Capteur
Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable (par exemple : une tension, une hauteur de mercure, ...). On fait souvent (à tort) la confusion entre capteur et transducteur : le capteur est au minimum constitué d'un transducteur.
Les capteurs sont les éléments de base des système d'acquisition de données. Leur mise en œuvre est du domaine de l'instrumentation.
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Apport énergétique
Capteurs passifs
ils n'ont pas besoin d'apport d'énergie extèrieure pour fonctionner (exemple : potentiomètre, thermomètre à mercure, ...).
Capteurs actifs
ils sont constitués d'un ou d'un ensemble de transducteurs alimentés (exemple : chronomètre mécanique, jauge d‘extensométrie (appelé à tort jauge de contrainte), gyromètre, ...).
Capteurs intelligents
les dernières années du 20eme siècle ont vu apparaître le concept de capteurs intelligents.
En plus de leur faculté de mesurer une grandeur physique, il possédent d'autres fonctionnalités dont voici une liste non-exhaustive :
- fonctions configurables de traitement du signal (filtre, gains ...)
- fonctions d'auto-test et d'auto-contrôle
- étalonnage automatique
- sortie sur des bus de terrain
Caractéristiques des capteurs
On caractérise un capteur selon plusieurs critères dont les plus courants sont :
- la grandeur physique observée
- son étendue de mesure
- sa sensibilité
- sa précision
- sa linéarité
- sa bande passante
- sa plage de température de fonctionnement
- sa dérive thermique
- sa résolution
- son hystérésis
Principes physiques courants exploités par les capteurs
- variation de capacité
- variation d'inductance
- variation de résistance
- dilatation
- piézo-électricité
- effet Doppler
Exemples de capteurs
de lumière
de sons
- microphone
- hydrophone
de température
- pyromètre
- thermomètre
de pression
- tube de Bourdon
- piezo-électrique
de débit
- débitmètre à turbine
- roues ovales
- plaque à orifice
- tube de pitot
- électromagnétique
de niveau
- à pression différentielle
- à sonde capacitive
- à tube de torsion
- à flotteur
- à rayon gamma
Les capteurs de niveaux à bord des navires
Lors les opérations de transfert, chargement, déchargements ou pour le stockage dans les citernes, ballasts ou cales d'un navire il est important de connaître l'état de leurs remplissages. Cette information peut être communiquée soit de manière continue ou soit par la détection de seuils (niveau : bas, haut, très haut ).
La mesure continue
Un capteur de niveau sera placer sur le réservoir a mesurer. Il délivrera un signal dont l'amplitude ou la fréquence sera directement fonction du niveau de remplissage du réservoir. On peut donc connaître à tout moment le niveau de remplissage du réservoir ou le volume encore disponible.
La détection de seuils
Plusieurs capteurs seront placer sur le réservoir a mesurer. Ces capteurs délivreront une information binaire indiquant si le niveau est atteint ou non. Cette détection peut être utilisée pour l'arrêt ou le démarrage d'une pompe. Un niveau haut évitera un débordement du réservoir et un niveau bas assurera une réserve minimale.
On utilisera différents types de capteurs en fonction de la nature du produit. On utilisera les propriétés physique et chimique, viscosité, si on veut une mesure par seuil ou continue, ..
Méthode hydrostatique
Le capteur donnera une information continue directement fonction de la hauteur du fluide dans le réservoir.
Méthode électrique
On va utiliser les propriétés de conductivité du fluide. Il faut faire attention a la corrosion et a la polarisation des sondes car elles sont parcourues par un courent électrique. Cette méthode peut parfois être utiliser pour des solides.
Méthode basée sur le rayonnement.
Ce système de mesure a un avantage c'est qu'il n'y a pas de contact avec le fluide pour la mesure.
de Déplacements
- souris (informatique)
- capteur de proximité
- Codeur
- détecteur de mouvements
- LVDTs et RVDTs
Inertiels
- accéléromètre
- inclinomètre
- gyromètres
- gyroscopes