Modèle - Sen-Bretagne
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Acquisition d’informations TP/TD PRO 1SEN DETECTION DE GRANDEURS PHYSIQUES I – Introduction Définition de l’électronique : Partie de la physique et de la technique qui étudie et utilise les variations de grandeurs électriques pour capter, transmettre et exploiter de l’Information. Dans un environnement industriel, on a souvent besoin de connaître les valeurs de grandeurs physiques (courant électrique, tension, force et sens du vent, débit d’un fluide etc…) Il est alors primordial de disposer d’une fonction d’acquisition de l’information (ou d’une grandeur physique) au sein d’un système de mesure. L’objectif de ce document est d’en décrire le principe. D’autres documents seront développés en relation avec les TP sur les systèmes. II – Principe d’une chaîne d’acquisition d’une grandeur physique Grandeur physique Grandeur électrique Grandeur électrique CAPTEUR CONDITIONNEUR CONVERSION ANALOGIQUE NUMERIQUE TRAITEMENT INFORMATIQUE Données numériques Lycée des Métiers Jacques Prévert Combs – la – Ville Section de BAC PRO Systèmes électroniques numériques Electronique Industrielle Embarquée 1 Acquisition d’informations TP/TD PRO 1SEN La structure de base d’une chaîne de mesure comprend au minimum 4 étages (4 fonctions) : - Un capteur sensible aux variations d’une grandeur physique et qui, à partir de ces variations, délivre un signal électrique. - Un conditionneur de signal dont le rôle principal est l’amplification du signal délivré par le capteur, pour lui donner un niveau compatible avec l’unité de numérisation ; cet étage peut parfois intégrer un filtre qui réduit les perturbations présentes sur le signal. - Une unité de numérisation qui va échantillonner le signal à intervalles réguliers et affecter un nombre (image de la tension) à chaque point d’échantillonnage. - Une unité de traitement informatique peut exploiter les mesures qui sont maintenant une suite de nombres (enregistrement, affichage de courbes, traitements mathématiques, transmission des données….) Informations III – Classification des signaux Lycée des Métiers Jacques Prévert Combs – la – Ville Section de BAC PRO Systèmes électroniques numériques Electronique Industrielle Embarquée 2 Acquisition d’informations TP/TD PRO 1SEN Un signal est dit analogique si l’amplitude de la grandeur physique le représentant peut prendre une infinité de valeurs dans un intervalle donné ; exemples : - Signal continu : c’est un signal qui varie lentement dans le temps : température, débit, pression, niveau… - Forme : c’est la forme du signal qui est important : pression cardiaque… - Fréquentiel : c’est le spectre fréquentiel qui transporte l’information désirée : analyse vocale… Un signal est dit numérique si l’amplitude de la grandeur physique le représentant peut prendre un nombre fini de valeurs ; en général, ce nombre fini de valeurs est une puissance de 2 (binaire). Exemples : - Tout Ou Rien (TOR) : il informe sur un état bivalent (binaire) d’un système ; exemple : une vanne ouverte ou fermée. - Train d’impulsion : chaque impulsion est l’image d’un changement d’état. III – Fonction acquisition : les capteurs Phénomène physique (E) Capture du phénomène physique Conversion du phénomène en grandeur électrique Acquisition d’une information Transducteur Information électrique (s) (fig.1) Capteur L’acquisition d’une information physique, convertie en un signal électrique est réalisée par des capteurs. Dans ces capteurs, on retrouve des transducteurs. Le rôle de la fonction acquisition est de mesurer tous types de grandeurs physiques pour les traiter et les exploiter. Pour cela, cette fonction doit transformer les grandeurs à mesurer en signaux facilement exploitables, par exemple, tensions ou courants. Lycée des Métiers Jacques Prévert Combs – la – Ville Section de BAC PRO Systèmes électroniques numériques Electronique Industrielle Embarquée 3 Acquisition d’informations TP/TD PRO 1SEN Vocabulaire : On appelle le mesurande (E), la grandeur physique objet de la mesure. Le capteur est le dispositif qui, soumis à l’action du mesurande présente une caractéristique électrique. On appelle transducteur, la partie du capteur qui convertit un mesurande en une autre grandeur physique qui peut être de même nature. Certains capteurs sont dits composites, c’est à dire composés de 2 parties : - - le corps d’épreuve : c’est un élément qui réagit de manière sélective aux variations de la grandeur à mesurer ; il a pour rôle de transformer cette grandeur en une autre grandeur mesurable. L’élément de transduction : c’est un élément lié au corps d’épreuve qui traduit ses réactions en une grandeur physique exploitable. En fonction du type de capteur, celui-ci nécessite ou non une alimentation électrique. Dans les différents TP que vous avez réalisés, vous avez déjà utilisé des capteurs qui feront l’objet d’exercices pour analyser plus précisément leur fonctionnement. Lycée des Métiers Jacques Prévert Combs – la – Ville Section de BAC PRO Systèmes électroniques numériques Electronique Industrielle Embarquée 4
