Chapitre II
Les Capteurs : Transducteur
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Ces transducteurs particuliers permettent ainsi de mesurer des grandeurs physiques telles
que la température, l'intensité d'un champ magnétique, un flux lumineux, une pression. Dans
tous les cas, il est nécessaire de relever la courbe d'étalonnage du capteur. Elle représente
l’évolution de la grandeur de sortie S en fonction de la grandeur d'entrée E. Ainsi connaissant
la valeur de la grandeur de sortie mesurée, en se référant à cette courbe, on détermine la
valeur de la grandeur physique d'entrée correspondante.
Un capteur doit être fidèle : cela signifie qu'à une même valeur E de la grandeur d'entrée doit
toujours correspondre la même valeur S de la grandeur de sortie.
Un capteur doit être sensible : cela signifie qu'à une variation à ΔE de la grandeur d'entrée
doit correspondre une variation à ΔS de la grandeur de sortie.
Les transducteurs et les capteurs sont très répandus dans les systèmes industriels surtout en
Matière de contrôle et de régulation.
2.1.4. Effet piézo-électrique dans un cristal de quartz :
Le cristal de quartz est constitué de silice (Si O2). Il a une section hexagonale avec une symétrie
centrale.
+ En 1 le cristal est au repos, les centres des charges électriques positives et négatives coïncident,
les faces ne sont pas chargées électriquement .
+ En 2, l’application d’une contrainte mécanique fait s’aplatir le cristal, les centres des charges
positives et négatives se séparent et on obtient une différence de potentiel entre les faces du cristal.
Cet effet est réversible, effet piézo-électrique inverse, qui fait qu’une application d’un champ
électrique sur les faces du cristal provoque une déformation mécanique.
Le quartz est un exemple de ces cristaux qui ont été largement utilisés dans le passé.
Ainsi l’énergie électrique issue d’un sondeur est convertie en énergie acoustique par le transducteur
et, toujours au niveau de ce même transducteur, les échos sonores provenant de la réflexion du son
sur un obstacle sont transformés en énergie électrique interprétable par l’électronique du sondeur.
Les principales qualités d’un transducteur doivent être la linéarité et la réversibilité. Un transducteur
est linéaire quand il reproduit un signal acoustique de forme équivalente au signal électrique qu’il
reçoit ou quand il reproduit un signal électrique de forme équivalente au signal acoustique qu’il
reçoit, et il est réversible quand il est capable de convertir de l’énergie acoustique en énergie
électrique et inversement.
Les Capteurs : Transducteur
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Ces transducteurs particuliers permettent ainsi de mesurer des grandeurs physiques telles
que la température, l'intensité d'un champ magnétique, un flux lumineux, une pression. Dans
tous les cas, il est nécessaire de relever la courbe d'étalonnage du capteur. Elle représente
l’évolution de la grandeur de sortie S en fonction de la grandeur d'entrée E. Ainsi connaissant
la valeur de la grandeur de sortie mesurée, en se référant à cette courbe, on détermine la
valeur de la grandeur physique d'entrée correspondante.
Un capteur doit être fidèle : cela signifie qu'à une même valeur E de la grandeur d'entrée doit
toujours correspondre la même valeur S de la grandeur de sortie.
Un capteur doit être sensible : cela signifie qu'à une variation à ΔE de la grandeur d'entrée
doit correspondre une variation à ΔS de la grandeur de sortie.
Les transducteurs et les capteurs sont très répandus dans les systèmes industriels surtout en
Matière de contrôle et de régulation.
2.1.4. Effet piézo-électrique dans un cristal de quartz :
Le cristal de quartz est constitué de silice (Si O2). Il a une section hexagonale avec une symétrie
centrale.
+ En 1 le cristal est au repos, les centres des charges électriques positives et négatives coïncident,
les faces ne sont pas chargées électriquement .
+ En 2, l’application d’une contrainte mécanique fait s’aplatir le cristal, les centres des charges
positives et négatives se séparent et on obtient une différence de potentiel entre les faces du cristal.
Cet effet est réversible, effet piézo-électrique inverse, qui fait qu’une application d’un champ
électrique sur les faces du cristal provoque une déformation mécanique.
Le quartz est un exemple de ces cristaux qui ont été largement utilisés dans le passé.
Ainsi l’énergie électrique issue d’un sondeur est convertie en énergie acoustique par le transducteur
et, toujours au niveau de ce même transducteur, les échos sonores provenant de la réflexion du son
sur un obstacle sont transformés en énergie électrique interprétable par l’électronique du sondeur.
Les principales qualités d’un transducteur doivent être la linéarité et la réversibilité. Un transducteur
est linéaire quand il reproduit un signal acoustique de forme équivalente au signal électrique qu’il
reçoit ou quand il reproduit un signal électrique de forme équivalente au signal acoustique qu’il
reçoit, et il est réversible quand il est capable de convertir de l’énergie acoustique en énergie
électrique et inversement.