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RÉSUMÉ
Premier maillon de la chaîne de mesures, le capteur est censé fournir un signal électrique proportionnel à la grandeur physique à mesurer. Parfois, les variables mécaniques nécessitent une transformation préalable pour devenir une grandeur électrique, le capteur comporte alors un élément primaire et un élément sensible. Cet article présente tout d’abord les définitions et le vocabulaire de la métrologie, ainsi que les termes relatifs aux conditions de fonctionnement d’un capteur. Sont détaillés ensuite les principes de détection utilisés pour réaliser les capteurs : variation de résistance, de capacité, de fréquence, de flux lumineux…
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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
Le capteur (en anglais sensor ou transducer) est le premier maillon de la chaîne de mesure. Il fournit un signal électrique proportionnel à la grandeur physique à mesurer.
Dans cette première partie, nous étudierons les définitions et le vocabulaire de la métrologie, ainsi que les principes de détection utilisés pour réaliser les capteurs.
Cet article est la nouvelle édition de l'article Capteurs rédigé par Jacques Toux, auquel sont empruntés certaines extraits.
La seconde partie détaillera la constitution des capteurs.
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Terminologie en métrologie
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1. Définitions
1.1 Éléments de la chaîne de mesure
Les professionnels, utilisateurs et constructeurs de capteurs, ont défini dans un groupe de travail de la CIAME (Commission industrie-administration pour la mesure) le langage à utiliser.
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Capteur. Élément d'un appareil mesureur servant à la prise d'informations relatives à la grandeur à mesurer.
Selon cette définition, le capteur constitue nécessairement le premier élément transducteur.
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Transducteur. Élément qui sert à transformer, suivant une loi déterminée, la grandeur mesurée (ou bien une grandeur déjà transformée de la grandeur mesurée) en une autre grandeur ou une autre valeur de la même grandeur avec une précision spécifiée et qui constitue un ensemble pouvant être utilisé séparément.
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Transmetteur. Élément influencé par une grandeur physique mesurée, qui transmet un signal. Ce peut être un assemblage d'éléments constitué d'un capteur, d'un amplificateur ou d'un convertisseur qui modifie le signal suivant spécification.
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Boucle de régulation . Ensemble des éléments utilisés pour l'asservissement à une grandeur de consigne. Une boucle de régulation va du (ou des) capteur(s) à l'actionneur comme organe de sortie. Les éléments intermédiaires traitent généralement le signal par voie électronique ou pneumatique. Une boucle de régulation peut utiliser des techniques analogiques ou numériques.
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Chaîne de mesure. Suite d'éléments transducteurs et d'organes de liaison d'un instrument de mesure allant du capteur, premier élément de la chaîne, au dispositif indicateur, de stockage ou de traitement qui en est le dernier élément.
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Instrument de mesure. Ensemble de moyens techniques destinés à exécuter les mesures en atelier ou en laboratoire et à matérialiser les mesures.
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Évaluation. L'évaluation consiste à constater, en utilisant des méthodes d'essais appropriées, les performances et les caractéristiques de l'instrument de mesure ou du capteur, objet de l'essai.
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