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PHYSIQUE DES CAPTEURS (Semestre 2) 3 ECTS Cours (16h): Emmanuel COTTANCIN T.D. (14h):

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1 PHYSIQUE DES CAPTEURS (Semestre 2) 3 ECTS Cours (16h): Emmanuel COTTANCIN T.D. (14h): Michel Farizon MCC: contrôle continu intégral (3 notes) Physique sous-jacente aux capteurs (voir ce qui se cache dans la boite) (Thermo-électricité, conductivité électrique, transferts thermiques, optique, radiométrie) Caractéristiques et limitations dun capteur: un capteur nest jamais parfait!! Vous amener à pouvoir faire un choix de capteur en fonction de différents critères dexigence (métrologiques, technologiques, économiques, sécurité, fiabilité) Capteur: boite « noire » T, Flux, P, Débit … But du cours :

2 Importance de la mesure Industrie: instrumentation, contrôle-qualité (capteurs de position, de température, de pression, optiques…) Aéronautique, aérospatial, automobile : « engins » truffés de capteurs Météorologie, climatologie: capteurs de pression, température, dhumidité, anémomètre, altimètre … Chimie: pHmètre, mesureur de conductivité, capteurs électrochimiques … Analyse physico-chimique: chaîne de spectrométrie de masse (capteurs (ex: galette de microcanaux)) Recherche: domaine du vide, optique, rayonnement nucléaire, physique du solide, physique de latmosphère, physique de lenvironnement, physique théorique… Enseignements: travaux pratiques: mesures réalisées avec des capteurs!!

3 Chapitre I. Généralités sur les capteurs Mesurande, importance de létalonnage Capteurs actifs et capteurs passifs Grandeurs dinfluence Caractéristiques métrologiques dun capteur sensibilité, incertitude, finesse, fidélité, justesse, précision, … Régime dynamique: rapidité, réponse en fréquence, bande passante, échantillonnage Cours en 4 parties

4 Chapitre II. Capteurs de température Thermocouples: thermoélectricité Thermométrie par résistance Thermistances Température mesurée Température à mesurer Pyrométrie optique Conductivité versus température (métaux, SC)

5 Chapitre III. Capteurs optiques Bases de radiométrie/photométrie Caractéristiques métrologiques propres aux capteurs optiques (détectivité, bruit, Noise Equivalent Power) Loeil Photoconducteurs Photodiodes Capteurs émissifs: le PM, Galettes de microcanaux Capteurs dimage, principe des CCD (Charge-Coupled Device) Avalanche Photodiode (APD) PM: photomultiplicateur Pixel view CCD camera Photorécepteur de la rétine

6 Chapitre IV. Capteurs de mesure du vide Transfert thermique dans les gaz (ex: jauge Pirani) mbar Ionisation dans les gaz (jauge à ionisation de type Penning ou Bayard Alpert) mbar A gauche deux jauges triodes à cathode chaude, à droite deux jauges de Pirani Bayard-Alpert Ionization Gauges aspect de la décharge dans un tube en "T" vers 1 Torr ddp ~ 2000 volts

7 Modalités de contrôle des connaissances Contrôle continu intégral (3CC): CC1 (environ 30): questions de cours CC2: exposé (15) par binôme (recherche sur un capteur donné dans un domaine à définir) CCFinal (durée: 2h): exercices + questions de cours


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