Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Les capteurs et transmetteurs sont employés pour des mesures statiques ou/et dynamiques nécessitant une exploitation sous forme d'un signal électrique. Ces instruments sont dotés de propriétés, voire de fonctions intrinsèques, qui permettent de déporter l'information à distance plus ou moins grande. Sont présentés dans cet article l'agencement des instruments, leur potentiel et leurs limites. Simple détecteur associé à des circuits de mesure et de compensation, ou ensemble de mesure avec traitement de signal intégré, capteurs ou transmetteurs possèdent tous une sortie électrique analogique dont seuls le niveau et la nature sont différents. Que l’appareil intègre ou non des fonctions logiques, le senseur représente le cœur du système et lui confère ses qualités intrinsèques.
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Sensors and transmitters are used for static and/or dynamic measures requiring exploitation as an electrical signal. Such instruments have properties or even intrinsic functions that allow the deportation of information from a fairly large distance. The design of instruments, their potential and their limitations are presented in this article. A single detector associated with measuring and compensatory circuits, or a measuring assembly processing an integrated signal, sensors or transmitters that each have an analogue electrical output of which only the level and the nature are different. Whether or not the device incorporates logic functions, the sensor is the heart of the system and gives it its intrinsic qualities.
Auteur(s)
-
Christian RIBREAU : Docteur ès sciences - Faculté des Sciences et Technologie, Créteil - Université Paris-Est Créteil Val de Marne
INTRODUCTION
Les capteurs et transmetteurs sont indiqués pour des mesures statiques ou/et dynamiques nécessitant une exploitation sous forme d'un signal électrique. Ces instruments sont dotés de propriétés, voire de fonctions intrinsèques, qui permettent de déporter l'information à distance plus ou moins grande. Ce critère qui permet de différencier capteurs et transmetteurs n'exclut pas, bien sûr, une utilisation locale limitée au seul affichage numérique de la valeur de pression (manomètre électronique). Rappelons enfin que la mesure des pressions usuelles couvre une gamme allant de quelques centaines de pascals à 50 MPa.
À l'instar de l'article précédent [R 2 041] sur les manomètres mécaniques, nous présentons ici l'agencement des instruments, leur potentiel et leurs limites. L'accent est notamment porté sur le maillon essentiel : le senseur (corps d'épreuve + détecteur). Que ce soit dans les appareils à sortie analogique ou/et numérique, intégrant ou non des fonctions logiques, le senseur représente le cœur du système ; il lui confère ses qualités intrinsèques. Dans cette première partie, on tirera profit de la présentation des appareils conventionnels pour proposer un premier aperçu des technologies de leur senseur. Une deuxième partie [R 2 045] abordera les aspects inhérents à la miniaturisation des instruments.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de mars 2000 par Christian RIBREAU, Marc BONIS, Jacques BEAUFRONT
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Corps d'épreuve
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2. Du principe de détection au capteur et transmetteur
Les principes physiques de la détection de pression ont été rappelés dans l’article [R 2 040]. Il reste à présenter ici leur mise en œuvre respective dans la réalisation des senseurs. Simple détecteur associé à des circuits de mesure et de compensation, ou ensemble de mesure avec traitement de signal intégré, les exemples de capteurs ou transmetteurs que nous présentons ont ceci de commun qu’ils possèdent tous une sortie électrique analogique dont seuls le niveau et la nature sont différents. On montre, à l’aide de quelques exemples significatifs, les avantages et les inconvénients des différentes versions d’instruments ainsi que les ordres de grandeur de leurs caractéristiques métrologiques.
2.1 Capteurs et transmetteurs à variation de résistance
On peut considérer deux grands types de senseurs à variation de résistance. Les senseurs potentiométriques et les senseurs à jauges. Les premiers traduisent des déplacements, tandis que les seconds traduisent des déformations.
HAUT DE PAGE
Le détecteur est un potentiomètre de précision, rectiligne, circulaire, voire hélicoïdal, dont le curseur traduit, avec ou sans démultiplication, les déplacements du corps d'épreuve (figure 6). Lorsque le curseur est directement accouplé à l’axe d’une aiguille manométrique, le manomètre, doté d’un double système de mesure, délivre une mesure locale de la pression par moyens mécaniques et une mesure à distance par transmission électrique. Cependant, le contact matériel des éléments du détecteur lui fait souvent préférer, du moins dans ce type de manomètre, des détecteurs de déplacement à induction ou codage angulaire optique...
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Du principe de détection au capteur et transmetteur
BIBLIOGRAPHIE
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(2) - TIMOSHENKO (S.), WOINOVSKY-KRIEGER (S.) - Theory of plates and shells - McGraw-Hill Book Co., coll. « Eng. Mech. Series » (1940) (réimpr. 1959).
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(3) - DOUBLET (J.) - Applications de la technologie dite des couches épaisses à la mesure des grandeurs mécaniques - Journées d’étude Extensométrie 96 sous le patronnage du GAMAC (Groupement pour l’avancement des méthodes d’analyse des contraintes), Paris (19-20 mars 1996).
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(4) - PORTAT (M.), BRUERE (A.), GODEFROY (J.-C.), HELIAS (F.) - Les capteurs pelliculaires ONERA et leurs applications - Mes. Rég. Aut., 46, 11, 65-72 (1981).
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(5) - MAHR (W.), GAUTSCHI (G.H.) - Piezotron® Transducers. How they compare with piezoelectric transducers using charge amplifiers - Piezo-Instrumentation Kistler, 20.106e 6.82 (4.93).
-
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
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Pressions usuelles dans les fluides. Instruments et principes de mesure
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Pressions usuelles dans les fluides. Manomètres mécaniques
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Capteurs
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