Année universitaire 2015-2016
Rapport des travaux pratiques : capteurs et interfaçages
Encadré par : N . EL BARBRI
UNIVERSITÉ HASSAN 1er
ÉCOLE NATIONALE DES SCIENCES APPLIQUÉES
Département Génie Electrique
présenté par :
EL FITIR Hassan - EL FAHIMI Oussama -ARRAMAZ Salim
EL HALOUANI Abdelaziz -EL HADDAD Nidal
Remerciement
Nous avons l’honneur en marge de ce travail d’exprimer nos profondes gratitudes ainsi que toute nos reconnaissances à notre Professeurs N. EL BARBRI pour l’intérêt avec lequel il a suivi la progression de notre travail, ses conseils judicieux, et pour tous les moyens qu’il a mis à notre disposition...
On sait bien que ça n’a pas été du facile de nous enseigner; parfois dû à notre manque de base d’autre fois a notre surcharge, merci de ne pas avoir baissé les bras quand même; de nous avoir tant soutenu et encourager pour arriver au bout , que Dieu vous bénisse. Les mots restent incapables de tout exprimer, la langue une traitre mais Dieu un grand benedicteur qu’il vous bénisse.
Enfin, que toute personne ayant contribuée de près ou de loin à la préparation de ce travail, trouve ici l’expression de notre profonde gratitude.
Introduction générale
Dans de nombreux domaines (industrie, recherche scientifique, services, loisirs ...), on a besoin de contrôler de nombreux paramètres physiques (température, force, position, vitesse, luminosité, ...).
Le capteur est l'élément indispensable à la mesure de ces grandeurs physiques.
Un capteur est un organe de prélèvement désinformations qui élabore à partir d'une grandeur physique, une autre grandeur physique de nature différente (très souvent électrique).
Cette grandeur représentative de la grandeur prélevée est utilisable à des fins de mesure ou de commande.
On peut classer les capteurs en 3 groupes et ce en fonction de la nature de l’information délivrée en sortie :
Les capteurs analogiques.
Les capteurs numériques.
Les capteurs logiques ou tout ou rien (TOR).
Ces TP ont pour objectif d’étudier les différents types de capteurs à savoir les capteurs de température, de vitesse…pour cela, on a réalisé ces cinq TP qui sont :
Etude d’un capteur de température à circuit intégré LM335.
Etude et réalisation d’un capteur de vitesse de rotation.
Etude d’un capteur inductif.
Etude d’un capteur capacitif. Acquisition de données analogiques
Ce projet fait partie des projets les plus intéressants durant notre cursus scolaire, il est en sorte un plus du cours que Monsieur N . EL BARBRI nous a assuré. Il fait suite de la partie des Capteurs et interfaçages développée
En tant que futur ingénieur, il n'est pas suffisant de se contenter au cours du format papier mais aussi de mettre en pratique nos connaissances pour les consolider et même les développer…Sont les projets qui nous aide pour développer des idées existantes dans ce monde des capteurs, avec que ces travaux pratiques, ça aide pour avoir d’autre idées et développer l’esprit de recherche.
TP I:
Etude d’un capteur de température à circuit intégré LM335
Introduction
Un capteur de température : LM335 Le LM335 est un capteur de température qui produit une tension qui varie en fonction de la température La variation de la tension est très faible, c’est pourquoi on utilise parfois un amplificateur opérationnel. Sa représentation graphique est une droite linéaire. Le circuit intégré du capteur de température(LM335) est composé de 16 transistors ;9 résistance et 2 condensateurs placés dans un boitier type Transistor, le capteur fournit une sortie de 10, mV /°K . la mesure de la tension de sortie indique donc directement la température en degrés kelvin. A une température de 20 °C(293°k), la tension sera de 2.93 v.
Objectifs
Connaitre les caractéristiques principales du capteur de température LM335.
Savoir construire un affichage numérique de température.
Etudier les caractéristiques d’un système de régulation de température par tout ou rien.
Matériels utilisés :
Le banc DIGIAC 1750.
Expérimentation 1 : caractéristiques du capteur de température LM335.
On a connecté le voltmètre au circuit puis on a met l’alimentation, la tension de sortie est : 2.94V qui donne 294K°
On a connecté l’élément chauffant, puis on a relevé la tension toutes les minutes :
Durée (min)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Tension (V)
2.94
2.97
3.03
3.09
3.14
3.18
3.21
3.24
3.27
3.28
3.30
Température
K°
294
297
303
309
314
318
321
324
327
328
330
C°
20.85
23.85
29.85
35.85
40.85
44.85
47.85
50.85
53.85
54.85
56.85
Commentaire : d’après ces résultats, on constate que si la durée de chauffage augmente, la tension de sortie augmente aussi jusqu’à stabilisation d’où la linéarité de la caractéristique Tension=f(durée).
Figure1 : caractéristique tension/temps
Expérimentation 2 : Construction d’un thermomètre numérique.
On a connecté l’alimentation à l’élément chauffant puis on a noté les différentes valeurs du voltmètre et du compteur après la répétition de la procédure indiquée sur le fascicule.
Valeur de voltmètre
2.99
3.03
3.11
3.12
Valeur du compteur
3.00
3.02
3.10
3.10
Commentaire : on constate que les valeurs affichées sur le voltmètre coïncident avec celles du compteur donc on a transformé la sortie du capteur en fréquence en utilisant le circuit conditionneur.
Expérimentation 3 : Etudier les caractéristiques d’un système de régulation de température par tout ou rien
On a connecté le circuit puis on a réglé le commutateur d’hystérésis du comparateur sur ‘OFF’ et on a tourné la commande de la résistance 10 kΩ à fond dans le sens inverse des aiguilles d’une montre.
Tension de sortie du capteur de température = 3.01V.
Niveau de tension de sortie de référence= 2.99V.
Caractéristique température/temps du système :
Temps
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Etat de l’élément chauffant
OFF
ON
ON
OFF
OFF
OFF
ON
ON
ON
OFF
OFF
Tension de sortie du capteur
3.01
2.97
2.99
3,00
2.98
2.98
2.97
2.99
3.00
2.99
3.00
Température
301
297
299
300
298
298
297
299
300
299
300
Figure2 : caractéristique température/temps
La plage de variation de la température : [297,301].
La température moyenne : 298,909091.
On constate que la référence est très proche de la température moyenne.
Une commande par tout ou rien serait adaptée à cette application parce que si on applique l’algorithme de TOR pour que T appartienne à [297,301], si T<=Tmin, l’entrée E=1 (élément chauffant est active) si T>Tmax implique E=0 (élément chauffant n’est pas active) .
TP II:
Etude et réalisation d’un capteur de vitesse de rotation
Introduction
Le dispositif est constitué d’un semi-conducteur NPN, comme un transistor normal. Les connexions aux couches N, P, N sont appelées e (émetteur), b (base) , c (collecteur).
- Lorsque le dispositif n’est pas éclairé, le flux de courant est faible en raison de la génération thermique de paires électrons-trou
- Lorsque la lumière éclaire la jonction collecteur-base, le flux de courant augmente.
Objectifs
connaitre la construction et les principales caractéristiques d’un phototransistor.
Connaitre la construction et les principes de base des opto-capteurs à barrière, ainsi que leur application au comptage et aux mesures de vitesse.
Connaitre la construction et les principes de base des génératrices tachymétriques ainsi que leur application aux mesures de vitesse.
Matériels utilisés :
Le banc DIGIAC 1750.
Expérimentation 1: caractéristique d’un phototransistor
On a connecté le circuit puis on a réglé la résistance à curseur à piste carbone 100 kOhms.
On a met l’alimentation puis on a réglé la commande de la résistance bobinée de 10 kOhms afin d’obtenir une tension nulle en sortie de l’amplificateur de puissance.
En recouvrant de la main l’enceinte transparente : 5V
Le phototransistor étant exposé à la lumière ambiante : 4.5V
On a augmenté la tension de sortie de l’amplificateur de puissance par pas de 1V, les résultats sont notés au tableau suivant :
Tension de la lampe
0
1
2
3
4
5
9
10
Tension du collecteur du phototransistor
Noir
5
4.97
3.84
0.80
0.76
0.73
0.689
0.68
Eclairage ambiant
4.55
4.55
3.20
0.79
0.76
0.73
0.69
0.68
Figure3 : caractéristique tension de collecteur/tension de la lampe
Figure4 : caractéristique tension de collecteur/tension de la lampe
La tension minimale d’environ 0.7V est due à la zone de saturation.
Expérimentation 2 : caractéristiques d’un opto-capteur à barrière et application au comptage et à la mesure de vitesse.
Principe :
-L’opto-capteur à barrière est constitué d’une diode électroluminescente (L.E.D) à infrarouge en arséniure de gallium et d’un phototransistor en Silicium montés de chaque côté d’une encoche et enfermés dans un boitier en plastique laissant passer l’infrarouge.
On a connecté le circuit, puis on a réglé la commande de la résistance bobinée 10 kOhms pour une tension de sortie nulle.
On a met l’alimentation puis on a noté les résultats dans le tableau suivant :
Rayon coupé
Rayon admis
Tension de sortie
0.05
4.91
Statue de la LED
OFF
ON
On a réglé le compteur/horloge sur ‘count’ et ‘free run’.
Après la réalisation de l’ensemble des étapes, le compteur s’incrémente de 1 à chaque fois que l’encoche est en alignement avec le rayon du capteur.
Réglage
2.5
3.0
3.5
4.0
Vitesse de rotation (trs/s)
454
574
783
995
On a effectué les étapes demandées, les valeurs sont notées dans le tableau suivant :
Commentaire : on constate que si on augmente la valeur de la résistance, la vitesse de rotation augmente aussi.
On a réglé le commutateur ‘ free run/1s’ du compteur/horloge sur 1s
On a répété la même procédure avec un autre réglage de résistance, les résultats sont notés dans le tableau suivant :
Réglage
5
6
7
8
9
10
Vitesse de rotation (trs/s)
20
26
32
38
44
45
Commentaire : si on augmente la résistance la vitesse de rotation augmente aussi.
Réglage pour une vitesse de 1800 trs/min = 6.6 kOhms.
Oui, il est aisé d’effectuer ce réglage.
Expérimentation3 : Etude d’un capteur de vitesse base de la génératrice tachymétrique
a-Equipement :
1 Génératrice tachymétrique à courant continu
1 voltmètre numérique 20V
1 voltmètre à cadre mobile -10-0-10V
1 amplificateur ≠1 1 opto-capteur à barrière
1 compteur/horloge .
b-Principe :
-Lorsque les bobines tournent, une force électromotrice en courant alternatif est générée dans ces bobines et le collecteur permet de la convertir en courant continu. -La grandeur de la force électromotrice générée est proportionnelle à la vitesse de rotation et sa polarité dépend du sens de rotation.
c-Résultats :
On a connecté le circuit puis on a réglé les commandes du compteur sur ‘ count et ‘1s’ et on a réglé les commandes de gain grossier et fin sur 10 et 0.1.
On a alimenté le moteur puis on a réglé la vitesse de l’arbre sur 5 trs/s, les résultats sont notés dans le tableau suivant :
Vitesse de l’arbre (trs/s)
5
10
20
30
40
Tension de sortie(V.num)
1.03
2.10
4.30
6.52
8.74
Tension de sortie(V.cadre mobile)
1.03
2.10
4.30
6.9
9
Commentaire : on constate que si on augmente la vitesse de l’arbre, les tensions de sortie augmentent aussi.
Série1 :V.cadre imobile
Série2 :V.numérique
Figure5 : caractéristique vitesse de l’arbre/tension
La tension de sortie est proportionnelle à la vitesse de l’arbre, si on augmente cette dernière la tension de sortie augmente aussi.
On a effectué la procédure indiqué, les résultats sont notés comme suit :
Valeur lue au voltmètre = 6V.
Vitesse de l’arbre(6x20=1200 trs/min) =20 trs/s.
Vitesse de l’arbre lue à l’optocapture = 27 trs/s.
Valeur lue au voltmètre = 3V.
Vitesse de l’arbre(3x20=600 trs/mis)=10 trs/s.
TP III :
Etude d’un capteur inductif
Introduction
Les capteurs inductifs sont des capteurs électroniques statiques détectant sans contact physique la présence d’un élément. Ces détecteurs se rencontrent dans les secteurs de la machine-outil, la robotique, la chimie fine, l'agro-alimentaire, et dans les domaines d'applications de l'usinage, la manutention, l'assemblage, le convoyage…
Principe de fonctionnement :
Les capteurs inductifs produisent à l'extrémité de leur tête de détection un champ magnétique oscillant. Ce champ est généré par une inductance et un condensateur monté en parallèle. Lorsqu'un corps conducteur métallique est placé dans ce champ, des courants de Foucault prennent naissance dans la masse du métal, il y a perturbation de ce champ qui entraîne une réduction de l'amplitude des oscillations au fur et à mesure de l'approche de l'objet métallique, jusqu'à blocage complet. Cette variation est exploitée par un amplificateur qui délivre un signal de sortie, le capteur commute.
Expérimentation N 1 : Courbe de réponse
Objectif :
Décrivons la courbe de réponse avec les échantillons d’acier SDt37 et du cuivre
Procédure :
Relions le capteur au banc d’étude et insérons l’échantillon de matière St37(Le cuivre dans la 2eme manipe) dans le support de sorte qu’il soit face au capteur
Déplaçons le capteur jusqu’au contact et bougeons transversalement l’échantillon tant qu’il ne couvre pas le capteur complètement jusqu’à se qu’il commute et relevons les positions Xn et calculons par la suite les différences (Sn) entre les positions et la position initiale
Faisons la même chose pour l’échantillon du cuivre
Résultats
Echantillon de matière
Acier St 37
Cuivre
n
Pn (cm)
Xn (cm )
S (cm)
Pn (cm)
Xn (cm )
S (cm)
1
0
17
0
0
15
0
2
3
15
3
3
13
3
3
5
13
5
4
11
4
4
6
12
6
4.2
9
4.2
5
6
11
6
4.6
7
4.6
6
6 .5
9
6.5
5
5
5
7
7
4
7
5.1
3
5.1
8
7.5
2
7.5
5.2
1
5.2
9
8
1
8
5.3
0
5.3
10
8.5
0
8.5
Traçons la distance de commutation S en fonction du décalage X :
Pour l’Acier St 37 :
Pour le Cuivre :
Expérimentation N 2 : Hystérésis de commutation
Objectif :
Décrivons la distance de déplacement entre le point d’effet et le pont d’arrêt du capteur.
Procédure :
Éloignons le capteur jusqu’à ce qu’il commute (LED éteinte) et notons la position d’arrêt du chariot Pa
le capteur jusqu’à ce qu’il commute (LED allumée) et notons la position d’effet du chariot Pe
Répétons la procédure avec les autres échantillons
Les résultats
Echantillon
Pa(mm)
Ps(mm)
W(mm)
S(mm)
H %
Acier St37
35
31
4
5
75
Cuivre
65
61
4
5
75
Aluminium
21
20
1
5
25
Expérimentation N 3 : Comportement en commutation/Dépendance du matériau
Objectif :
Etudions le comportement en commutation du capteur avec différents matériaux
Procédure :
Insérons l’échantillon dans le support de sorte qu’il soit face au capteur et l’ajustons par rapport à ce dernier, plaçons le capteur sur une position de démarrage environ 10 mm de l’échantillon
Déplaçons le capteur jusqu’à ce qu’il commute (LED allumée) ou qu’il touche l’échantillon
Répétons la même procédure pour les autres matériaux
Les résultats :
Echantillon
LED allumée
LED éteinte
St 37
Oui
Oui
Aluminium
Oui
Oui
Cuivre
Oui
Oui
Matière synthétique
Non
Non
Gros aiment permanent
Oui
Oui
Conclusion :
Le capteur commute avec les matériaux métaux car la perturbation du champ vient de la création des courants Foucault dans l’échantillon métallique dont ce n’est pas le cas pour un échantillon non métallique
Expérimentation N 4 : Comptage de fréquence/Mesure de vitesse
Objectif :
Etudions la détection en rotation du capteur et déterminons la fréquence Fs et la vitesse n.
Procédure :
Relions la sortie de commutation au signal d’entrée du compteur sur le banc et mettre le commutateur en position COUNT
Déplaçons le chariot en bout du rail de guidage vers la gauche
Enfichons le capteur sur le chariot de sorte qu’il soit dirigé vers le disque segmenté et le décaler afin que le capteur détecte les 4 segments extérieurs du disque
Commutons le compteur en fréquencemètre et fixons la vitesse du disque du sorte que la fréquence de commutation soit égale 80 Hz
Détectons les segments intérieurs et notons les différentes fréquences de commutation Même procédure pour les segments extérieurs
Les résultats :
Nature de segment
N
Fs (Hz)
N(tr /min)
Extérieur
4
80
1200
Intérieur
3
60
1200
Intérieur
3
90
1800
Extérieur
4
120
1800
Expérimentation N 5 : Fréquence d’oscillation
Objectif :
Mesurons la fréquence d’oscillation du capteur ( le circuit LC de résonance ) à l’aide d’une bobine supplémentaire et d’un oscilloscope
Procédure :
Connectons un oscilloscope aux bornes de la bobine
Calibrons l’échelle de tension de l’oscilloscope à 10 mV DC et l’échelle de temps à 0.5 um
Déplaçons manuellement le capteur vers la bobine jusqu’à ce que l’amplitude affichée atteigne son maximum
La durée d’une période T : T=2.5 us
La fréquence : F= (1/T)=4x10^5 Hz
Conclusion du TP III :
Ce type de capteur peut servir à détecter une présence pièce et une proximité. Il y a donc une notion de distance. Ces capteurs très fiables et sont utilisés pour compter ou détecter un objet de type métallique. L'inconvénient est la faible distance maximale détectée.
TP IV:
Etude d’un capteur capacitif
Introduction
Les capteurs capacitifs s‘utilisent pour la reconnaissance de tout type d‘objets, métalliques ou non. Ils sont même capables de reconnaître de façon fiable des verres transparents ou des fluides. La conductibilité électrique des matériaux à détecter est déterminante. Plus la constance diélectrique d‘un matériau est grande, plus les distances de détection possibles sont élevées et plus la détection est fiable.
Principe de fonctionnement :
Le capteur capacitif fonctionne sans contact physique avec l‘objet à détecter : il transforme une donnée intéressante pour la technique de production (par ex. distance ou niveau de remplissage) en un signal pouvant être exploité à son tour. Le fonctionnement repose sur la modification du champ électrique dans l‘environnement de la zone active. Le capteur, dans sa forme de base, comprend un oscillateur rc, un démodulateur et un étage de sortie. Le fait d‘approcher des métaux ou non-métaux en regard de la face sensible du capteur capacitif provoque une transformation de la capacité, entraînant elle-même le démarrage de l‘oscillateur rc. Après mise en forme, un signal de sortie correspondant, selon l‘appareil, à un contact à fermeture, à ouverture ou complémentaire est délivré.
Sensibilité
La sensibilité est déterminée par la variation de capacité ϪCs qui provoque un changement du signal de commutation a la sortie de capteur Le système sera considéré comme un condensateur plat a pattes circulaires de diamètre d = 18mm
ϪCs = Ce –Ca Ce =€o*A/ Pe Ca = =€o*A/ Pa A = pi *d²
Ce : capacité au point d’effet
Ca : capacité au point d’arrêt
A : aire d’une patte
D : diamètre des pattes
Facteur de permittivité
La permittivité, plus précisément permittivité diélectrique, est une propriété physique qui décrit la réponse d‘un milieu donné à un champ électrique appliqué.
Le facteur de permittivité d’un isolant détermine combien de fois la densité du débit électrique augment lorsque l on utilise un diélectrique spécial au lieu d’un diélectrique comme l air On a les relations suivantes :
Expérimentation 1 : Courbe de réponse
Objectif :
Décrire la courbe de réponse du capteur capacitif avec l acier ST 37 et la matière synthétique
Procédure expérimentale :
Dans un premier temps on a relié le capteur au banc d’ étude des capteurs selon la désignation des broches du câble de l alimentation de la zone d’indication , on a enfiché le capteur sur le chariot du banc d’étude des capteurs le dessus vers la gauche , et enfin on a inséré l échantillon de matière ST 37 dans le support d échantillon de matière on déplace doucement le capteur vers l échantillon avec le chariot jusqu’ au contact L’échantillon doit être perpendiculaire et couvre complètement le capteur Il faut s’ assurer que le chariot est de même niveau que les graduation indiquées pour faciliter la lecture On a commencé par une distance S=8 mm On a augmenté la sensibilité a l aide de potentiomètre jusqu’ a LED sera allumé Puis on a réduit la sensibilité jusqu’ a le capteur ne commute plus Le capteur est a ça position initiale on a décaler l échantillon vers le haut jusqu’ a ce que le capteur le détecte même démarche pour la matière synthétique que l Acier ST 37 . le tableau suivant englobe les mesures effectué pendant les travaux pratique de cette manipe
Echantillon de matière
Acier St 37
Matière synthétique
n
Pn (mm)
Xn (mm )
S (mm)
Pn (mm)
Xn (mm )
S (mm)
1
0
20
0
0
32
0
2
4
17
4
3
34
3
3
6.5
14
6.5
5
36
5
4
7.5
11
7 .5
6
38
6
5
7.6
7
7.6
7
40
7
6
7.9
9
7 .9
7.5
42
7.5
Expérimentation 2 : Types de fonctionnement
L objectif :
L objectif de cette expérimentation est d étudier le fonctionnement du capteur pour les échantillon suivants :
Un échantillon de matière non conductrice ( matière synthétique )
Un échantillon de matière conductrice isolée ( cuivre )
Un échantillon de matière conductrice mise a ma terre ( cuivre)
Procédure expérimentale
on a relié le capteur au banc d’étude des capteurs selon la désignation des broches du câble de l alimentation de la zone d’indication,
on a enfiché le capteur sur le chariot du banc d’étude des capteurs le dessus vers la gauche ,
on a inséré l’échantillon de matière synthétique dans le support d échantillon de sorte qu’il soit face au capteur
on déplace lentement le capteur vers l échantillon avec le chariot jusqu’ au contact ;
on a mémorisé la position initiale au cours du montage
on a vérifié que l échantillon est perpendiculaire et qu’il couvre complètement le capteur
on a déplacé le capteur vers la droite jusqu’ a ce que la LED s’éteigne puis on a déplacé jusqu’ a ce que la LED s’éteigne, les résultats des 3 différents types de fonctionnement :
Type de fonctionnement
P0/mm
Pe
S
Cuivre (isolé)
0
12
12
Cuivre (mise a terre)
0
6
6
Matière synthétique
0
5.8
5.8
Expérimentation 3 : Comportement en commutation
Objectif :
L ‘étude du comportement en commutation du capteur capacitif en fonction de différents matériau.
Procédure expérimentale :
Dans un premier temps on relie le capteur au banc d’étude selon la désignation des broches du câble puis on enfiche le capteur sur le chariot du banc d’étude des capteurs le dessus vers la gauche On insère l’échantillon d’acier ST37 dans le support d’échantillon de sorte qu’il soit face au capteur,
On déplace le capteur de sa position de départ a une distance d’environ 4 mm de l’échantillon franchement ; on déplace le capteur lentement de l’échantillon a l’aide du chariot.
Les résultats obtenus :
Echantillons
LED allumée
LED éteinte
St37
Oui
Non
Aluminium
Oui
Non
Cuivre
Oui
Non
Matières Synthétique
Oui
Non
Laiton
Oui
Non
Gros aiment permanent
Oui
Non
Conclusion
Le capteur a détecté tous les échantillons, car il a utilisé le champ électrostatique … Le champ électrostatique d’un capteur rend le détecteurs bien adaptés à la détection de matériaux à forte constante diélectrique (faciles à détecter) ou pour différencier des matériaux ayant des constantes élevées et faibles. Pour certains matériaux cibles, les détecteurs de proximité capacitifs non blindés offrent des portées de détection plus importantes que les versions blindées
Expérimentation 4 : Détection d’un niveau de remplissage
Objectif :
Observer le niveau de remplissage d’un récipient avec un capteur capacitif. On utilise dans notre expérience le verre en plastique, avec une paroi lisse et un fond fin. Premièrement on règle la sensibilité de sorte que le verre soit à peine détecté c'est- à-dire lorsque LED sera éteinte.
Ensuite, on remplit le verre de l’eau et on observe le comportement en commutation du capteur et on refait les mêmes étapes avec différents niveau de remplissage.
Commentaire : La sonde, le réservoir et le produit mesuré forment un condensateur dont la capacité est fonction du niveau de remplissage. Ainsi, les variations de la hauteur de produit sont traduites par des variations de capacité. Cette variation de capacité est convertie en signal " tout ou rien " pour une détection de niveau. D’après l’expérience on remarque que : Lorsque la capacité augmente en même temps que le niveau du liquide alors elle donne ainsi une indication du niveau. Plus la constante diélectrique du liquide est élevée, et plus la sensibilité sera importante pour la détection du niveau. Le champ électrique pénètre de plusieurs millimètres dans le fluide.
Expérimentation 5 : COMPTAGE DE FREQUENCE /MESURE DE VITESSE
Objectif :
Examiner les détections des mouvements de rotation du capteur capacitif et déterminer la fréquence fs et la vitesse N
Expérience :
On a relie le capteur au banc d’étude des capteurs selon la désignation des broches du câble, d’alimentation et de la zone d’indication.
Ensuite, on déplace le chariot du banc d’étude des capteurs en bout du rail de guidage vers la gauche, et on enfiche le capteur sur le chariot du banc d’étude des capteurs de sorte qu’il soit dirigé vers le disque segmente et on va décaler le chariot pour que les 3 segments intérieurs du disque soient détectables, on doit éviter que le capteur touche le disque segmente.
On fixe la vitesse du disque segmente de sorte qu’une fréquence fs de 60 Hz soit indiqué ( fréquence de commutation) .
Afin que le capteur puisse détecter les segments extérieurs du disque , on déplacé le chariot et on relève les différentes fréquences de commutation comme l’ indique le tableau ci-dessous .
Puis on fixe la vitesse a son maximum et on règle la sensibilité de manière a pouvoir afficher la fréquence maximum de commutation.
Une dernière étape consiste a faire décaler le chariot pour que le capteur puisse détecter les segments intérieurs du disque et on relève les différentes fréquences de commutation et on calcule les différentes vitesses ‘n’ du disque segmenter.
Ce tableau résume les valeurs relevées de fréquence de commutation la vitesse du disque, lorsqu’on suit les différentes étapes de l’expérimentation
Nature de segment
N
Fs (Hz)
N(tr /min)
Extérieur
4
85
1275
Intérieur
3
60
1200
Intérieur
3
66
1320
Extérieur
4
198
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CONCLUSION : Lorsqu’on augmente la vitesse le capteur n’arrive plus à détecter les segments du disque
Rapport des travaux pratiques : capteurs et interfaçages
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TP&Cours encadrés par Mr. EL BARBRI Année universitaire 2015-2016