Les capteurs



Ondes et signaux – Signaux et capteurs

Qu’est-ce qu’un capteur ?

Un capteur est un dispositif capable de convertir une grandeur physique (grandeur d’entrée) en une grandeur électrique (grandeur de sortie) qui la plupart du temps est une tension électrique, une intensité ou une charge électrique.

Exemples de capteurs

Voici quelques exemples de capteurs courants:

  • Le gyroscope est un capteur de position angulaire, il est sensible à toute rotation et délivre un signal qui dépend de l’angle dont il tourne.
  • L’accéléromètre est un capteur de mouvement, il détecte toute mise en mouvement ou variation de vitesse et permet de mesurer une accélération.
  • Un microphone est un capteur de son, il est sensible à tout signal sonore audible.
  • Un capteur d’ultrasons détecte les signaux sonores ultrasons (de fréquence trop élevée pour être audible).
  • Une thermistance est un capteur de température, sa résistance dépend de cette dernière.
  • Une photorésistance est caractérisée par une résistance dont la valeur dépend de l’éclairement auquel elle est soumise.
  • Un capteur de pression est sensible à la pression exercée sur lui.

Chaîne de fonctionnement d’un capteur

Un capteur doit être exposé à un phénomène physique lors duquel varie la grandeur physique à laquelle il est sensible.

Si le capteur est actif il produit un signal électrique en convertissant l’énergie qu’il reçoit en signal de sortie.

Si le capteur est passif alors il faut lui fournir de l’énergie (l’alimenter en courant électrique le plus souvent) afin afin qu’il puisse générer un signal électrique de sortie.

Le signal électrique fourni par le capteur doit en général être transformé afin d’être exploitable: il subit un conditionnement. Le conditionneur est chargé de traiter le signal délivré par le capteur pour qu’il puisse être transmis au microcontrôleur.

Le microcontrôleur interprète le signal reçu et commande une action (qui peut être simplement l’affichage d’une mesure).

Chaine de fonctionnement d'un capteur
Chaîne de fonctionnement d’un capteur

Courbe d’étalonnage

La courbe d’étalonnage d’un capteur est un graphique sur lequel la grandeur de sortie du capteur (en ordonnées) est représentée en fonction de sa grandeur d’entrée (en abscisses).

Courbe d'étalonnage d'un capteur
Profil d’une courbe d’étalonnage de capteur

Cette courbe correspond à une fonction souvent croissante qui dans certains cas est linéaire ou affine.

La courbe d’étalonnage permet de déterminer la valeur d’entrée reçue par le capteur à partir de la valeur de sortie qu’il fournit.

Méthode pour déterminer la valeur d’une grandeur d’entrée à partir de la valeur fournie en sortie d’un capteur

Exemple de dispositif intégrant des capteurs: la voiture

Les nouvelles générations de voitures peuvent intégrer une centaine capteurs qui permettent de rendre le véhicule plus performant, de faciliter la conduite et d’accroitre la sécurité.

Une voiture peut en particulier comporter les capteurs suivant:

  • Accéléromètre
  • Capteur de position
  • Capteur GPS
  • Capteur de distance
  • Capteur de champ magnétique
  • Capteur de luminosité
  • Capteur de pluie
  • Capteur de pression
  • Capteur de température

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