Annexe
Définition des principes physique mis en jeu
pour les capteurs actifs [10]
~ Thermoélectricité : c'est le
principe de tout thermocouple. Un circuit formé de deux conducteurs de
nature chimique différente dont les fonctions sont à de
températures T1 et T2 est le siège d'une force
électromotrice e(T1, T2).
Application : détermination à
partir de la mesure de e, d'une température inconnu T1
lorsque T2 est connu(figure 1.5.a).
~ Pyroélectricité : Certains
cristaux dits pyroélectriques, le sulfate de triglycine par exemple, ont
une polarisation électrique spontanée qui dépend de leur
température; ils portent en surface des charges électriques
proportionnelles à cette polarisation et de signes contraires sur les
faces opposées.
Application : un flux de rayonnement lumineux
absorbé par un cristal pyroélectrique élève sa
température, ce qui entraine une modification de sa polarisation qui est
mesurable par la variation de tension au borne d'un condensateur associé
(figure 1.5.b)
~ Photoémission : Les électrons
libérés sont émis hors de la cible éclairée
et forment un courant collecté par application d'un champ
électrique.
~ Effet photovoltaïque : Des
électrons et des trous sont libérés au voisinage d'une
jonction de semi-conducteurs de types P et N illuminée; leur
déplacement dans le champ électrique de la jonction modifie la
tension à ses bornes.
~ Effet photo-électromagnétique
: L'application d'un champ magnétique perpendiculaire au
rayonnement provoque dans le matériau éclairé l'apparition
d'une tension électrique dans la direction normale au champ et au
rayonnement.
Applications: Les effets
photoélectriques qui permettent d'obtenir courant ou tension fonction de
l'éclairement d'une cible sont à la base de méthodes de
mesure des grandeurs photométriques d'une part, et ils assurent d'autre
part, la transposition en signal
Mémoire de Master of Sciences en Physique @PANCHA Y.
Hertz
option Electronique, UY1
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électrique des informations dont la lumière peut
être le véhicule(figure 1.5.e).
~ Piézoélectricité :
L'application d'une force et plus généralement d'une contrainte
mécanique à certains matériaux dits
piézoélectriques, le quartz par exemple, entraîne une
déformation qui suscite l'apparition de charges électriques
égales et de signes contraires sur les faces opposées.
Application : mesure de forces ou de
grandeurs s'y ramenant (pression, accélération) à partir
de la tension que provoquent aux bornes d'un condensateur associé
à l'élément piézoélectrique les variations
de sa charge (figure 1.5.c).
~ Induction électromagnétique :
Lorsqu'un conducteur se déplace dans un champ d'induction fixe, il est
le siège d'une f.é.m. proportionnelle au flux coupé par
unité de temps, donc à sa vitesse de déplacement. De
même, lorsqu'un circuit fermé est soumis à un flux
d'induction variable du fait de son déplacement ou de celui de la source
de l'induction (aimant par exemple), la f.é.m. dont il est le
siège est égale (et de signe contraire) à la vitesse de
variation du flux d'induction.
Application : la mesure de la f.é.m.
d'induction permet de connaitre la vitesse du déplacement qui est
à son origine. (figure 1.5.d )
~ Effet Hall : Un matériau,
généralement semi-conducteur et sous forme de plaquette, est
parcouru par un courant I et soumis à une induction B
faisant un angle è avec le courant. Il apparaît,
dans une direction perpendiculaire à l'induction et au courant une
tension vH qui a pour expression
vH =
KH.I.B.sinè
Où KH dépend du
matériau et des dimensions de la plaquette.
Application : un aimant lié à
l'objet dont on veut connaître la position détermine les valeurs
de B et au niveau de la plaquette : la tension vH ,
qui par ce biais est fonction de la position de l'objet en assure donc une
traduction électrique (voir figure1.5.f).
Design du circuit de mesure
@PANCHA Y. Hertz
Mémoire de Master of Sciences en Physique option
Electronique, UY1
59
Vp
2
R22
RV2
6
U6
Q4
R15
C4
3
2
2
3
U7
C3
R18
R19
R21
C5
6
R2
SORTIE
R16
R17
6
-Vsy2
U5
Vsy2
R8
3
2
R9
Vp
2
R6
R7
RV1
Q3
R4
6
R5
R3
6
U2
U3
R14
R13
2
2
3
3
6
1
R12
U1
SIGNAL D'HORLOGE
3
Q2
3
2
6
Vsy1
1
U4
R1
Vp
3
2
-Vsy1
R11
3
Q1
ENTREE
60
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