Diaporama de la présentation

Instruments
reconfigurables
pour la mesure
de capteurs
acoustiques
J.-M Friedt, T.
R´etornaz
Association
Projet Aurore
Capteurs
acoustiques
´
Etat des lieux
Environnement
de travail
Application `a
notre besoin
Caract´eristiques
de notre dispositif
Cam´era CMOS
Conclusions
Instruments reconfigurables pour la mesure de
capteurs acoustiques
J.-M Friedt, T. R´etornaz
Association Projet Aurore
1er juillet 2008
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Instruments
reconfigurables
pour la mesure
de capteurs
acoustiques
J.-M Friedt, T.
R´etornaz
Association
Projet Aurore
Capteurs
acoustiques
´
Etat des lieux
Environnement
de travail
Application `a
notre besoin
Caract´eristiques
de notre dispositif
Cam´era CMOS
Conclusions
Conception d’un capteur de
temp´erature
•D´eveloppements de capteurs de grandeurs physiques bas´es sur une
mesure de fr´equence.
•La fr´equence est la grandeur qui se mesure avec la plus grande
pr´ecision : mesure relative `a 10−7..10−9correspond `a 24..30 bits
significatifs
•disponibilit´e de r´ef´erences stables pr´esentant de faibles d´erives en
temp´erature (mesure r´ef´erenc´ee)
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reconfigurables
pour la mesure
de capteurs
acoustiques
J.-M Friedt, T.
R´etornaz
Association
Projet Aurore
Capteurs
acoustiques
´
Etat des lieux
Environnement
de travail
Application `a
notre besoin
Caract´eristiques
de notre dispositif
Cam´era CMOS
Conclusions
Conception d’un capteur de
temp´erature
•un r´esonateur est une structure capable de capturer efficacement
l’´energie acoustique `a une fr´equence donn´ee
•utilisation de substrats pi´ezo´electriques pour que le r´esonateur
m´ecanique apparaisse comme un composant ´electrique
•plus la fr´equence est ´elev´ee, plus le capteur est sensible, mais limite
technologique autour de 500 MHz
•un r´esonateur est plac´e dans une boucle d’oscillation pour former un
oscillateur
⇒notre objectif est de mesurer cette fr´equence
d’oscillation. L’instrument de mesure ne doit pas
d´egrader les performances du capteur.
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pour la mesure
de capteurs
acoustiques
J.-M Friedt, T.
R´etornaz
Association
Projet Aurore
Capteurs
acoustiques
´
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Environnement
de travail
Application `a
notre besoin
Caract´eristiques
de notre dispositif
Cam´era CMOS
Conclusions
Capteur de temp´erature
Exemple de mesure de temp´erature
⇒mesure de variations de temp´erature avec une pr´ecision de 0,2 `a 1oC
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2
x 104
433.2
433.25
433.3
433.35
433.4
f (MHz)
Rotation, fit 3 measurements, 12.4 ms/10 sweeps
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2
x 104
∆f (MHz)
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2
x 104
0
2
4
6
8
10
time (a.u.)
averages (a.u.)
signal loss (wheel stopped)
N´ecessite une instrumentation d´edi´ee de laboratoire coˆuteuse et
difficilement transportable.
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reconfigurables
pour la mesure
de capteurs
acoustiques
J.-M Friedt, T.
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Association
Projet Aurore
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Environnement
de travail
Application `a
notre besoin
Caract´eristiques
de notre dispositif
Cam´era CMOS
Conclusions
Compteurs de fr´equence
•Probl`eme des oscillateurs : l’imp´edance du capteur change avec son
environnement ⇒conditions de Barkhausen difficiles `a toujours
respecter
•Deux strat´egies de mesure de fr´equence : direct et r´eciproque 1
•Un compteur direct n´ecessite une porte pr´ecise
•Impl´ementation d’un compteur r´eciproque dans un FPGA (3 voies :
1 r´ef´erence et 2 mesures)
1http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/5965-7660E.pdf
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