CAPTEURS – Analyse de documents 1. Arrêt au stand
Questions associées au document ppt : Quels types de capteurs sont mis en œuvre dans cette situation (stand + voiture) ? • •
• •
• •
d’accélération, vitesse et déplacement (sous le nez de la voiture et dans les roues), de tempér températu ature re (disqu (disques es de frein, frein, bande bande de roulem roulement ent des pneus pneus – type type infrar infrarou oue, e, température du bitume), de pression (pneumatiques, !uile), de force force (clés (clés dynam dynamomé ométriq triques ues pour pour monta montaee des pneum pneumatiq atiques, ues, " sont sont posées posées par terre), de lumi#re (caméra embarquée $derri#re le pilote, ports %&), de tension (antenne de communication avec le staff $derri#re la caméra, communication pneumatiques'calculateur –antennes sur les roues), etc
2. Capteur de vitesse et déplacement emar!ué avec tec"nolo#ie tec"n olo#ie $R %E&s e capteur *%% mesure la vitesse entre ,- et . /m'! et la distance parcourue0 1a précision est de ,2 3m'! et ,24 en mesure de distance0 5r#s 5r#s robuste et léer, "6 $ le *%% fourni fournitt les donnée donnéess par les sorties sorties analo analoiqu iques, es, numériq numériques ues (718 (718 et &1"-" &1"-")) et 9:;0 9:;0 %nstallation %nstallation discr#te discr#te sous c!
Questions associées au document ppt : que sinifie > %& @s A ? (diodes laser émettant dans l’infraroue) • est$ce un > bon A capteur ? (oui, car précis > ,2 3m'! et ,24 en mesure de distance A • dans la amme utile pour l’application et léer > "6 A B il ne perturbe pas le syst#me) le capteur en lui$mCme n’est pas cité B de quoi s’ait$il sans doute ? (p!otocomposant) • est$ce un capteur passif ou actif ? (DE actif B le courant créé est prop0 = l’éclairement) • comment appelle$t$on cette caractéristique > entre ,- et .3m'! A ? (DE plae de • mesure) vous pensez éventuellement ac!eter ce capteur pour votre proFet0 our s’assurer de sa • compatibilité avec votre ca!ier des c!ares, quelles informations complémentaires sou!aiteriez$vous connaGtre avant de le commander ? (tensions d’alimentation, dimensions, plae de tension de sortie, linéarité en analoique, )
'. Capteur de température ( sonde Pt1)) 1onde latine scellée dans un boGtier %noH0 9e capteur prCt = lIemploi est totalement scellé et permet, r
m:
6 maHimum
9oefficient
O!ms'L
,-J6
lae
L9
$6 = +"-"
%solement
PO!m
E 6 Peo!ms
récision
4
,2"
&és0 nom0
O!ms
2 ,2"
Questions associées au document ppt : le capteur en lui$mCme n’est pas cité B de quoi s’ait$ • ,ptions il ? (résistance = fil de platine) @iam#tre 5emps de est$ce un capteur passif ou actif ? (DE passif car Pod#le • du tube réponse résistif) quelle est sa sensibilité et est$il linéaire ? (oui car 1c D "R"6J M,-6 mm • "R"6R .,N6 mm ,-J6K'L9 D 9te) compléter avec vos propositions le tableau > option A • "R"M -,2J mm (temps de réponse aumente si volume et masse aumentent B -,2sec pour M,-6mm, "sec pour .,N6mm et 2,2sec pour -,2Jmm)0
*. Synt"+se •
@resser la liste des param#tres d’un capteur qu’il vous paraGt important de connaGtre avant de le commander et le mettre en œuvre ? (faire la synt!#se sous frome de tableau)0
CAPTEURS – Cours
1. &é-inition 9’est un composant qui permet de prélever une randeur p!ysique (température, pression, vitesse, force, etc0) et de la transformer en randeur électrique B tension, courant ou c!are0 es différents éléments qui accompanent le capteur constituent le conditionneur ou transmetteur0 e conditionneur est l’environnement du capteur qui lui permet de produire le sinal imae de la mesure0 Hemple B amplificateur d’instrumentation pour le capteur de pression PS"" (5R)0 e sinal est disponible en sortie sous forme analoique (eH B sonde t2) ou numérique (718, &1"-", 9:;, eH B *%%)0 2020 9apteur passif
%l s’ait en énéral d’une impédance dont la valeur varie avec la randeur p!ysique, il faut l’intérer dans un circuit avec une alimentation0 Hemples B résistance = fil de platine (sonde t2), t!ermistance (alerte température dans le 1T:, 5@22), capteur de niveau capacitif, inductance de fin de course0 20"0 9apteur actif %l est directement énérateur d’une tension, d’un courant ou d’une c!are = partir de la randeur p!ysique0 a valeur fournie étant énéralement faible, il faudra l’amplifier0 Hemple B p!otodiodes, p!ototransistors (capteur de vitesse *%%), t!ermocouples0 20-0 9apteur intellient
e capteur intellient est un capteur intérant une interface de communication bidirectionnelle et un microcontrUleur'@10 l’interface de communication permet de commander = distance le capteur et d’en érer o plusieurs V le microcontrUleur permet de érer les différentes mesures et de corrier les erreurs o dues = des variations de randeurs p!ysiques parasites (eHemple B mesure simultanée de la température pour corrier la dérive t!ermique)0
2. Propriétés stati!ues "020 Wustesse 7n capteur est Fuste si ses valeurs ne c!anent pas quand on les compare = des valeurs étalon, ou = des valeurs données par d’autres capteurs normalisés0 "0"0 1ensibilité 1c 9’est le coefficient qui lie la randeur p!ysique d’entrée = mesurer = la randeur électrique de sortie0 1 c
=
d (entrée) d (sortie)
Hemple B 9apteur de pression (5R) B X() D a0 + X ( B pression) DE 1c D d'dX D a D 2mX'!a0 "0-0 inéarité 7n capteur est linéaire si sa sensibilité est constante0 a relation entre randeur p!ysique = mesurer et randeur électrique est alors linéaire (équation d’une droite)0
Hemple B variation de la résistance avec la température B Cas d’une résistance à fil de platine (sonde Pt100): o &(5)D & (2 + a 5) DE 1c D d&'d5 D a0& D ,-J6K'L9 est une constante DE capteur linéaire0 o Cas d’une thermistance (matériau semi-conducteur – T1!) : &(5) D a0 e
b'5
DE 1c =
∂&
=−
∂5
ab 5
"
b
e5
DE 1c dépend de 5 DE capteur non linéaire0
"0.0 *idélité 7n capteur est fid#le si ses valeurs ne c!anent pas au cours du temps (mesures reproductibles) B si on mesure deuH fois la mCme randeur = deuH moments différents, on doit obtenir deuH fois la mCme valeur0 "060 lae de mesure 9’est la amme des valeurs d’entrée qu’il peut traiter sans dérader son fonctionnement0
'. Propriétés dynami!ues -020 &apidité'temps de réponse 7n capteur est caractérisé par son temps de montée tm (ou t r B rise time) = R4 ou R64 B c’est le temps au bout duquel la sortie atteint R4 ou R64 de sa valeur finale quand la randeur d’entrée est un éc!elon0 24 R4
sortie entrée
t
r
Hemple B quelques secondes pour la sonde t20 -0"0 8ande passante 9’est la plae de fréquence pour laquelle le fonctionnement du capteur est correct0 On lui applique une variation périodique de la randeur p!ysique d’entrée, on mesure la sortie associée et on trace la sensibilité du capteur en fonction de la fréquence (sensibilité dynamique)0 9eci permet de mesurer sa bande passante = $-d80
*. uel!ues e/emples d0e--ets utilisés et capteurs associés Xoir document él#ve0
. Sites http://philippe.berger2.free.fr/automatique/cours/cpt/les_capteurs.htm http://members.aol.com/nbbidon/cours/cap_opt.pdf http://perso.orange.fr/xcotton/electron/coursetdocs.htm http://cbissprof.free.fr
CAPTEURS – Analyse de documents un peu de p"ysi!ue Capteur de pression destiné 3 l0automoile Htrait d’une publicité d’un fabricant B > 7n capteur de pression de pneu monté dans une Fante subit des contraintes élevées dues auH variations de température, auH vibrations et = la force centrifue0 ’industrie automobile a la maGtrise de cet équipement et le commercialise depuis quelques années aussi bien sur les vé!icules de rande série que sur les sportives0 9es derni#res sont capables !abituellement de vitesse maHimale de "6 3m'!0 :lors, lorsque les dirieants de la marque 8uatti prirent la décision de développer la Xeyron 2M0. pouvant dépasser les -N6 3m'!, notre société releva le défi de concevoir un capteur compatible avec cette !aute performance0 %l faut dire qu’= cette vitesse l=, l’accélération maHimale du capteur installée dans la Fante est " R T au lieu des " T d’une sportive plus courante0 a pi#ce de -6 rammes voit ainsi son poids passer les J 30 e capteur doit aussi supporter un environnement atteinant les 2 9L0 a solution proposée est issue de la *ormule 20 e @ii5yre est composé d’un boGtier électronique, d’une antenne réceptrice et d’un capteur par roue0 lacé = la périp!érie de la Fante, ce dernier int#re une batterie, des capteurs de pression absolue et de température, un accélérom#tre, un circuit électronique et un récepteur'transmetteur radio, le tout pour -6 rammes Y 9omme en *ormule 2, le syst#me communique avec le vé!icule en réseau 9:;0 A
Questions associées au document ppt : Que sinifie > force centrifue A B définition, oriine, param#tres d’influence ? (vitesse • de rotation de la roue, diam#tre) @ans > " R T A, que sinifie > T A ? (accélération d’un corps en c!ute libre, • définition du poids D mT) > = cette vitesse l=, l’accélération A B est$ce une erreur ou est$ce Fustifié de parler • d’accélération = vitesse constante ? (vitesse B vitesse de rotation de la roue ou vitesse vé!icule mais accélération B accélération centrip#te du mouvement circulaire XZ'&) Que sinifie "RT ? (la force maH eHercée par les -6 sur la roue est la mCme que le • poids qu’eHercerait "R[-6) > pi#ce de -6 rammes voit son poids passer les J3 A B qu’y a$t$il de surprenant dans • cette p!rase ? (DE J3 B valeur élevée + unité erronée) Quel est réellement la force maHimum eHercée par le capteur sur la roue ? (DEforce • maH D poids d\ = -6 sous une ravité de "RT D RRM;, autant qu’une pi#ce de 22,63 sous ravité > normale AY) st$ce un capteur passif'actif'intellient ? Wustifier0 (DE batterie, actif V DE ce n’est pas • qu’un capteur, il y a aussi un conditionneur > circuit électronique A, prise en compte d’autres param#tres (température, accélération) pour venir pondérer les valeurs de pressions transmises DE capteur intellient, communication embarquée)0
