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LES CAPTEURS Un capteur (détecteur ou sonde) est un dispositif qui informe sur La grandeur d'un phénomène physique. Il est composé d'un transducteur (auquel.

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1 LES CAPTEURS Un capteur (détecteur ou sonde) est un dispositif qui informe sur La grandeur d'un phénomène physique. Il est composé d'un transducteur (auquel peuvent s'ajouter un convertisseur et un afficheur). capteur transducteur MAIS COMMENT CHOSIR LE BON CAPTEUR ?

2 LES TRANSDUCTEURS Définition Un transducteur est un transformateur d'énergie. Il utilise la variation de la grandeur du phénomène physique observé pour produire un signal. Ce signal est de nature mécanique, électrique, optique ou sonore. Il est directement utilisable pour la mesure ou la commande Les différents types - le bilamele bilame - l' I.L.S.- l' I.L.S. - la photorésistance - le thermocouple - la jauge de contraintela jauge de contrainte - le piezzole piezzo - le générateur analogique - l'antennel'antenne - le galvanomètrele galvanomètre - la capsule anéroïdela capsule anéroïde - le tube de bourdonle tube de bourdon - le clapetle clapet - le tube de Geiger-Müllerle tube de Geiger-Müller - la thermistancela thermistance

3 LE BILAME Principe Un bi-lame est composé de deux plaques de métal soudées par laminage à froid, (très souvent de l'invar et du nickel) ayant un coefficient de dilatation différent. Une déformation se produit sous l'action de la chaleur.coefficient de dilatation Retour

4 Coefficient de dilatation Retour Le coefficient de dilatation mesure l'augmentation relative de volume d'un corps lorsque l'on fait varier la température. Exemple pour l'acier : coefficient = 1,18mm/m/100° (une barre d'acier de 1m soumise à une augmentation de température de 100° s'allonge de 1,18mm

5 Retour LI.L.S Principe L'Interrupteur à Lame Souple (I.L.S.) est constité de 2 lames souples aimantables insérées dans un ampoule en verre sous vide qui ouvrent ou ferment un circuit électrique lors de la présence d'un aimant. Principe de fonctionnement simplifié

6 Retour LA PHOTORESISTANCE Principe L'effet photoélectrique est la libération dans le matériau semi-conducteur de charges électriques sous linfluence de la lumière (photons dénergie)

7 Retour LE THERMOCOUPLE Principe Lorsque deux fils en métaux différents sont fusionnés à leurs deux extrémités, un courant continu circule lorsque l'on chauffe la soudure. Ce courant est proportionnel à l'élévation de température Thermocouple de chaudière à gaz

8 Retour LA JAUGE DE CONTRAINTE Principe Lorsque l'on déforme un fil résistant, il s'allonge, sa section diminue et sa résistance électrique augmente. On mesure la résistance du courant qui circule dans la jauge. Les jauges sont très utilisées dans les balances de pesée.

9 Retour LE PIEZO Principe La piézoélectricité (du grec piézein presser, appuyer) est la propriété que possèdent certains quartz de se polariser électriquement sous laction dune contrainte mécanique et réciproquement de se déformer lorsquon leur applique un champ électrique

10 Retour LE GENERATEUR ANALOGIQUE Principe Il se comporte comme une génératrice à courant continu, il délivre une tension de sortie proportionnelle à la vitesse d'entraînement du rotor. La mesure précise de cette tension permet de connaître indirectement la vitesse angulaire. Ce capteur doit être monté directement en bout d'arbre dont on veut contrôler la vitesse.

11 Retour LANTENNE Principe Dispositif d'émission ou de réception d'ondes radio. L'antenne concentre les ondes radio qui sont converties en signaux électriques.

12 Retour LE GALVANOMETRE Principe Appareil mesurant l'intensité des courants électriques faibles

13 Retour LA CAPSULE Anéroïde Principe La pression atmosphérique s'exerce sur l'extérieur d'une enceinte métallique, hermétiquement close et partiellement vide d'air qui se déforme de façon élastique. Lorsque la pression ambiante varie, la capsule se comprime ou se dilate.

14 Retour LE TUBE DE BOURDON Principe La pression s'exerce dans une enceinte métallique, hermétiquement close qui se déforme de façon élastique, en se déroulant.

15 Retour LE CLAPET Principe La pression d'un fluide s'exerce sur une surface et engendre un déplacement. Le clapet s'ouvre lorsque la pression de fonctionnement est dépassée.

16 Retour Principe LE TUBE de Geiger-Müller Quand un rayonnement ionisant (radiation) pénètre à lintérieur d'un tube Geiger-Müller, il ionise le gaz, arrache des électrons qui se multiplient très vite par avalanche électronique créant un signal électrique.

17 Retour LES THERMISTANCES La thermo-résistance : variation de la résistivité de certains métaux (argent, cuivre, nickel, or, platine, tungstène, titane) en fonction de la température. La sonde PT100 : Elle permet de mesurer le changement de résistivité d'un filament de platine enroulé autour d'une tige de verre. Suite thermistances

18 Retour Les principaux capteurs de température utilisés en électronique sont basés sur la loi de variation dune résistance. Les thermistances : variation de la résistivité de certains métaux (argent, cuivre, nickel, or, platine, tungstène, titane) en fonction de la température Les CTN : coefficient de Température Négatif, (en anglais NTC, Negative Temperature Coefficient) sont des thermistances dont la résistance diminue de façon uniforme avec la température. Les CTP : coefficient de Température Positif, (en anglais PTC, Positive Temperature Coefficient) sont des thermistances dont la résistance augmente fortement avec la température dans une plage de température limitée (typiquement entre 0 °C et 100 °C).

19 Retour LES CAPTEURS

20 Retour Capteur de présence ou position

21 Retour Capteur de sons Le microphone Principe Le microphone (ou micro) est un dispositif de conversion des ondes sonores en impulsions électriques. Il existe plusieurs systèmes : microphone à membrane, micro piezo … piezo suite

22 Retour Le sonomètre Principe Un Sonomètre est un appareil destiné à mesurer, en décibels, le niveau sonore. pour quantifier toutes sortes de bruit, industriels et environnementaux, en particulier le bruit des avions. suite

23 Retour Le sonar Principe Un Sonar (acronyme de SOund Navigation And Ranging) est un appareil, utilisant les propriétés particulières de la propagation du son dans l'eau pour détecter et situer les objets sous l'eau

24 Retour Capteurs Magnétiques Principe La détection de la présence d'un aimant par I.L.S. (un Interrupteur à Lame Souple).I.L.S. I.L.S. dans un anémomètre Capteur de PMH (Point Mort Haut, moteur Renault) I.L.S. dans un vérin

25 Retour Capteurs à galet Principe Les capteurs de position sont des capteurs de contact. Ils peuvent être équipés d'un galet, d'une tige souple, d'une bille. L'information donnée par ce type de capteur est de type tout ou rien et peut être électrique ou pneumatique.

26 Retour Capteur inductif Principe Les capteurs inductifs produisent à l'extrémité de leur tête de détection un champ magnétique oscillant. Ce champ est généré par une self et une capacité montée en parallèle. Lorsqu'un objet métallique pénètre dans ce champ, il y a perturbation de ce champ puis atténuation du champ oscillant. Cette variation est exploitée par un amplificateur qui délivre un signal de sortie., le capteur commute.

27 Retour Capteur capacitif Principe Les capteurs capacitifs sont des capteurs de proximité qui permettent de détecter des objets métalliques ou isolants. Lorsqu'un objet entre dans le champ de détection des électrodes sensibles du capteur, il provoque des oscillations en modifiant la capacité de couplage du condensateur.

28 Retour Capteur optique

29 Retour Capteur Laser Le laser acronyme de : Light Amplification by Stimulated Emission of Radiations, (amplification de la lumière par émission stimulée de radiation). Principe

30 Retour Capteur photoélectrique Principe Un capteur photoélectrique est un capteur de proximité. Il se compose d'un émetteur de lumière associé à un récepteur : une photorésistance. La détection d'un objet se fait par coupure ou variation d'un faisceau lumineux. Le signal est amplifié pour être exploité par la partie commande.photorésistance Système barrage Système de proximité Système reflex

31 Retour Capteur Infrarouges Principe Un capteur infrarouge est un capteur de proximité. Il se compose d'un émetteur de lumière associé à un récepteur : une photorésistance. La lumière infrarouge est invisible à l'oeil humain.une photorésistance

32 Retour Capteur de lumière Principe Les capteurs de lumières sont composés de photorésistances qui détectent la présence et la variation de l'intensité lumineuse.photorésistances

33 Retour Capteur de vitesse, d'accélération

34 Retour Capteur d'accélération Principe Un accéléromètre est un capteur qui, fixé à un mobile ou à tout autre objet, permet de mesurer l'accélération de ce dernier. Il est gradué en "g" (accélération due à la pesanteur,1g = 9,81m/s 2 )

35 Retour Capteur linéaire Le tachymètre tachymètre : du grec ancien : tachy "vite, rapide" et du suffixe : "mètre". Instrument de mesure des vitesses muni d'un cadran divisé qui permet de lire la vitesse en km/h ou une autre unité.

36 Retour Le Radar à effet Doppler Le mot provient de l'acronyme anglais : RAdio Detection And Ranging Le radar est un système qui utilise les ondes radio pour détecter et déterminer la distance et/ou la vitesse d'objets. (effet Doppler) Le Radar laser Le radar mesure le temps mis par une impulsion laser pour atteindre la cible visée et revenir au cinémomètre après réflexion. Connaissant le temps daller et retour ainsi-que la vitesse de la lumière, l'appareil en déduit la vitesse de la cible.

37 Retour Capteur de vitesse angulaire Les compte-tours Les générateurs analogiques Ce sont des instruments de mesure permettant dindiquer la vitesse de rotation d'une pièce en mouvement. Les capteurs peuvent être mécaniques, optiques ou à courants de Foucault. Les compte-tours comptent le nombre de tours par unité de temps (généralement des tours par minute) Ils se comportent comme une génératrice à courant continu, ils délivrent une tension de sortie proportionnelle à la vitesse d'entraînement du rotor. La mesure précise de cette tension permet de mesurer indirectement la vitesse angulaire. Ce capteur doit être monté directement en bout d'arbre dont on veut contrôler la vitesse.

38 Retour Les codeurs rotatifs Les codeurs rotatifs sont des capteurs de position angulaire. Le disque du codeur est solidaire de l'arbre tournant du système à contrôler. Il existe deux types de codeurs rotatifs, les codeurs incrémentaux et les codeurs absolus.

39 Retour Tachymètre compte-tours laser optique Le tachymètre ou compte-tours est utilisé pour mesurer la vitesse de rotation. Ce tachymètre fonctionne avec un pointeur laser.

40 Retour Capteur de température Il existe une multitude de capteurs de température, tant par leur technique que par leurs formes. Ils sont employés dans de nombreux domaines tant industriel que domestique : - Appareils électroménagers (four, réfrigérateur,…) - Automobile (moteur, habitacle), - Industries de transformation (plastique, alimentaire, chimie, automobile, électronique,…) - Installations de chauffage urbain ou industriel.

41 Retour Capteur sans contact Thermomètres à infrarouges Caméras infrarouges Ils fonctionnent à l'aide d'une photorésistance sensible aux rayons infrarouges.photorésistance Elles fonctionnent à l'aide d'une photorésistance sensible aux rayons infrarouges

42 Retour Capteur avec contact Sonde de température, circuit de refroidissement moteur Thermomètre corporel Sonde de commande : La température du liquide de refroidissement provoque la déformation d'un bilame, déclenchant les moto-ventilateurs par fermeture d'un circuit électrique. - sonde de mesure: fonctionne avec une thermistance dont la résistance électrique varie avec la température. bilamethermistance Fonctionne avec un thermocouple.thermocouple

43 Retour Les thermostats bimétalliques Les sur-tensions dans un circuit électrique provoquent une élèvation de température par effet Joule. Sous l'action de la chaleur, la déformation d'un bilame interrompt la continuité électrique, assurant ainsi la protection du circuit.bilame Thermostats bimétalliques Disjoncteur thermique à bilamebilame

44 Retour Capteur de forces ou de pressions

45 Retour Les balances La plupart des balances électroniques sont équipées de l'une des 2 sortes de transducteurs : - les jauges de contrainte - les cellules piezojauges de contraintecellules piezo Jauge de contrainteJauge de contrainte sur une balance

46 Retour Le Pressostat Dans le pressostat, on utilise la force qui s'exerce sur une membrane de surface constante. Le système fonctionne en tout ou rien (lave linge) ou enregistre les variations de pression (sonde de pression d'huile moteur). Pressostat de remplissage de cuve de lave-linge Pressostats variables

47 Retour Mini capteurs Sous l'action de la pression, un élément en quatz se déforme (effet piezo) et emet un signal électrique.effet piezo Capteurs de pression Honeywell 20PC ( capteurs piézorésistifs )piézorésistifs Capteurs de pression mécanique FSR (Force Sensitive Resistance) ( capteurs piézorésistifs )piézorésistifs

48 Retour Le manomètre Le manomètre fonctionne par déformation d'un tube de Bourdon, sous l'action d'une pression interne. Un système mécanique permet d'amplifier les mouvements qui résultent des variations de pression pour les rendre visibles sur un cadran.tube de Bourdon Manomètre à tube de Bourdontube de Bourdon

49 Retour Le baromètre, l'altimètre... Le baromètre est un instrument de mesure, utilisé en physique et en météorologie, qui sert à mesurer la pression atmosphérique. Il peut servir d'altimètre pour déterminer l'altitude en connaissant la pression atmosphérique au sol. Le baromètre ou l'altimètre fonctionnent par déformation, sous l'action de la pression ambiante, d'une capsule anéroïde dont la variation de forme est amplifiée par un système mécanique ou électronique.capsule anéroïde Principe : Baromètre à capsule anéroïdecapsule anéroïde Altimètre à capsule anéroïdecapsule anéroïde

50 Retour Capteur de radiations Le compteur Geiger détecte les les radiations grace à un tube de Geiger-Müller en créant un signal électrique. Après amplification, le signal électrique ainsi produit est enregistré et se traduit par une indication visuelle (aiguille, lampe) ou sonore (déclic).tube de Geiger-Müller Le compteur Geiger

51 Retour Capteur de vibrations Le capteur sismique Le capteur sismique enregistre le mouvement du sol. Pour mesurer ce mouvement du sol, on mesure soit la vitesse de déplacement du sol, soit son accélération.

52 Retour Le galvanomètre Appareil mesurant l'intensité des courants électriques faibles

53 Retour Capteur chimiques Les détecteurs chimiques composent une famille extrèmement vaste (autant que d'éléments à identifier ou mesurer), on les trouve dans les domaines : - Industries chimique, automobile, alimentaire, Domotique - Laboratoires d'analyses médicales - etc...

54 Retour Gaz Sonde Lambda au dioxyde de titane La résistance électrique de lélément au dioxyde de titane varie en relation avec la concentration doxygène dans les gaz déchappement du véhicule. Sonde CO - CO2 Détecteur taux d'O2 dans Nitrox (bouteille de plongée)

55 Retour Humidité Le détecteur d'humidité réagit à la présence d'eau ou de neige sur le pare-brise du véhicule. La photo-diode mesure de la quantité de lumière d'une diode réfléchie par le pare brise.photo-diode Détecteur de pluie Bosch

56 Retour Détecteur de fumée Le détecteur de fumée est un organe de sécurité, il réagit à la présence de fumée ou de vapeur dans l'air : il existe des détecteurs optiques (à cellule photo-électrique) et/ou par ionisation. Les détecteurs ioniques sont interdits en France car radioactifscellule photo-électrique

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