« Capteur/Introduction » : différence entre les versions
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{{Citation bloc
| Ce monde est pénétré des applications de la mesure ; toute connaissance, non mesurable, est frappée d'un jugement de dépréciation. Le nom de «
| Paul Valéry
| 1982
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Cette affirmation de Paul Valéry est plus que d'actualité. Notre monde est, et va être de plus en plus, pénétré des applications de la mesure. Et rien ne se fera sans le « capteur », qui est à la base même de l'édifice « mesure ».
Un capteur est un dispositif transformant une grandeur physique (température, pression, position, concentration, etc.) en un signal (souvent électrique) qui renseigne sur cette grandeur.
Par exemple, la pression exercée par de l'air sur un manomètre à aiguille positionne l'aiguille sur la graduation correspondant à la mesure de cette pression.
Le capteur se distingue de l'instrument de mesure par le fait qu'il ne s'agit que d'une simple interface entre un processus physique et une information manipulable. Par opposition, l'instrument de mesure est un appareil autonome se suffisant à lui-même, disposant d'un affichage ou d'un système de stockage des données. Le capteur lui en est dépourvu.
Il existe un grand nombre de capteurs différents, ils diffèrent dans la grandeur physique qu'ils mesurent et dans le dispositif créant le signal. On peut par exemple mesurer une concentration chimique avec un transducteur piézoélectrique ou un micro-calorimètre ou encore avec un ISFET. De même, on peut utiliser un dispositif piézoélectrique pour mesurer une pression ou une concentration en composés biologiques.
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== Principes des capteurs ==
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Avant de donner la définition d'un capteur, il est nécessaire de connaître quelques définitions de métrologie.
Tout d'abord, il faut savoir que mesurer une grandeur physique c'est attribuer une valeur quantitative en prenant pour référence une grandeur de même nature appelée unité.
Ensuite d'autres définitions doivent être connues comme :
* Le mesurande : c'est l'objet de la mesure ou plus simplement la grandeur à mesurer.
* Le mesurage : c'est l'ensemble des opérations pour déterminer la valeur du mesurande.
* La mesure c'est le résultat du mesurage. Autrement dit c'est la valeur du mesurande.
Ces définitions permettent de donner une définition claire d'un capteur.
En effet un capteur est dispositif dont les caractéristiques physiques sont sensibles à un mesurande. Lorsque celui-ci est soumis à ce mesurande il fournit une réponse sous la forme d'une grandeur physique exploitable qui est en général de nature électrique.
Le schéma suivant synthétise bien ce qu'est un capteur :
[[Fichier:Schéma capteur.jpg|thumb|center|upright=4|schéma d'un capteur]]
Une relation mathématique tirée des lois physiques entre la grandeur d'entrée et la grandeur de sortie doit exister. Cette relation entre le mesurande m et la sortie s ( s = f(m) ) s'appelle courbe d'étalonnage du capteur.
Le capteur est dit linéaire si la courbe d'étalonnage est une droite ou sinon le capteur est dit non linéaire.
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== Classification des capteurs ==
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On peut classer les capteurs de plusieurs manières :
* par le mesurande qu'il traduit ( capteur de position, de température, de pression, etc )
* par son rôle dans le processus industriel ( contrôle de produit finis, de sécurité, etc )
* par le signal qu'il fournit en sortie qui peut être numérique, analogique, logique ou digital.
* par leur principe de traduction du mesurande ( capteur résistif, piézoélectrique, etc )
* par leur principe de fonctionnement : capteur Actif ou Passif
Toutes ces classifications permettent d'avoir une vue d'ensemble des capteurs et bien sur aucune des méthodes de classification n'est meilleure que l'autre car toutes présentent des avantages et des inconvénients.
Dans la suite de notre cours, nous avons décidé de classer les différents capteurs par le mesurande qu'il traduit. Nous aurions très bien pu faire d'une autre manière mais celle-ci nous paraissait être la plus avantageuse pour nous.
Bien que nous ayons décidé de classer les capteurs par mesurande, il est important de connaître ce qu'est un capteur actif ou passif ainsi que d'avoir des notions de métrologie.
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=== Les capteurs actifs ===
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La sensibilité S, pour une valeur donnée de la mesurande,détermine l'évolution de la grandeur de sortie du capteur en fonction de la grandeur d'entrée.
<center><math> S = \frac {d(sortie)} {d(mesurande)} </math></center>
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=== Résolution ===
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