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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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Principes de détection utilisés dans les capteursArticle inclus dans l'offre
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2. Terminologie en métrologie
2.1 Caractéristiques métrologiques
Les liens entre un capteur et la grandeur qu'il mesure sont définis par ses caractéristiques d'emploi.
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Étendue de mesure. Valeur absolue de la différence entre les valeurs extrêmes pouvant être prises par la grandeur à mesurer, pour lesquelles les indications d'un capteur, obtenues à l'intérieur du domaine nominal d'emploi en une seule mesure, ne doivent pas être entachées d'une erreur supérieure à l'erreur maximale tolérée.
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Portée minimale, portée maximale. Valeurs de la grandeur à mesurer correspondant aux limites minimale et maximale de l'étendue de mesure.
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Zéro. Valeur prise comme origine de l'information délivrée par le capteur.
Ce sera, suivant le cas :
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soit la valeur de l'information de sortie pour une valeur nulle de la grandeur d'entrée ;
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soit la valeur de l'information de sortie qui correspond à la portée minimale.
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Sensibilité. Pour une valeur donnée de la grandeur mesurée, la sensibilité s'exprime par le quotient de la variation de la grandeur de sortie par la variation correspondante de la grandeur mesurée.
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Écart de linéarité (dans le cas d'une réaction linéaire). Plus grand écart entre la courbe d'étalonnage et une ligne droite appelée « meilleure droite » obtenue par la méthode des moindres carrés. L'écart de linéarité s'exprime en pourcentage de l'étendue de mesure.
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Loi de conformité. Droite ou courbe représentant la relation fonctionnelle liant la grandeur d'entrée à la grandeur de sortie.
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Écart de conformité . Plus grand écart entre la courbe d'étalonnage et la courbe représentant la loi de conformité.
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Exactitude (précision) . Qualité qui caractérise l'aptitude d'un capteur à donner des indications proches de la valeur vraie de la grandeur mesurée.
Erreur de précision. Erreur globale d'un capteur dans les conditions déterminées d'emploi et comprenant l'erreur de justesse ainsi que l'erreur de fidélité.
L'erreur de précision est déterminée en composant...
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