Présentation
En anglaisRÉSUMÉ
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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This article lists the design principles of sensors of physical or mechanical quantities. It solely presents the most commonly used devises such as, for instance sensors of torque, force , weight, pressure, proximity, displacement, temperature and gas. This list is thus not exhaustive. This article finishes by presenting the new generation of sensors and in particular the smart sensors which integrate an internal calculation devise, a signal conditioning system, a communication interface and chemical sensors.
Auteur(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 > Génie industriel > Métier : responsable qualité > Capteurs > Capteurs - Principes de constitution > Capteurs de température
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Présentation
10. Capteurs de température
Les principes de capteurs de température les plus utilisés sont les suivants.
-
Effet thermoélectrique (figure 41)
Les couples thermoélectriques (thermocouples) les plus courants sont :
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le type T (cuivre/constantan) ;
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le type J (fer/constantan) ;
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le type K (chromel/alumel) ;
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le type E (chromel/constantan) ;
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le type S (platine-rhodium 10 %/platine) ;
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le type R (platine-rhodium 13 %/platine).
Ces désignations sont normalisées (cf. article Couples thermoélectriques. Caractéristiques et mesure de température [R 2 590] dans la base documentaire Mesures physiques). Les couples thermoélectriques permettent des mesures de température de – 200 à + 2 400 oC. Les principes physiques mis en jeu dans les thermocouples sont :
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l'effet Thomson (figure 41a) : c'est un dégagement de chaleur, autre que l'effet Joule, provoqué par le passage du courant électrique I à travers un conducteur A dont la température n'est pas homogène ;
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l'effet Peltier (figure 41b) : le dégagement de chaleur est provoqué par le passage du courant I à travers la jonction de deux métaux A et B ;
-
la loi des conducteurs intermédiaires (figure 41c) indique que la force électromotrice (f.é.m) développée par le couple (A,C) est égale à la différence entre la f.é.m développée par le couple (A,B) et celle développée par le couple (C,B) ;
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l'effet Seebeck (figure 41d) est la somme de l'effet Peltier et de l'effet Thomson, donnant la f.é.m totale, dite « de Seebeck ».
Les couples thermoélectriques peuvent être montés en canne pyrométrique (figure 42) pour assurer la protection de l'élément sensible.
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- ...
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Capteurs de température
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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