QCM et Exercices Capteurs : Métrologie, Jauges, TC

Nom et Prénom:……………………………. N°Exam :…………………
QCM :Cocher la ou les réponse(s) correcte(s).
1. Le journal est une unité de mesure
ancienne qui servait à évaluer des :
 distances
 surfaces
 volumes
2 La métrologie est la science de
 climat
 mesure
 météorites
3. la métrologie est née suite à une:
 révolution populaire
 décision parlementaire
 besoin commercial
4. Parmi les sept unités de base du SI, il y a le
 mètre
 Pascal
 Newton
5. Etalonner un instrument, c’est le
 soumettre à des étalons
 vérifier son incertitude
 contrôler son bon fonctionnement
6. la traçabilité d’une mesure, c’est
 son raccordement à des étalons
 vérifier sa validité
 déterminer son incertitude
7. Un instrument est précis s’il est
 uniquement fidèle
 uniquement juste
 fidèle et juste à la fois
8 Suite à une contrainte, l’effet
piézoélectrique est la
 variation de la résistivité
 génération d’une force électromotrice
 variation de la permittivité
9 Suite à une contrainte, l’effet piézorésistif
est la
 variation de la résistivité
 génération d’une force électromotrice
 variation de la permittivité
10 Un pont complet comporte :
 deux jauges identiques
 quatre jauges identiques
 8 jauges identiques
11 un amplificateur d’instrumentation permet
d’amplifier une
 tension simple
 tension différentielle
une tension en mode commun
12 La linéarisation permet
 une meilleure amplification du signal
 une facilité de l’exploitation
 démodulation du signal
13 les jauges de contrainte sont basées sur
 effet piézorésistif
 effet piézoélectrique
 courants de Foucault
14. Un capteur inductif à courant de Foucault
permet de détecter :
tous les objets
 uniquement les métaux
 uniquement les isolants
15. Une jauge de contrainte est un capteur de
 force
 pression
 accélération
16. Parmi les caractéristiques d’un capteur, il
y a
résolution
amplification
temps de réponse
17. Un capteur est dit actif s’il
nécessite une alimentation
génère une tension
peu importe
18. la sensibilité d’un capteur est
 variation de sa sortie sur celle de son
entrée
 variation de son entrée sur celle de sa
sortie
 temps de réponse
19. l’étendu de mesure est donné par le
 constructeur
 utilisateur
 constructeur et utilisateur à la fois
20. Un conditionneur de signal a pour rôle de
 adapter
 amplifier
 linéariser
21. Une rosette est
 une petite rose
 un ensemble de roses
 un ensemble de jauges de contraintes
22. l’effet Seebeck est observé aux bornes de
 une diode
 un thermocouple
jauge de contrainte

23.Un câble de compensation sert à rallonger
une Pt100
 une thermistance
 un thermocouple
24 AD590 est un capteur de
 température
 éclairement
 pression
25. Les résistances d’un pont à l’équilibre
comportant un capteur, sont prises identiques
pour
 augmenter la sensibilité
 diminuer l’erreur d’hystérésis
 diminuer l’erreur de non linéarité
26. l’effet piézoélectrique est observé aux
bornes de
 une diode
 un thermocouple
 un quartz
27. Dans un TC, la loi d’ohm thermique
stipule que la ddp est proportionnelle à
 gradient de température
 température de référence Tref
 température de mesure Tc
28. Dans un TC, la jonction chaude est celle
entre
 le TC et la borne + du millivotlmètre
 le TC et la borne - du millivotlmètre
 deux métaux
29. un TC est formé par
 deux mêmes métaux
 deux métaux de type différents
 un métal et un isolant
30. La résistance d’une thermistance
 croit avec la température
 décroit avec la température
 reste constante
31. La résistance d’une sonde métallique
 croit avec la température
 décroit avec la température
 reste constante
32. La diode est utilisée en tant que capteur de
température, s’elle est
 polarisée en direct
 parcourue par un courant constant
 polarisée en inverse
33. La résistance dynamique d’une diode
 dépend de la température
 ne dépend pas de la température
reste faible en polarisation directe
34 L’inconvénient majeur d’une diode
utilisée en tant que capteur de température est
 son courant de saturation
 son courant direct
 sa tension VAK
35 La résistance en série avec une diode
utilisée en tant que capteur de température
doit être
 élevée
 faible
 peu importe
36. La sensibilité d’une diode est de
 2V/°C
 -2mV/°C
 2mV/°C
37. Sachant que la tension aux bornes d’une
diode en silicium est de 0,6V à T=20°C,
quelle serait alors cette tension à T=80°C
 0,620V
 0,580 V
 0,480V
38. deux transistors sont dits appariés s’ils
 sont fabriqués sur le même substrat
 ont les mêmes caractéristiques
géométriques
 ont les mêmes caractéristiques
technologiques
39. deux transistors appariés montés en diode
ont un courant de saturation
 identique
 différent
 peu importe
40. Pour être utilisé en tant que capteur de
température, deux transistors appariés
doivent être parcourus par
 le même courant
 courants différents
 peu importe
41. Le grand avantage des transistors
appariés est
 la linéarité
 amplification
 résolution
42. La tension aux bornes d’une une
résistance de 1kΩ mise en série avec un
AD590 polarisé à Ta=20°C est de
 293 mV
 293 mV
 293 V

27 Février 2024
FSTM/FI GET2
Pr H. EL IDRISSI
Contrôle Capteurs
Exercice I( Couplemètre)
Le couplemètre est un capteur de couple à jauges extensométriques inséré sur l’arbre, entre le
moteur et la charge à entraîner. Il est constitué d’un barreau cylindrique sur lequel sont collées
quatre jauges métalliques identiques. Les paires de jauges J1, J2 et J3, J4 sont diamétralement
opposées (figure 1) de telle sorte qu’une torsion du barreau, proportionnelle au couple exercé
sur l’arbre, entraîne une variation symétrique de leurs résistances respectives :
R1 = R4 = R + R et R2 = R3 = R - R.
R est la résistance au repos ; R est la variation de résistance proportionnelle au couple à
mesurer Cu selon la relation :
R
R
=kCu.
Les quatre jauges sont interconnectées en pont de Wheatstone, lequel est alimenté en continu
sous la tension E = 24 V (figure 2). On étudie le montage à vide.
1. Déterminer l’expression de la tension de déséquilibre du pont uAB en fonction de R, R et E.
2. La tension de déséquilibre s’écrit uAB = Cu ; donner l'expression de  en fonction de k et E.
3. Lorsque le couplemètre mesure un couple Cu de 25 Nm, la variation de résistance des jauges
est R = 0,35 . Sachant que R = 350 , calculer :
a) la valeur de la tension uAB,
b) la valeur du coefficient  en précisant son unité.
La tension de déséquilibre uAB doit ensuite être amplifiée. Pour cela, on utilise un
amplificateur d’instrumentation AD620 (figure 3). Les amplificateurs opérationnels, notés A1
A2 A3, sont supposés parfaits et fonctionnent en régime linéaire. La résistance RG est une
résistance externe qui permet de régler l’amplification différentielle AD.
4. Déterminer l’expression de Vs en fonction de UAB , R et RG.
5. Pour R = 25 k, calculer la valeur de la résistance RG qui permet d’obtenir une
amplification différentielle AD = 200.
6. Dans ces conditions, donner l’expression liant la tension Vs et le couple Cu. Quelle est
alors la valeur de Vs correspondante à un couple Cu=25Nm.
7. Tracer la courbe Vs en fonction de Cu.
8. En déduire les caractéristiques suivantes :
a) Sensibilité du montage

b) Résolution, sachant que la tension Vs est mesurée à l’aide d’un millivoltmètre d’une
résolution de 0,01 mV.
c) L’erreur de non linéarité.
9. Conclure.
Figure 1
J
1
J
2
J
4
J
3
E
B
A
u
AB
R
3
R
4
R
1
R
2
Figure 2
v
B
v
A
R
v
S
R
R
R
U
AB
R
R
+
-
-
+
-
+
v
2
Figure 3
v
A
v
1
R
G
v
B
Amplificateur d’instrumentation
i
B
i
A