COURS CAPTEURS

-Capteurs : Principes généraux de transduction (résistif, inductif,
thermoélectrique…) et caractéristiques principales (fonction de
transfert)
-Mise en forme des signaux : Amplification, filtrage, conversion A/N
Département GMP UE32 – M3204 Traitement de l’information
Chaine de Mesure : Du capteur au convertisseur analogique/numérique

Introduction
Le capteur est le premier élément d’une chaine de mesure
Il fournit un signal électrique proportionnel à la grandeur physique à mesurer
Chaîne de mesure analogique Chaîne de mesure numérique
Le capteur est un élément sensible qui délivre une variation électrique obtenue directement
(capteur actif) ou indirectement (capteur passif), modifiée par la grandeur physique à mesurer
Quelques applications
Mesure de température
Mesure de pression
Mesure de débit
Mesure de niveau
Mesure de position
Mesure de vitesse
Fonction de la chaine de mesure : Fournir une valeur électrique, sous forme analogique ou
numérique, permettant de quantifier la grandeur physique à mesurer.

Caractéristiques des capteurs
Les capteurs sont conçus pour reproduire les variations de la grandeur physique à mesurer
avec une grande qualité
Ils doivent avoir un comportement stable, reproductible et fiable
Les caractéristiques usuelles d’un capteurs sont :
Les limites d’utilisation
L’étendue de mesure
La sensibilité
La résolution
La précision
La répétabilité
L’hystérésis
La finesse
Le temps de réponse
Dans ce module on s’intéresse uniquement aux capteurs à de type « électriques »
Un capteur est un dispositif constitué d’un corps d’épreuve sensible à la grandeur physique à
mesurer et d’un transducteur qui la transforme en grandeur électrique, en général analogique.
Le circuit de mise en forme convertit la grandeur électrique en grandeur adaptée au système de
traitement de l’information (Automate, ordinateur, Asservissement…)

Les limites d’utilisation
Ce sont les limites extrêmes (inférieure et supérieure) de la grandeur physique que l’on peut
reproduire sans détériorer ou modifier les caractéristiques métrologiques du capteur.
L’étendue de mesure
C’est la différence entre les valeurs extrêmes (minimale et maximale) pouvant être mesurée par
la chaîne de mesure.
L’erreur absolue et relative
L’erreur absolue est la valeur de l’erreur directement liée à la mesure. Par exemple :
pour une valeur nominale de 100Ω, l’erreur absolue est ± 0,2Ω
L’erreur relative est le rapport en pourcentage entre l’erreur absolue et le résultat de
La mesure. Pour le même exemple, l’erreur relative est : (0,2Ω / 100Ω) * 100 = 0,2 %
La sensibilité
Elle traduit le rapport entre la variation du signal de sortie et la variation du signal d’entrée.
Par exemple :
Mesure de température : 10 mV/°C
Mesure de débit : 1 mA/litres/s
Parfois, la sensibilité n’est pas unique sur toute l’étendue de mesure.
La résolution
C’est la plus petite grandeur que l’on peut reproduire sur l’instrument avec précision.

La précision
C’est la qualité qui caractérise l’aptitude d’un capteur à donner des indications proches de la
vraie valeur de la grandeur mesurée. L’erreur de précision représente l’erreur globale d’un
capteur. Elle est généralement comprise entre ±0,5% et ±2% de l’étendue de mesure.
La répétabilité
C’est l’aptitude d’un capteur à reproduire le même signal de sortie lorsqu’il est soumis à la
même grandeur physique.
Elle est exprimée en pourcentage par rapport à l’étendue de mesure.
L’hystérésis
Lorsque les courbes de transfert du capteur pour une variation croissante et décroissante de la
grandeur physique ne sont pas identiques, on parle d’une erreur due à l’hystérésis du capteur
Cette erreur est exprimée en pourcentage par rapport à l’étendue de mesure.
La finesse
C’est la qualité exprimant l’aptitude d’un capteur à donner la valeur de la grandeur à mesurer
sans modifier celle-ci par sa présence.
Le temps de réponse
C’est le temps que prend le signal de sortie pour retrouver un nouvel équilibre après une
variation brusque de la grandeur à mesurer.