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
Recherchez le nom des deux capteurs de position/déplacement présentés.
Notez la grandeur qu’ils mesurent.
Décrivez en quelques mots la technologie utilisée (résistif, inductif…).
Relevez s’il y a une relation ou formule mathématique donnée.
🌡️ Étape 2 : Les capteurs de température
Citez les quatre types de capteurs de température mentionnés.
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.
Dites quel type de capteur est le plus utilisé actuellement pour les températures usuelles.
💡 Étape 3 : Les capteurs de luminosité
Quels sont les deux capteurs de luminosité décrits dans le document ?
Expliquez en quoi leur technologie est différente (résistance photo vs effet photovoltaïque).
Quelle grandeur est mesurée (et dans quelle unité) ?
⚡ Étape 4 : Les capteurs de vitesse
Quel est le capteur présenté pour mesurer une vitesse ?
Quelle est la relation entre la tension de sortie et la vitesse de rotation ?
Donnez un exemple chiffré du document (tension ↔ vitesse).
🏋️ Étape 5 : Les capteurs d’effort
Quel est le nom du capteur permettant de mesurer un effort ou une force ?
Quelle est la technologie employée ?
Notez la formule de la tension de sortie lorsqu’il est monté en pont de Wheatstone.
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 capteur | Grandeur mesurée | Technologie utilisée | Formule(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.
