TD n°2 : Les capteurs analogiques

Objectifs :

  • Identifier différents capteurs analogiques,
  • Comprendre la grandeur mesurée, la technologie utilisée, leurs caractéristiques et les formules associées.

Utiliser le document ci dessous : Cours intégré CI – Capteur analogique

Étape 1 : Mise en contexte

  • Introduction rapide sur ce qu’est un capteur et la différence entre analogique et numérique.

  • Exemple concret : un thermomètre (mesure analogique de température).

Etape 2 : Les familles de capteurs

🔎 Étape 1 : Les capteurs de position et de déplacement
  1. Recherchez le nom des deux capteurs de position/déplacement présentés.

  2. Notez la grandeur qu’ils mesurent.

  3. Décrivez en quelques mots la technologie utilisée (résistif, inductif…).

  4. Relevez s’il y a une relation ou formule mathématique donnée.

🌡️ Étape 2 : Les capteurs de température
  1. Citez les quatre types de capteurs de température mentionnés.

  2. Pour chacun, indiquez :

    • La technologie utilisée (jonction de métaux, variation de résistance, semi-conducteur…).

    • La formule qui relie la grandeur mesurée (température) à la sortie du capteur.

  3. Dites quel type de capteur est le plus utilisé actuellement pour les températures usuelles.

💡 Étape 3 : Les capteurs de luminosité
  1. Quels sont les deux capteurs de luminosité décrits dans le document ?

  2. Expliquez en quoi leur technologie est différente (résistance photo vs effet photovoltaïque).

  3. Quelle grandeur est mesurée (et dans quelle unité) ?

⚡ Étape 4 : Les capteurs de vitesse
  1. Quel est le capteur présenté pour mesurer une vitesse ?

  2. Quelle est la relation entre la tension de sortie et la vitesse de rotation ?

  3. Donnez un exemple chiffré du document (tension ↔ vitesse).

🏋️ Étape 5 : Les capteurs d’effort
  1. Quel est le nom du capteur permettant de mesurer un effort ou une force ?

  2. Quelle est la technologie employée ?

  3. Notez la formule de la tension de sortie lorsqu’il est monté en pont de Wheatstone.

  4. Donnez deux exemples d’applications.

Étape 3 : synthèse des recherches

A l’aide des recherches ci dessus, compléter le tableau de synthèse ci dessous.
Pour chaque capteur étudié, ils complètent un tableau de synthèse :

Nom du capteurGrandeur mesuréeTechnologie utiliséeFormule(s) associée(s)Exemple d’application

Partie 4 : caractéristiques des capteurs

a – Les capteurs résistifs

Une thermistance est utilisée pour commander l’affichage de la température relevée sur le toit d’une habitation équipée de panneaux solaires affectés à la production d’eau chaude. Des mesures ont permis d’établir entre la résistance R de la thermistance et la température T, la relation suivante :

  • 𝑹 = 𝟐, 𝟔𝟖 × 𝑻 + 𝟖𝟏, 𝟑
    • R est exprimée en Ω
    • T en °C

La relation n’est valable que pour des températures comprises entre -30 °C et 140°C.

Q0.1 – Quelle est la grandeur d’entrée du capteur ?

Q0.2 – Calculer les valeurs extrêmes de la résistance de la thermistance dans sa plage d’utilisation.

Q0.3 – Calculer la sensibilité de la thermistance et précisez son unité.