Fonction Acquérir – Capteurs Analogiques
Sciences d’Ingénieur – 2ème BAC STE
Objectifs : Comprendre le principe de fonctionnement, les caractéristiques métrologiques et les méthodes de conditionnement des signaux des capteurs analogiques.
1. Principes Fondamentaux
1.1 Définition et caractéristiques
- Convertit une grandeur physique en signal électrique continu
- Plage de mesure : 0-10V, 4-20mA, etc.
- Linéarité, précision, temps de réponse
Grandeur Physique
↓
Signal Analogique
1.2 Paramètres métrologiques
| Paramètre | Définition | Exemple |
|---|---|---|
| Sensibilité | ΔSortie/ΔEntrée | 10mV/°C |
| Résolution | Plus petite variation détectable | 0,1°C |
2. Types de Capteurs
2.1 Capteurs résistifs
RTD (Pt100)
- Plage : -200°C à +850°C
- Précision : ±0,1°C
- R0 = 100Ω
Thermistance NTC
- Sensibilité élevée
- Non linéaire
- R25°C = 10kΩ
2.2 Capteurs actifs
| Type | Principe | Application |
|---|---|---|
| Piezo-électrique | Charge électrique sous pression | Capteur de vibration |
| Effet Hall | Tension en champ magnétique | Détection de position |
3. Conditionnement du Signal
3.1 Montages fondamentaux
Pont de Wheatstone
R1 ──┬── R3
│ │
R2 ──┴── R4
│ │
R2 ──┴── R4
Amplificateur d’instrumentation
Gain = 1 + 2R/Rg
4. Exercices Pratiques
Exercice : Capteur de température
Un capteur Pt100 a une résistance de 115Ω à 40°C (R0=100Ω, α=0,00385/°C).
- Vérifier la valeur théorique à 40°C
- Calculer la sensibilité en Ω/°C
- Déterminer la température pour R=128Ω
5. Synthèse
Critères de choix :
- Plage de mesure
- Précision requise
- Conditions environnementales
- Coût et maintenance
Les capteurs analogiques sont la première étape essentielle dans toute chaîne d’acquisition de données.
