Chapitre I : La mesure et les capteurs industriels N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 1 I - La chaîne de mesure - Définitions La chaîne de mesure électronique se compose d’un ensemble de dispositifs comprenant, entre autres, le capteur et les circuits permettant le conditionnement du signal mesuré pour une gamme de mesure définie. N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 2 I - La chaîne de mesure – Définitions - N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 3 I - La chaîne de mesure - Définitions - Nous pouvons considérer deux méthodes de traitement du signal pour une exploitation satisfaisante de la mesure: la chaîne de mesure analogique et la chaîne de mesure numérique. N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 4 I - La chaîne de mesure analogique La chaîne de mesure analogique est constituée de l’ensemble des dispositifs, y compris le capteur, rendant possibles le traitement du signal mesuré et la transmission d’un signal normalisé 4-20mA. Pour optimiser et exploiter adéquatement la variable mesurée, des blocs fonctionnels assurent un conditionnement du signal. Équipements usuels Procédé et variable mesurée N.Sefiani Capteur Conditionneur de signal Amplificateur d'instrumentation Transmetteur 4-20mA Chp I-La mesure et les capteurs industriels Équipements usuels Équipements usuels 5 I - La chaîne de mesure analogique Procédé et variable mesurée : Environnement dans lequel évolue la variable mesurée, occasionnellement appelée la mesurande. Capteur : Élément primaire de mesure qui subit une modification de ses caractéristiques intrinsèques. Éq uipements usuels Procédé et variable mesurée N.Sefiani Capteur Conditionneur de signal Amplificateur d'instrumentation Transmetteur 4-20mA Chp I-La mesure et les capteurs industriels Éq uipements usuels Éq uipements usuels 6 I - La chaîne de mesure analogique Conditionneur de signal : Un ensemble de circuits qui délivre un signal électrique proportionnel à la variation du capteur soumis à une contrainte physique. Le conditionneur de signal comporte dans certains cas des circuits d’amplification bas niveau, des circuits de linéarisation ou de compensation thermique, ou des circuits de traitement du bruit. Pour d’autres cas, nous retrouvons simplement un circuit en pont ou un oscillateur. Éq uipements usuels Procédé et variable mesurée N.Sefiani Capteur Conditionneur de signal Amplificateur d'instrumentation Transmetteur 4-20mA Chp I-La mesure et les capteurs industriels Éq uipements usuels Éq uipements usuels 7 I - La chaîne de mesure analogique Amplificateur d’instrumentation : Circuit d’amplification aussi appelé amplificateur différentiel de signal. Ce circuit électronique est utilisé pour amplifier des signaux qui sont en mode différentiel, par exemple, un signal de ligne balancée ou d’un pont de mesure. Un des principaux avantages de cet amplificateur est qu’il possède un grand taux de rejet du bruit. Éq uipements usuels Procédé et variable mesurée N.Sefiani Capteur Conditionneur de signal Amplificateur d'instrumentation Transmetteur 4-20mA Chp I-La mesure et les capteurs industriels Éq uipements usuels Éq uipements usuels 8 I - La chaîne de mesure analogique Transmetteur 4-20mA : Dans la majorité des chaînes de mesures analogiques implantées en milieu industriel, nous retrouvons un transmetteur de courant 420mA. La fiabilité d’un tel dispositif en terme de détection rapide de rupture de ligne, de transport sur une grande distance avec un faible taux de bruit sans perte de signal et la précision du transfert de la grandeur mesurée en font l’une des normes des plus reconnues. Par exemple, pour une gamme de mesure de 0C à +50C, le transmetteur fournira un signal de 12mA pour une température mesurée de +25C. Éq uipements usuels Procédé et variable mesurée N.Sefiani Capteur Conditionneur de signal Amplificateur d'instrumentation Transmetteur 4-20mA Chp I-La mesure et les capteurs industriels Éq uipements usuels Éq uipements usuels 9 I - La chaîne de mesure analogique Équipements usuels : Beaucoup d’instruments de mesure et de contrôle de procédé, commercialisés par les fabricants, possèdent une entrée analogique 1-5V. À l’aide d’une résistance de 250Ω de précision, un signal venant d’un transmetteur 4-20mA peut facilement être exploité puisque le transfert de 4-20mA, dans une résistance de 250Ω, donne un signal standardisé 1-5V. Les instruments usuels sont : l’enregistreur ; l’afficheur ; le régulateur de procédé ;le système d’acquisition de données ; Éq uipements usuels Procédé et variable mesurée N.Sefiani Capteur Conditionneur de signal Amplificateur d'instrumentation Transmetteur 4-20mA Chp I-La mesure et les capteurs industriels Éq uipements usuels Éq uipements usuels 10 I - La chaîne de mesure numérique Les circuits de conversion de signal analogique à numérique (« A/D converter ») et l’utilisation grandissante des micro-contrôleurs spécialisés, ont facilité le traitement et la transmission numérique de signaux de mesure. En effet, la chaîne de mesure numérique est constituée de circuits permettant d’effectuer le traitement numérique de l’information Équipements usuels Procédé et variable mesurée Capteur Conditionneur de signal Convertisseur analogique numérique Équipements usuels Équipements usuels N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 11 I - La chaîne de mesure numérique Procédé et variable mesurée : Environnement dans lequel évolue la variable mesurée, occasionnellement appelée la mesurande. Capteur : Élément primaire de mesure qui subit une modification de ses caractéristiques intrinsèques. Éq uipements usuels Procédé et variable mesurée Capteur Conditionneur de signal Convertisseur analogiq ue numériq ue Éq uipements usuels Éq uipements usuels N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 12 I - La chaîne de mesure numérique Conditionneur de signal : Circuit qui délivre un signal électrique proportionnel à la variation du capteur soumis à une contrainte physique. Dans ce cas, le conditionneur de signal comporte beaucoup moins de circuits électroniques. En effet, les opérations de linéarisation et de compensation peuvent avantageusement être effectuées par le micro-contrôleur. Éq uipements usuels Procédé et variable mesurée Capteur Conditionneur de signal Convertisseur analogiq ue numériq ue Éq uipements usuels Éq uipements usuels N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 13 I - La chaîne de mesure numérique Convertisseur analogique à numérique : Circuit intégré avec ou sans échantillonnage, permettant le transfert du signal électrique analogique en code binaire pour une plage donnée. Dans certaines applications, le convertisseur fait partie d’un ensemble intégré à base de micro-contrôleur. Dans ce cas, nous retrouvons des fonctions complexes de filtre numérique du signal d’entrée, de fonctions de transfert particulières ou de linéarisation. La fréquence de l’échantillonnage (contrôlée de façon matérielle ou logicielle) doit être beaucoup plus élevée que la fréquence du signal mesuré pour obtenir une conversion optimale et pour une représentation numérique du signal valable. Éq uipements usuels Procédé et variable mesurée Capteur Conditionneur de signal Convertisseur analogiq ue numériq ue Éq uipements usuels Éq uipements usuels N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 14 I - La chaîne de mesure numérique Équipements usuels : Circuit à base de microprocesseur (microordinateur, micro-contrôleur ou autre) pour le traitement numérique du signal ou pour des fonctions d’instrumentation : transmission numérique ; afficheur numérique ou enregistreur numérique ; système d’acquisition de données et gestionnaire d’alarmes Éq uipements usuels Procédé et variable mesurée Capteur Conditionneur de signal Convertisseur analogiq ue numériq ue Éq uipements usuels Éq uipements usuels N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 15 I - La chaîne de mesure numérique Exemples Chaîne de mesurage simple : un thermocouple et un voltmètre. où le mesurande est la température T, et la mesure est l’indication de la tension E. N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 16 I - La chaîne de mesure numérique Exemples Chaîne de mesurage plus complète : un thermocouple, un circuit de compensation de soudure froide, un circuit amplificateur et linéarisateur du signal, un convertisseur tension-courant et un ampèremètre. où le mesurande est la température T, les grandeurs intermédiaires sont les tensions E1, E2, et E3 et la mesure est l’indication du courant I. N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 17 II - Capteurs et transmetteurs N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 18 II - Capteurs et transmetteurs N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 19 Les effets physique les plus classiques sont : Effet thermoélectrique : Un circuit formé de deux conducteurs de nature chimique différente, dont les jonctions sont à des températures T1 et T2, est le siège d'une force électromotrice d'origine thermique e(T1,T2). Effet piézo-électrique : L'application d'une contrainte mécanique à certains matériaux dits piézo-électriques (le quartz par exemple) entraîne l'apparition d'une déformation et d'une même charge électrique de signe différent sur les faces opposées. Effet d'induction électromagnétique : La variation du flux d'induction magnétique dans un circuit électrique induit une tension électrique (détection de passage d'un objet métallique). Effet photo-électrique : La libération de charges électriques dans la matière sous l'influence d'un rayonnement lumineux ou plus généralement d'une onde électromagnétique. Effet Hall : Un champ magnétique B et un courant électrique I créent dans le matériau une différence de potentiel UH . Effet photovoltaïque :Des électrons et des trous sont libérés au voisinage d'une jonction PN illuminée, leur déplacement modifie la tension à ses bornes. N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 20 Capteurs à effet piézoélectrique Une force appliquée à une lame de quartz induit une déformation qui donne naissance à une tension électrique. Exemple : Capteur de force La tension VS de sortie sera proportionnelle à la force F : VS = k.(F+F) = 2k.F avec k constante. N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 21 Exemple : Capteur de force La tension VS de sortie sera proportionnelle à la force F : VS = k.(F+F) = 2k.F avec k constante. N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 22 Capteurs à effet hall Un barreau de semi-conducteur soumis à un champ magnétique uniforme B et traversé par un courant I, est le siège d'une force électromotrice UH sur deux de ses faces. La tension de Hall UH est définie par la relation ci-dessous : avec : RH : constante de Hall ( dépend du semi-conducteur) I : intensité de la source de courant (A) B : intensité du champ magnétique (T) e : épaisseur du barreau de silicium. Si on maintient le courant I constant, on a donc une tension UH proportionnelle au champ magnétique B : UH = k.B Exemple : Capteur de champ magnétique La structure typique d'un capteur de champ magnétique est la suivante : La sensibilité de ce capteur pourra être ajustée en agissant sur I et sur A. N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 23 Exemple : Les photorésitances Une photorésistance est une résistance dont la valeur varie en fonction du flux lumineux qu'elle reçoit. Obscurité R0 = 20 M Ω( 0 lux ) Lumière naturelle R1 = 100 k Ω ( 500 lux ) Lumière intense R2 = 100 Ω ( 10000 lux ). Utilisation : détection des changements obscurité-lumière ( éclairage public ). N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 24 Exemple : Les photodiodes Une photodiode est une diode dont la jonction PN peut être soumise à un éclairement lumineux. Courbe : Le graphe I = f(U) pour une photodiode dépend de l'éclairement ( Lux ) de la jonction PN. On constate que lorsque la diode est éclairée, elle peut se comporter en générateur ( I = 0 A U= 0,7V pour 1000lux ). N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 25 II - Capteurs et transmetteurs N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 26 Capteurs à résistance variable par déformation Ex : Capteurs potentiométriques de déplacement Pour mesurer la position d'un objet, il suffit de le relier mécaniquement au curseur C d'un potentiomètre On applique une tension continue E entre les extrémités A et B du potentiomètre. La tension U en sortie aura l'expression suivante : N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 27 Capteurs à résistance variable par déformation N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 28 Exemple: Capteurs à jauges d'extensiométrie N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 29 Exemple: Capteurs à jauges d'extensiométrie N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 30 II - Capteurs et transmetteurs N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 31 II - Capteurs et transmetteurs N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 32 II - Capteurs et transmetteurs Différents type de capteurs N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 33 II - Capteurs et transmetteurs Différents type de capteurs N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 34 II - Capteurs et transmetteurs Différents type de capteurs N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 35 II - Capteurs et transmetteurs Différents type de capteurs N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 36 III- Généralités sur la mesure 1 - Définitions La grandeur physique (X) : Paramètre qui doit être contrôle lors de l'élaboration d'un produit ou de son transfert. Exemple : pression, niveau. Le mesurage : C'est l'ensemble des opérations ayant pour but de déterminer la valeur d'une grandeur physique. La mesure (x) : C'est l'évaluation d'une grandeur par comparaison avec une autre grandeur de même nature prise pour unité. L'incertitude (dx) : Le résultat de la mesure (x) d'une grandeur (X) n'est pas complètement defini par un seul nombre. Il faut au moins la caractériser par un couple (x, dx) et une unité de mesure. dx est l'incertitude sur x. - Ainsi, on a : x - dx < X < x + dx. Erreur absolue (e) : C'est le résultat d'un mesurage moins la valeur vraie de la grandeur physique. Une erreur absolue s'exprime dans l'unité de la mesure. e = x - X. Erreur relative (er) : C'est le rapport de l'erreur de mesure a la valeur vraie de la grandeur physique. Une erreur relative s'exprime généralement en pourcentage de la grandeur mesurée. er = e/X ; N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 37 III- Généralités sur la mesure 2- Modélisation des relations entre unités physiques 2.1 Présentation On se propose de représenter de manière graphique les relations entre deux unités physiques. Cette représentation s'applique aux relations : - De type affine : Y = a * X + b ; - De type racine : Y = k racine(x) ; - De type puissance : Y = Xn. 2.2 Schématisation Sur la même échelle, on représente de chaque cote, les valeurs des grandeurs physiques qui sont liées. L'unité de chaque grandeur est précisée en bord d'échelle. On precisera le type de relation sur la partie de l'échelle correspondante. N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 38 III- Généralités sur la mesure 2- Modélisation des relations entre unités physiques N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 39 III- Généralités sur la mesure 2- Modélisation des relations entre unités physiques N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 40 III- Généralités sur la mesure 2- Modélisation des relations entre unités physiques N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 41 III- Généralités sur la mesure 2- Modélisation des relations entre unités physiques N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 42 IV - Les caractéristiques générales des capteurs Étendue d’échelle L’échelle de mesure est donnée par la limite inférieure de mesure et la limite supérieure de mesure de l’instrument. L’étendue d’échelle (EE) est la différence algébrique entre les valeurs extrêmes du mesurande qui peuvent être appliquées à l’instrument, et pour laquelle les caractéristiques métrologiques sont garanties. Exemple d’étendue d’échelle Débitmètre : échelle de 1 m3·h–1 à 10 m3·h–1. EE = 9 m3·h–1. Sonde de température : échelle de – 100 °C à 300 °C. EE = 400 °C. Transmetteur de pression différentielle : échelle de – 20 hPa à 40 hPa. EE = 60 hPa. N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 43 IV - Les caractéristiques générales des capteurs Étendue de mesure L’étendue de mesure (EM) est la différence algébrique entre les valeurs limites réglées par l’instrumentiste du mesurande qui peuvent être appliquées à l’instrument, et pour laquelle les caractéristiques métrologiques sont garanties. . Exemple d’étendue de mesure Débitmètre réglé de 1 m3·h–1 à 5 m3·h–1. EM = 4 m3·h–1. Sonde de température réglée de – 50 °C à 0 °C. EM = 50 °C. Transmetteur de pression différentielle réglé de – 20 hPa à 20 hPa. EM = 40 hPa. N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 44 N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 45 IV - Les caractéristiques générales des capteurs La sensibilité: cette caractéristique traduit le rapport entre la variation du signal de sortie et la variation du signal d’entrée pour une plage d’utilisation donnée Dans le cas d’un capteur linéaire, la sensibilité du capteur est constante : Exemples mesure de débit : 1mA/Litre/sec ; mesure de vitesse : 12pas/sec. N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 46 IV - Les caractéristiques générales des capteurs La sensibilité: la sensibilité est alors sans dimension et peut être appelée gain. Il s'exprime généralement en dB. gain(dB) = 20 log(s) N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 47 IV - Les caractéristiques générales des capteurs La résolution: Elle correspond à la plus petite variation du mesurande que le capteur est susceptible de déceler avec précision. N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 48 IV - Les caractéristiques générales des capteurs La linéarité: L'erreur de linéarité spécifie le plus grand écart entre la courbe d'étalonnage et une ligne droite appelée « meilleure droite ». L'écart de linéarité s'exprime en % de l'étendue de mesure comme l'erreur systématique. N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 49 IV - Les caractéristiques générales des capteurs La précision: L'erreur de précision, représente l'erreur globale d'un capteur, dans des conditions déterminées d'emploi comprenant l'erreur de justesse ainsi que l'erreur de fidélité. Pour les applications courantes, la précision d'un capteur industriel est comprise entre 0,5% et 2,0% de l'étendue de mesure. Pour l'évaluer, on mesure une valeur donnée et on détermine l'écart par rapport à la valeur N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 50 IV - Les caractéristiques générales des capteurs La répétabilité : Un capteur précis reproduira toujours le même signal de sortie lorsque soumis à une même grandeur physique. Cette caractéristique est généralement exprimée en pourcentage par rapport à l’étendue de mesure pour une valeur donnée. N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 51 IV - Les caractéristiques générales des capteurs Zéro de mesure Le zéro de mesure est la valeur prise comme origine de l’information délivrée par l’instrument. Le zéro des transmetteurs industriels actuels est réglable par configuration. Le décalage de zéro est dit positif si la valeur de l’étendue de mesure est supérieure à la valeur maximale. Le décalage de zéro est dit négatif si la valeur de l’étendue de mesure est inférieure à la valeur maximale. N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 52 IV - Les caractéristiques générales des capteurs Exemple de Zéro de mesure Caractéristiques obtenues par deux réglages d’un transmetteur de température d’échelle – 100 °C à 300 °C délivrant un signal de mesure normalisé 4-20 mA proportionnel à la température. Valeur maximale mesurable = 80 °C Valeur minimale mesurable = 20 °C Etendue de mesure = 60 °C Valeur du zéro = 20 °C Décalage négatif car : EM (60 °C) < valeur maximale (80 ° C) Valeur maximale mesurable = 80 °C Valeur minimale mesurable = 20 °C Etendue de mesure = 100 °C Valeur du zéro = 20 °C Décalage positif car : EM (100 °C) > valeur maximale (80 °C) N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 53 IV - Les caractéristiques générales des capteurs La rangeabilité : La rangeabilité R d’un instrument s’exprime comme le quotient de l’étendue de mesure maximale réglable par l’étendue de mesure minimale réglable. Cette définition implique que le réglage d’étendue soit prévu par le fabricant. N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 54 IV - Les caractéristiques générales des capteurs Elle se note sous la forme R : 1, et elle chiffre la capacité de réglage de l’instrument. Une rangeabilité de 3 : 1 est médiocre, car il est classique d’avoir des rangeabilités entre 10 : 1 et 20 : 1. Certains transmetteurs numériques ont souvent des rangeabilités supérieures à 50 : 1, voire à 100 : 1, gage d’une très grande souplesse d’adaptabilité au problème de mesure. Exemple La notice d’un transmetteur de niveau annonce un réglage d’une étendue de mesure de 0,6 m à 30 m. La rangeabilité est R = 30/0,6 = 50 et elle est notée 50 : 1. Ce qui correspond à une excellente capacité de réglage. N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 55 IV - Les caractéristiques générales des capteurs L’hystérésis: Certains capteurs ne retournent pas la même valeur de sortie, pour une même valeur du mesurande, selon la façon où cette valeur est obtenue (cycle croissant ou décroissant). L'hystérésis est la différence maximale entre ces deux valeurs de sortie. Unité : Unité du mesurande ou % de l'E.M. N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 56 IV - Les caractéristiques générales des capteurs La finesse : C’est la qualité d’un capteur à ne pas venir modifier par sa présence la grandeur à mesurer. Cela permet d’évaluer l’influence du capteur sur la mesure. On la définit non seulement vis à vis du capteur mais aussi vis à vis de l’environnement d’utilisation du capteur. Exemple : Pour un capteur d’induction B, un capteur à forte perméabilité sera très sensible, par contre sa présence aura tendance à perturber les lignes de champ et la mesure de l’induction ne sera pas celle sans capteur N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 57 IV - Les caractéristiques générales des capteurs Rapidité, temps de réponse C'est l'aptitude d'un instrument a suivre les variations de la grandeur a mesurer. Dans le cas d'un échelon de la grandeur entraînant la croissance de la mesure on définit le temps de réponse a 10%, c'est le temps nécessaire pour que la mesure croisse, a partir de sa valeur initiale jusqu'a rester entre 90% et 110% de sa variation totale. N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 58 IV - Les caractéristiques générales des capteurs Fidélité : Elle définie la qualité d’un capteur à délivrer une mesure répétitive sans erreurs. L’erreur de fidélité correspond à l’écart type obtenu sur une série de mesures correspondant à un mesurande constant. N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 59 IV - Les caractéristiques générales des capteurs Justesse : C’est l’aptitude d’un capteur à délivrer une réponse proche de la valeur vraie et ceci indépendamment de la notion de fidélité. Elle est liée à la valeur moyenne obtenue sur un grand nombre de mesures par rapport à la valeur réelle. N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 60 IV - Les caractéristiques générales des capteurs Précision : Elle définie l’écart en % que l’on peut obtenir entre la valeur réelle et la valeur obtenue en sortie du capteur. Ainsi un capteur précis aura à la fois une bonne fidélité et une bonne justesse. N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 61 IV - Les caractéristiques générales des capteurs Précision : • Calibre Le calibre d’un instrument est la valeur de la grandeur à mesurer qui correspond à la limite supérieure de l’étendue de mesure. Pour une configuration donnée d’un voltmètre la limite supérieure indiquée est de 10 V : son calibre est alors de 10 V. • Classe d’exactitude ou classe de précision Un instrument de mesure est caractérisé au moyen d’un nombre, appelé indice de classe d’exactitude. Celui-ci représente la limite supérieure de l’erreur absolue intrinsèque exprimée en centièmes de la plus grande indication que peut donner l’instrument. À partir de la valeur de la classe Cl, pour le calibre Ca d’un instrument, la valeur absolue de l’erreur maximale εmaxi que l’on peut commettre en effectuant un mesurage est : N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 62 V - Les types d'erreurs classiques • L'erreur de zéro (offset): • C'est une erreur qui ne dépend pas de la valeur de la grandeur mesurée • Erreur de zéro = Valeur de x quand X = 0 L'erreur d'echelle (gain) C'est une erreur qui dépend de façon linéaire de la valeur de la grandeur mesurée. Erreur de gain (dB) = 20 log(x/X) L'erreur de linéarité La caractéristique n'est pas une droite. N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 63 V - Les types d'erreurs classiques L'erreur due au phénomène d'hystéresis Il y a phénomène d'hystérésis lorsque le résultat de la mesure dépend de la précédente mesure. L'erreur de mobilité La caractéristique est en escalier. Cette erreur est souvent due a une numérisation du signal N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 64 VI - Les méthodes de mesure La mesure par comparaison La mesure par comparaison utilise un étalon (référence) et procède par correspondance avec cet étalon ou ses graduations (exemples: mesure d`une longueur avec un mètre, d'une masse avec une balance à masses marquées, type Robervarl...). C`est la plus simple. N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 65 VI - Les méthodes de mesure La mesure par compensation La mesure par compensation utilise dans une chaîne de mesure, une grandeur variable, étalonnée, connue qui permet d`annuler l`effet de la grandeur à mesurer exemple mesure par pont N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 66 VI - Les méthodes de mesure La mesure différentielle La mesure différentielle utilise la comparaison de la grandeur à mesurer par rapport à une valeur fixe, étalonnée. On mesure l`écart entre ces deux grandeurs Exemple : : l`intensité lumineuse transmise par une couche d`épaisseur e varie proportionnellement a l`épaisseur traversée. Le cœfficient de proportionnalité est α, il est caractéristique de la concentration du milieu. N.Sefiani Chp I-La mesure et les capteurs industriels 67
