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Capteurs

1EAG4 Capteurs Électronique et Physique Appliquée sous statut apprenti S6
Cours : 12 h TD : 9 h TP : 3 h Projet : 0 h Total : 24 h
Responsable : Herve Gilles
Pré-requis
Cours de physique des classes préparatoires ou de 1er cycle universitaire
Objectifs de l'enseignement
Dans un grand nombre d'applications industrielles et scientifiques, il est nécessaire d'utiliser des capteurs pour réaliser la mesure de grandeurs physiques. Les capteurs mis en oeuvre associent à la fois le transducteur dont le rôle est de convertir la grandeur physique à mesurer en un signal électrique et une chaîne d'acquisition et de traitement du signal. L'objectif de ce cours, principalement dédié à l'étude du transducteur physique, est de présenter les capteurs les plus couramment utilisés dans le monde industriel ou scientifique. Il expose, à partir de principes physiques connus plusieurs exemples d'applications. Il doit permettre au futur ingénieur d'être capable, à partir d'un cahier des charges, de sélectionner le capteur ou la famille de capteurs adapté à son application. Ce cours est couplé aux autres cours de la spécialité tel que le de traitement du signal et instrumentation électronique.
Programme détaillé
Le cours est divisé en plusieurs parties distinctes - Principes généraux des mesures et chaînes de mesures ; définition des grandeurs caractéristiques d'une mesure. La suite du cours présente plusieurs principes de transducteurs. Cette présentation est réalisée à partir des grandeurs physiques les plus couramment étudiées. Dans chaque cas, le principe de la mesure est exposé à partir de lois physiques connues ; les performances des capteurs sont précisées et des exemples d'application sont présentés. A travers ces différents exemples, il est montré qu’un nombre limité de techniques (optique, mécanique, acoustique, électrique, magnétique) sont mises en oeuvre pour l'ensemble des grandeurs étudiées. Trois grandes catégories de grandeurs physiques sont plus particulièrement abordées : - Mesure de grandeurs mécaniques (distance, vitesse, forces, déformation, pression…., mesure de grandeurs magnétiques (champ magnétique, courant électrique) et mesure de température.
Applications (TD ou TP)
L'objet des T.D. consiste à approfondir 4 à 5 dispositifs commercialisés qui illustrent concrètement l'enseignement dispensé.
Une séance de travaux pratiques de 3h est proposée avec étude d’un capteur de triangulation optique, jauge de déformation piézorésistive, capteur à effet Hall. Manipulation de module Arduino. Traitement statistique des données.
Compétences acquises
COMPÉTENCES GÉNÉRIQUES
Considération de la dimension organisationnelle, personnelle et culturelle
* Capacité à enteprendre et à innover

Adaptation aux exigences propres de l'entreprise et de la société
* Aptitude à prendre en compte les enjeux et les besoins de la société
* Aptitude à prendre en compte les enjeux de l'entreprise: dimension économique, respect de la qualité, compétitivité et productivité, intelligence économique

Acquisition des connaissances scientifiques et techniques et la maitrise de leur mise en œuvre
* Connaissance, compréhension d'un large champs de sciences fondamentales et capacité d'analyse et de synthèse associée
* Aptitude à mobiliser les ressources d'un champ scientifique et technique spécifique
* La maîtrise des méthodes et des outils d'ingénieurs: identification, modélisation, résolution de problèmes, utilisation des approches numériques et outils informatiques, pratique du travail collaboratif et à distance
* Capacité à concevoir, concrétiser, tester et valider des solutions, des méthodes, des produits, des systèmes innovants
* Capacité à effectuer des activités de recherche, fondamentale ou appliquée, à mettre en place des dispositifs expérientaux
* Capacité à trouver l'information pertinente, à l'évaluer et à l'exploiter

COMPÉTENCES SPÉCIFIQUES
Choix et mise en oeuvre des capteurs
Bibliographie
- Les Capteurs en instrumentation industrielle, G. Asch, Editions Dunod
- Capteurs : principes et utilisations, F. Baudoin, M. Lavabre, Editions Casteilla

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