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EnglishRÉSUMÉ
Cet article répertorie les principes de constitution des capteurs de grandeurs physiques ou mécaniques. Seuls sont présentés les dispositifs les plus couramment utilisés, pour n’en citer que quelques-uns : capteurs de couple, de force et de poids, de pression, détecteurs de proximité, capteurs de déplacement, de température, de gaz. Cette liste n’est donc pas limitative. Est évoquée pour finir la nouvelle génération de capteurs, notamment les capteurs intelligents qui intègrent un organe de calcul interne, un système de conditionnement du signal et une interface de communication, ainsi que les capteurs chimiques.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Yves PARMANTIER : Ingénieur de recherche - Animateur du pôle Capteurs – Automatismes, université d'Orléans
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Frédéric KRATZ : Professeur des universités - Institut Prisme, ENSIB (École nationale supérieure d'ingénieurs de Bourges) - Responsable de l'équipe - projet MCDS (modélisation, commande et diagnostic des systèmes)
INTRODUCTION
Dans cet article, qui fait suite à [R 400], sont répertoriés les principes de constitution des capteurs de grandeurs physiques ou mécaniques. Cet article est la nouvelle édition de l'article Capteurs rédigé par Jacques Toux, auquel sont empruntés certains extraits.
Dans tous les paragraphes qui suivent, les schémas ne sont pas limitatifs, ils représentent seulement les dispositifs les plus couramment utilisés.
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Accueil > Ressources documentaires > Mesures - Analyses > Instrumentation et méthodes de mesure > Capteurs > Capteurs - Principes de constitution > Capteurs d'humidité
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9. Capteurs d'humidité
Les différents principes sont :
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sondes à jauges de contrainte (figure 34) où l'élément sensible agit en traction ;
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sondes à variation d'impédance (figure 35) ;
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hygromètres à diélectrique (figure 36) : mesure de la variation de permittivité ;
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hygromètres à point de rosée (figure 37) ;
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psychromètres (figure 38). Ils sont composés de deux thermomètres : le thermomètre sec et le thermomètre dit « humide » ; la différence des températures est liée à la tension de vapeur d'eau existant dans l'air ;
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hygromètres électrolytiques (figure 39) : l'eau contenue dans le gaz à analyser est absorbée par le film de P2O5 , puis électrolysée en continu ; le courant d'électrolyse donne une indication directe de la quantité d'eau ;
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hygromètres de précision capacitifs à polymère (figure 40). L'hygromètre est constitué d'un condensateur dont le diélectrique (polymère) a la propriété d'absorber une quantité d'eau fonction du degré hygrométrique de l'air. La constante diélectrique de l'eau étant élevée (e r = 80), ce phénomène donne lieu à une variation de capacité proportionnelle à la quantité d'eau absorbée. Le condensateur est réalisé en couches minces, avec une première électrode en tantale anodisée pour éviter les courts-circuits, une deuxième couche de polymère et enfin une couche de chrome dont l'épaisseur est de 10 à 30 nm. Le chrome en couche mince évaporée, très contraint en tension, génère un très grand nombre de craquelures et se transforme en une mosaïque de petits îlots de 1 à 2 μm de côté, protégés par une couche suffisamment épaisse de chrome. Les craquelures favorisent la diffusion de l'eau dans le polymère et entraînent une amélioration importante du temps de réponse du capteur.
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Capteurs d'humidité
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ASCH (G.) - Les capteurs en instrumentation industrielle. - 6e édition, Dunod (2006).
-
(2) - ASCH (G.) - Acquisition de données. Du capteur à l'ordinateur. - Dunod, 2e édition (2003).
-
(3) - GROUT (M.) - Instrumentation industrielle : spécification et installation des capteurs et des vannes de régulation. - Dunod (2002).
-
(4) - AVRIL (J.) et coll - Encyclopédie d'analyse des contraintes. - Vishay Micromesures. Et sur le web : documents à télécharger sur le site Vishay (1984). http://www.vishay.com/
-
(5) - Capteurs français - Textes des conférences. - La Documentation française (1979, 1981, 1984, 1986, 1989).
-
(6) - PLACKO (D.) - De la physique du capteur au signal électrique : mesure et instrumentation. - Hermès...
ANNEXES
1 À lire également dans nos bases
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Base Mesures. Généralités
COURTIER (J.-C.) - GIACOMO (P.) - Vocabulaire de la mesure. - [R 113] (2003).
FESTINGER (J.-C.) - Capteurs à fibres optiques. Présentation. - [R 412] (2007).
Base Mesures mécaniques et dimensionnelles
LE GOËR (J.-L.) - AVRIL (J.) - Capteurs à jauges extensométriques. - [R 1 860] (1992).
AUDAIRE (J.-L.) - Détecteurs de rayonnements optiques. - [R 6 450] (2000).
GAMAC - Mesure de force et de couple – Capteurs de force (partie 1). - [R 1 820] (2008).
GAMAC - Mesure de force et de couple – Couplemètres (partie 2). - [R 1 821] (2008).
Base Mesures physiques
BONNIER (G.) - DEVIN (E.) - Couples thermoélectriques – Caractéristiques et mesure de température. - [R 2 590] (1997).
Base Électronique
SAVELLI (M.) - GASQUET (D.) - ORSAL (B.) - Physique des dispositifs électroniques. - [E1 100] (1996).
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