Capteurs

Faculté : Sciences Exactes

Département : Sciences de la Matière

Option : Master 1MSMPM

Module : Capteur –F222

Ens.  Mammar DAHBI

 

 

INTRODUCTION

Le présent cours du module capteur (F222) destiné aux étudiants de première année master sciences de la matière option physique des matériaux (1MSMPM).

Dans le premier chapitre  nous présentons  le  principe de fonctionnement d'un capteur, les caractéristique métrologique , statistique d'un capteur  et connaître les différents éléments constitutifs d'une chaine de mesure.

Le but de  deuxième  chapitre  est   de présenter le  conditionneur approprié d'un capteur, en donnant les bases de montage  de conditionneurs, montage potentiométrique , montage sous forme pont et polarisation des capteurs par une tension, ainsi que polarisation des capteurs par un courant.

Le but de troisième  chapitre est de connaître les différents types de montages d’un amplificateur opérationnel AOP en régime linéaire et non linéaire. L'amplificateur opérationnel (AOP) en montages suiveur, non inverseur ou inverseur,  l’amplificateur différentiel et l’'amplificateur d'instrumentation sont étudiés.

Dans le chapitre précédent, nous avons vu  les amplificateurs opérationnels (AOP). Dans ce chapitre, nous allons voir les filtres. On se concentre dans ce cours sur une analyse des quatre types de filtres passifs : passe-bas, passe-haut, bande passante, et filtre coupe-bande. On verra aussi une méthode pour tracer la réponse de ces filtres en fonction de la fréquence, soit le diagramme de Bode.

A la fin  de chaque chapitre, on a donné des exercices (TD), pour mieux assimiler le matériel enseigné.

 

Ce module est divisé en quatre chapitres, comme suit :

Chapitre 1 : Introduction générale sur les capteurs

1- Définition d’un capteur

2- Les caractéristiques d’un capteur

Etendue de mesure (E.M) , Résolution , Sensibilité,  Rapidité,   Finesse et  Linéarité. 

3 - Caractéristiques statistiques d’un capteur

Fidélité, Justesse et Précision

4 - Classification des capteurs

Capteurs passifs 

Capteurs actifs 

5 - Type de grandeur physique

6- Grandeurs d’influence

7- Chaine de mesure

8-  Td 01  ;

 

Chapitre 2: Conditionneur

 

1- Définition d’un conditionneur

2-  Types de conditionneurs

Montage potentiométrique 

Montage sous forme pont 

3 -  Polarisation des capteurs par une tension

3.1 Montage potentiométrique

3.2 Montage en pont de Wheatstone

a- Montage en pont de Wheatstone avec un élément sensible

b-   Montage en pont à deux éléments sensibles

c-        Montage en pont complet

4  Polarisation des capteurs par un courant

4.a Circuit quart de pont

4.b Circuit demi de pont

4.c Circuit pont complet

5-  Td 02  ;

 

Chapitre 3: Amplificateurs

 

III .1 Définition d’un amplificateur

III .2 Présentation

III.A.1 Symbole – AOP

III.3 Caractéristiques de AOP

III.4 Circuit AOP simple

III.5 . Régimes de fonctionnement

III.5 .1 Régime linéaire

III.5.2 Régime saturé ( mode non linéaire)

III.5.3 Exemple d’un mode non linéaire

III.5.3 .1 Montage comparateur

III.5.3.2 Exemple circuit d’un APO  en  mode linéaire

III.6 Type de montages de l’amplificateur opérationnel AOP

III .6.1 Montage Suiveur

III.6.1.1 Exemple montage suiveur –adaptation impédance

III .6.2 Montage inverseur

III .6.3 Montage non inverseur

III .6.4 Montage sommateur inverseur

III .6.5  Application montage sommateur  (réglage d’offset)

III .6.6 Montage amplificateur en cascade

III.6.7 Montage soustracteur (différentiel).

III.6.7 .1 Montage  Amplificateur différentiel à 2 AOP en cascade.

III.6.8 Montage  Amplificateur d'instrumentation à 3AOP.

III.7 Td 03.

 

Chapitre 4: Filtres

 

 I V.1 Définition d’un Filtre

IV .2 Les familles de filtres

Les filtres passifs

Les filtres actifs

IV.3 Les principaux types de filtres

IV.4 Fonction de transfert d’un filtre

IV.5 Gain et Déphasage

IV.6 La fréquence de coupure

IV.7 Diagramme de Bode

IV.8 LES Filtres passifs

 IV.8.1 Filtre passe-bas du premier ordre :

a) Fonction de transfert

 b) Diagramme de Bode du gain

c) Pulsation de coupure à –3 Db

d) Etude aux limites

 IV.8.2 Filtres passe-haut d’ordre 1

a - Exemple et ´étude asymptotique

b- Diagramme de Bode

c- Réponse en phase

 IV.8.3 Filtre passe-bande

a- Le module et la phase de H

b- Les fréquences de coupure

c- La largeur de la bande du filtre

 

IV.8.4 Filtre coupe-bande

a- Principe de fonctionnement

b- La fonction de transfert

c- Amplitude et le déphasage :

IV.9 TD 04