a – Valeurs courantes est définie par les valeurs extrêmes que peut prendre le mesurande de manière courante. b- Valeurs accidentelles est définie par les valeurs extrême que peut prendre le mesurande sous 29/4/2014 les capteurs http://produ.chez.com/cap/ 6/15 l’action de causes extérieur ou prévisibles. Il s’agit la plupart du temps de valeurs de faible durée. I – 4 – 2 – Durée du phénomène à mesurer : Est une caractéristique importante à considérer parallèlement au domaine d’évolution de la grandeur, on distingue : - Les phénomènes statique de très longe durée. - Les phénomènes dynamique de longue durée.(essai d’endurance ou de fatigue). - Les phénomènes dynamique de courte durée ( transitoires ). I – 4 – 3 – Grandeurs d’influences : Grandeurs étrangères peuvent provoquer sur le capteur c’est donc une cause d’erreurs agissant sur le signal de sortie. Citons en particuliers : - La température ( la plus répandue et la plus gênante ). - La pression en. - Les vibrations mécaniques ou acoustiques, les chocs, le temps. - La position du capteur et sa fixation. - L’humidité, la projection d’eau. - Les ambiances corrosives. - Les perturbations électromagnétique. - Les rayonnements nucléaires. - Les accélérations et la pesanteur. - L’alimentation et la pesanteur. - L’alimentation électrique du capteur. CLIQUEZ ICI POUR RETOURNER AU SOMMAIRE F é I – 5 - MODES DE FONCTIONNEMENT DES CAPTEURS : Ils fonctionnent selon deux principes de base suivant l’origine du signal électrique de sortie , on distingue : 29/4/2014 les capteurs http://produ.chez.com/cap/ 7/15 A - Les capteurs actifs: fonctionnant en générateur, dont une partie de l’énergie physique prélevée sur le mesurande est transformée directement en énergie électrique qui constitue le signal de sortie. Ce signal est un courant, une tension ou une quantité d’électricité. Les signaux de sortie délivrés par les capteurs actifs sont de très faible puissance. Ils sont dits de bas-niveau et doivent être amplifiés pour pouvoir ensuite être transmis à distance. B - les capteurs passifs : doivent être alimentes par une source d’énergie électrique extérieure, cette source d’énergie peut être une tension continue ou électrique, un courant. Ce signal de sortie est également une tension continue on module. Ces modules de fonctionnement correspondent à des principes de base et s’adaptent essentiellement aux capteurs à sortie numérique et logique sont des cas particuliers des précédents. B – 1 – Pré-conditionnement des capteurs passifs : Il a pour but de traduire sous la forme d’un signal électrique les variations d’impédance de l’élément de transduction, le conditionneur est constitué d’une source de tension ou de courant et généralement d’autres impédances. On distingue deux groupes principaux de conditionnement : - Les montages potentiométriques et les ponts. - Les oscillateurs. B – 2 – montage en pont : Est dérivé uploads/Sante/ les-capteurs.pdf