Les systèmes de mesure Adam W. Skorek Cristina Guzman Dans le cadre du cours GEI6036 Technologies nouvelles et techniques émergentes Professeur Adam W. Skorek Présenté par: Cristina Guzman

Plan présentation Introduction Systèmes de mesure Type de mesures Appareils de mesure Interfaces et plateformes de mesure Exemple de système de mesure

Introduction Quelques définitions. Système: (wiki) Un système est un ensemble d'éléments interagissant entre eux selon certains principes ou règles 1. Construction théorique Modèle mathématique 2. Ensemble de propositions, de principes et de conclusions Sys. Newtonien 3. Ensemble de méthodes, de procédés Système d’éducation 4. Ensemble d’éléments Système nerveux 5. Appareillage, dispositif, machine Système d’éclairage Mesure:En physique, une mesure est la détermination d'une grandeur particulière grâce à un étalon ou une unité. Sujet Tout scientifique Fonction Résultat Fonction

Introduction Grandeurs et Unités La valeur d’une grandeur est généralement exprimée sous la forme du produit d’un nombre par une unité. L’unité n’est qu’un exemple particulier de la grandeur. Système international d’unités, universellement connu sous l’abréviation SI. Le SI a été établi et défini par la Conférence générale des poids et mesures, la CGPM. Pour établir un système d’unités, comme le Système international d’unités, le SI, il est nécessaire d’établir un système de grandeurs et une série d’équations définissant les relations entre ces grandeurs. Les grandeurs sont décrites comme grandeurs de base et grandeurs dérivées. (http://www.bipm.org/utils/common/pdf/si_brochure_8.pdf)

Grandeur de base Grandeurs dérives Masse (kilogramme, kg) Temps (seconde, s) kg/m2 kg/m3 m3/kg m/s m/s2 Longueur (mètre, m) Courant Électrique (ampère, A) m2 m3 A/m2 A/m Intensité lumineuse (candela, cd) Température (kelvin, K) cd/m2 mol/m3 Quantité de Matière (mole, mol) Grandeurs dérives Introduction

Introduction

Introduction Capteur Dispositif qui transforme une grandeur physique en une grandeur exploitable, souvent de nature électrique. 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. Qualité métrologique d'un instrument de mesure ou d'un capteur est l'ensemble des données qui caractérisent la qualité de la mesure effectuée par le dispositif considéré. Les principales caractéristiques des instruments de mesure: la résolution la sensibilité  l'exactitude  la justesse  la fidélité (http://www.bipm.org/utils/common/pdf/si_brochure_8.pdf)

Que-ce qu’un système de mesure? SYSTÈME DE MESURE: dispositif qui transforme une grandeur physique en une grandeur exploitable, souvent de nature électrique. Interférence Perturbent la mesure Mesurande Grandeurs d’entrée désirées Conversion Échantillonneur CAN Reconstruction Acquisition de donnés Système de mesure Sont les grandeurs pour la mesure desquelles le système est spécifiquement conçu. Reconstruction du mesurande Les signaux à traiter peuvent provenir de sources très diverses, mais la plupart sont des signaux électriques ou devenus électriques à l'aide de capteurs et transducteurs (microphones, rétines, senseurs thermiques, optiques, de pression, de position, de vitesse, d'accélération et en général de toutes les grandeurs physiques et chimiques).

Mesure directe : Mesure Indirecte: Types de mesure Mesure directe : Mesure Indirecte: Un résultat qui est obtenu directement à partir d’un instrument de lecture. La mesure d’une longueur avec une règle, la mesure de la tension avec un voltmètre ou la mesure de la vitesse avec un tachymètre sont toutes des mesures directes http://image.made-in-china.com/4f0j00EvDTntCbHPcS/Flange-Thermocouple.jpg Un résultat obtenu par un calcul. La mesure de température avec thermocouple est une mesure indirecte, puisque les thermocouples mesurent en fait une différence de potentiel électrique. La mesure passant par la détermination d'une différence de potentiel, sa précision dépend fortement du voltmètre utilisé.

Appareils de mesure http://fr.made-in- china.com/co_chinaycscale/product_ Balance électronique de poche Mesure du poids Mesure de température Le capteur du thermomètre digital   Mesure optique Mesure de température et humidité de l’air http://img.directindustry.fr/images_di/photo-p/ appareils-de-mesure-optiques-de-longueurs-de-ressorts- 517787.jpg&imgrefurl http://static.eprofeel.com/salons/c/8/857z /3BONP0053_1.jpg&imgrefurl=http Comparateurs Mesure d’électricité Oscilloscope www.hellopro.fr/moteur_recherche/recherche_re... Multifonction : thermo-hygromètre, sonomètre et luxmètre. http://www.promuseum.fr/_upload/ressources /photos/C712/vignettes/ Mesure de PH http://www.elektor.fr/Uploads/Cache/2010/10/101018085237.NL101019-- Analyse de spectre du mesureur de champ unaohm : Analyse de spectre en TEMPS REEL Double marqueur avec affichage différence de niveau et de fréquence Span réglable en 8 expansions Filtre d’analyse (BW) 100 KHz, 1 MHz, 4 MHz sélectionnable Mesure du champ magnétique cardiaque Mesure d’un duré Mesure pression Mesure de distance http://cm1cm2.ceyreste.free.fr/insthttp://cm1cm2.ceyreste.free.fr/instruments_mesures.html&usg=__

Interfaces et plateformes de mesure LabVIEW est un environnement de développement graphique qui offre des outils pour développer des applications de mesure de test et de contrôle. Interaction avec des données en utilisant des centaines de commandes, de graphes et d'outils de visualisation 3D par glisser-déposer. Interaction avec des mesures et possibilité d’analyse en ligne en temps réel des signaux acquis Intégration matériel: - Se connecter à n'importe quel instrument ou capteur avec des bibliothèques intégrées et des milliers de drivers d'instruments . - Les matériels sont facilement intégrés f: Plug-and- Play NI pour l'USB, PCI, PXI, Wi-Fi, Ethernet, GPIB, http://www.ni.com/labview/whatis/f/

Interfaces et plateformes de mesure Opal-RT fournit une gamme complète de simulateurs Temps-Réel et de systèmes de prototypage rapide pour le domaine des réseaux électriques ainsi que le domaine de l’électronique de puissance. Accueil › RT-LAB Berta permet de faire la calibration des contrôleurs de vitesses et la modélisation des génératrices électriques sans mettre le système hors service. http://www.opal-rt.com/product/rt-lab-professional

Exemple d’application système de mesure Énergies renouvelables Système de mesure modulaire Énergies renouvelables PCC Sources d’Énergies propres

Exemple d’application système de mesure Interface d’utilisateur Les capteurs à effet Hall comporte un circuit magnétique traversé par un champ magnétique qui est produit par le courant à mesurer du primaire. Un semi-conducteur, appelé cellule de Hall, pour accroître sa sensibilité. Ils offrent une large bande passante, une bonne linéarité et sont moins sensibles aux interférences magnétiques. En plus ils sont capables de mesurer des forts courants sans distorsion, une excellente isolation galvanique, et s’adaptent bien pour les forts courants et les moyennes fréquences. Le conditionneur de signal: L’objectif du conditionnement de signal est de traiter les informations dérivées des capteurs permettant l’adaptation d’un signal électrique pour lui donner la forme la plus adéquate pour son traitement. Amplifier et linéarisation des signaux sur une plage de mesure acceptable. Convertisseur analogique / numérique: Le convertisseur analogique numérique permet la conversion des échantillons analogiques en un code binaire. Unité de traitaient: Le FPGA, considéré comme un réseau de portes programmables avec une technologie de mise en œuvre de logique numérique avec traitement parallèle permet d’effectuer les calculs nécessaires à la simulation temps réel beaucoup plus rapidement.

Quelques sites importants http://www.mstarlabs.com/dataacquisition/xdap.html http://www.abb.ca/product/us/9AAC910019.aspx http://www.cst.schneider-electric.com/ Capteurs de position, de niveau de fluide http://www.opal-rt.com/category/authors/alben-cardenas-gonzalez http://www.ni.com/labview/whatis/f/

Systèmes de mesure Questions? À la prochaine!

Références http://www.stielec.ac-aix- marseille.fr/cours/dereumaux/mesurdebit.htm#introduction http://www.crouzet.com/filiales/crouzet-capteurs-de- position/html/fr/telechargement.htm http://www.youtube.com/watch?v=ofzbA3keOYE http://www.cst.schneider- electric.com/_assets/general/CST_CorpBrochure_Final.pdf http://fr.wikipedia.org/wiki/Traitement_du_signal http://www.abb.ca/product/us/9AAC910019.aspx http://www.ni.com/labview/whatis/f/