Habitat Chapitre 5 : Capteurs et mesures dans l’habitat
I. Qu’est-ce qu’un capteur ? 1. Définition
Un capteur est un dispositif qui, à partir d’une grandeur physique d’entrée appelée mesurande (notée m), fournit une grandeur de sortie électrique appelée réponse (notée s).
L’étendue de mesure d’un capteur, notée E, est la plage des valeurs d’entrée dans laquelle il fonctionne correctement : E = mmax – mmin.
2. Capteurs passifs
Pour un capteur passif, la grandeur physique d’entrée modifie sa résistance, sa capacité ou son inductance.
Pour traduire ces variations en tension électrique, on utilise un circuit appelé conditionneur de capteur : montage potentiométrique ou montage en pont.
3. Capteurs actifs
Pour un capteur actif, la variation de la grandeur physique d’entrée produit une variation électrique de la grandeur de sortie : tension, courant ou charge électrique.
4. Exemple dans l’habitat
II. Types de sorties 1. Sortie analogique
Le capteur délivre une tension ou un courant qui peut prendre toutes les valeurs dans un intervalle donné.
Exemple : thermomètre à mercure ou à alcool.
2. Sortie numérique
Le capteur fournit un nombre codé sur N bits qui peut prendre 2N valeurs. Pour une sortie codée sur N = 8 bits, on dispose alors de de 2N = 256 valeurs possibles.
Exemple : thermomètre numérique.
3. Sortie Tout Ou Rien (TOR)
Capteur Mesurande Propriété Type
Le capteur peut prendre uniquement 2 valeurs correspondant aux niveaux logiques 0 et 1. Il est utilisé pour réaliser des détecteurs.
Exemple : détecteur de fumée.
Caractéristique de transfert d’un capteur analogique.
Caractéristique de transfert d’un capteur numérique.
Caractéristique de transfert d’un capteur TOR.
III. Comment obtenir un signal de sortie exploitable ?
Pour capter une grandeur physique et la rendre exploitable pour un utilisateur, on utilise une chaîne de mesure qui comprend les éléments suivants :
un capteur et son éventuel conditionneur de capteur ;
un conditionneur de signal qui traite le signal délivré par le capteur pour en extraire un signal exploitable.
Il l’amplifie, le filtre, le linéarise et l’adapte à l’interface utilisateur (affichage, ordinateur, etc…) ;
une unité de visualisation qui permet de lire la valeur de la grandeur.
IV. Propriétés d’un capteur 1. La sensibilité
Pour une variation de la grandeur physique d’entrée Δm, la sortie du capteur varie de Δs. On appelle sensibilité du capteur le rapport :
s
Si le capteur est linéaire, la sensibilité S est constante. S représente alors le coefficient directeur de la droite représentant s en fonction de m.
Si le capteur n'est pas linéaire, la sensibilité S au point P (m0, s0) représente le coefficient directeur de la tangente de la courbe au point P.
Capteur linéaire (sonde Pt100) Capteur non linéaire (sonde CTN) 2. Autres propriétés
Un capteur doit être précis (cf doc AP), rapide et stable dans le temps.
Caractéristique de transfert d’un capteur analogique.
Caractéristique de transfert d’un capteur numérique.
Caractéristique de transfert d’un capteur TOR.
Capteur linéaire (sonde Pt100) Capteur non linéaire (sonde CTN)
Capteur Mesurande Propriété Type
