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Auteur(s)
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Christian RIBREAU : Docteur ès sciences - Faculté des Sciences et Technologie, Créteil - Université Paris-Est Créteil Val de Marne
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La liaison de données entre l’instrument et le site d’exploitation des mesures détermine de plus en plus les choix de l’ingénieur. Cette question primordiale conditionne l’interchangeabilité, l’interopérabilité, le renouvellement des matériels, voire la pérennité des installations. Après l’essor technologique des détecteurs et des senseurs, l’intégration-boîtier des fonctions, de traitement du signal et de communication, constitue la principale avancée des dernières années. Les aspects inhérents à la miniaturisation des instruments (produits manufacturés et automobiles) et à l’intégration des fonctions (procédés industriels) sont présentés dans cette seconde partie.
La tendance, avec l’essor des technologies numériques et de communication, tend toujours plus vers les instruments dits « numériques ».
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Choix des capteurs et transmetteurs
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4. Capteurs et transmetteurs numériques
De nos jours, tout capteur est en principe interfaçable à un système numérique ou/et informatique, ce qui ne va pas sans poser de problèmes techniques et de normalisation dès lors qu’il s’agit de faire coexister et interagir plusieurs composants sur un ou/et différents plans matériels (ensemble manufacturé et sous-ensemble opératif, instrument et matériel de production, machine, cellule, atelier, usine, systèmes d’information de l’entreprise, etc.), ou sur un ou/et différents niveaux d’organisation (synchronisation, supervision, ordonnancement, production, maintenance, qualité, programme, etc.).
4.1 Sortie numérique
Le signal analogique délivré par le senseur d’un capteur numérique est a priori codé sous forme binaire pure après échantillonnage (si nécessaire). Cependant, son exploitation requiert une mise en forme « lisible » par la ressource associée (pour affichage par exemple). Les données numériques sont donc codées de diverses façons. Les codes binaires pur, BCD et hexadécimal sont les plus utilisés pour les nombres, tandis que le code ASCII s’étend à l’ensemble des caractères alphanumériques. Ces données, représentées par des mots formés d’une suite de bits, constituent de la sorte la sortie logique d’un capteur numérique. Un nouveau codage, physique cette fois, adapté au mode de transmission (électrique ou électromagnétique, guidée ou non) est évidemment requis à la sortie du capteur. Selon la complexité de la liaison et du protocole de communication associé, un mot (et/ou trame) peut comporter plusieurs groupes de bits ayant chacun une fonction (adresse, instruction, valeur à traiter, etc.), leur constitution et leur taille dépendent des protocoles d’échange définis aux différents niveaux du modèle OSI.
La conversion du signal analogique est donc indispensable (souvent au détriment de la rapidité). Des capteurs-convertisseurs conçus comme des équipements terminaux de transmission de données existent. Ces instruments sont munis de codeurs numériques intégrés et comportent des circuits de jonction aux standards des transmissions séries ou parallèles (RS232C, RS422/485, USB, IEEE488) ; en ce sens, ils constituent de véritables transmetteurs à sortie numérique.
Cependant il ne faut pas écarter, en liaison point à point, la solution la plus simple qui consiste à...
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Capteurs et transmetteurs numériques
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - MANDLE (J.), LEFORT (O.), MIGEON (A.) - A new micromachined silicon high-accuracy pressure sensor - Sensors and Actuators A (1995).
-
(2) - SUSKI (J.), MOSSER (V.), GOSS (J.) - Polysilicon SOI pressure sensor - Sensors and Actuators A, 17, 405-414 (1989).
-
(3) - MOSSER (V.), SUSKI (J.), GOSS (J.), OBERMEIER (E.) - Piezoresistive pressure sensors based on polycrystalline silicon - Sensors and Actuators A, 28, 113-132 (1991).
-
(4) - SUSKI (J.), LARGEAU (D.), STEYER (A.), VAN DE POL (F.C.M.), BLOM (F.R.) - Optically activated ZnO/SiO2/Si cantilevers beams - Sensors and Actuators A, 24, 221-225 (1990).
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(5) - PERRAUD (E.), COLLETTE (P.) - Mise en œuvre des capteurs de pression silicium pour la mesure de basses pressions relatives - Revue Pratique de Contrôle Industriel, 193, 24-30 (1995).
-
(6) - PERRAUD (E.), MONGRAND (P.) - Comparaison des capteurs...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Interface Between Data Terminal Equipment and Data Communication Equipment Employing Serial Data Interchange. - EIA RS-232-C - 1969
-
Electrical Characteristics of Balanced Voltage Digital Interface Circuits. - TIA/EIA-422 -
-
Electrical Characteristics of Generators and Receivers fro Use in Balanced Digital Multipoint Systems. - EIA/TIA-485 (RS-485) -
-
Digital Interface for Programmable Instrumentation. - IEEE-488 -
-
Industrial communication networks – Fieldbus specifications. - IEC 61158 -
-
Application of symbols for binary logic and analogue elements (ed 2.0). - IEC/TR 61734 - 2006
-
Function blocks (FB) for process control – Part 2 : specification of FB concept. - IEC 61804-2 - 2006
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