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PHYSIQUE DES CAPTEURS (Semestre 2) 3 ECTS Cours (16h): Emmanuel COTTANCIN ([email protected]) T.D. (14h): Michel Farizon ([email protected]) MCC: contrôle continu intégral (3 notes) • Physique sous-jacente aux capteurs (voir ce qui se cache dans la boite) (Thermo-électricité, conductivité électrique, transferts thermiques, optique, radiométrie) • Caractéristiques et limitations d’un capteur: un capteur n’est jamais parfait!! Capteur: boite « noire » T, Flux, P, Débit … But du cours:

PHYSIQUE DES CAPTEURS (Semestre 2) 3 ECTS Cours (16h): Emmanuel COTTANCIN ([email protected])[email protected] T.D. (14h):

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PHYSIQUE DES CAPTEURS (Semestre 2)3 ECTS

•Cours (16h): Emmanuel COTTANCIN ([email protected])•T.D. (14h): Michel Farizon ([email protected])•MCC: contrôle continu intégral (3 notes)

• Physique sous-jacente aux capteurs (voir ce qui se cache dans la boite) (Thermo-électricité, conductivité électrique, transferts thermiques, optique, radiométrie) • Caractéristiques et limitations d’un capteur: un capteur n’est jamais parfait!!

• Vous amener à pouvoir faire un choix de capteur en fonction de différents critères d’exigence (métrologiques, technologiques, économiques, sécurité, fiabilité)

Capteur: boite « noire » T, Flux, P, Débit …

But du cours:

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Importance de la mesure

•Industrie: instrumentation, contrôle-qualité (capteurs de position, de température, de pression, optiques…)

•Aéronautique, aérospatial, automobile : « engins » truffés de capteurs

•Météorologie, climatologie: capteurs de pression, température, d’humidité, anémomètre, altimètre …

•Chimie: pHmètre, mesureur de conductivité, capteurs électrochimiques …

•Analyse physico-chimique: chaîne de spectrométrie de masse (capteurs (ex: galette de microcanaux))

•Recherche: domaine du vide, optique, rayonnement nucléaire, physique du solide, physique de l’atmosphère, physique de l’environnement, physique théorique…

•Enseignements: travaux pratiques: mesures réalisées avec des capteurs!!

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Chapitre I. Généralités sur les capteursChapitre I. Généralités sur les capteurs

•Mesurande, importance de l’étalonnage

•Capteurs actifs et capteurs passifs

•Grandeurs d’influence

•Caractéristiques métrologiques d’un capteur sensibilité, incertitude, finesse, fidélité, justesse, précision, …

•Régime dynamique: rapidité, réponse en fréquence, bande passante, échantillonnage

Cours en 4 parties

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Chapitre II. Capteurs de températureChapitre II. Capteurs de température

•Thermocouples: thermoélectricité

•Thermométrie par résistance

•Thermistances

•Température mesurée ≠≠ Température à mesurer

•Pyrométrie optique

Conductivité versus température(métaux, SC)

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Chapitre III. Capteurs optiquesChapitre III. Capteurs optiques

•Bases de radiométrie/photométrie•Caractéristiques métrologiques propres aux capteurs optiques (détectivité, bruit, Noise Equivalent Power)

•L’oeil

•Photoconducteurs

•Photodiodes

•Capteurs émissifs: le PM, Galettes de microcanaux

•Capteurs d’image, principe des CCD (Charge-Coupled Device)

Avalanche Photodiode (APD)

PM: photomultiplicateur

Pixel view

CCD camera

Photorécepteur de la rétine

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A gauche deux jauges triodes à cathode chaude, à droite deux jauges de Pirani

Bayard-Alpert Ionization Gauges

aspect de la décharge dans un tube en "T" vers 1 Torr ddp ~ 2000 volts

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Modalités de contrôle des connaissancesModalités de contrôle des connaissances

Contrôle continu intégral (3CC):Contrôle continu intégral (3CC):

•CC1 (environ 30’): questions de cours

•CC2: exposé (15’) par binôme (recherche sur un capteur donné dans un domaine à définir)

•CCFinal (durée: 2h): exercices + questions de cours