Capteurs

1. Définitions

Un capteur (ou " transducteur " ) est un dispositif qui transforme, de manière bi-univoque, une grandeur à mesurer (position, température, pression, champ magnétique, éclairement, pH... ) en une grandeur électrique (tension, intensité, résistance...) .

On distingue :

• les capteurs actifs qui prélèvent une partie de l'énergie de la grandeur à mesurer
  ( ex.: thermocouples, ... )
  

• les capteurs passifs qui ne fournissent aucun signal électrique et qui nécessitent une alimentation externe ( ex.: thermistances, jauges, ... )

  Un capteur se compose généralement de deux parties :

  • un corps d'épreuve, soumis à la grandeur à mesurer et qui la transforme en une autre grandeur à laquelle le détecteur est sensible (ex.: les pressions, les forces, les couples... sont en général appliqués à un corps élastique tel que membrane, soufflet... qu'ils déforment )
  • un détecteur qui transforme en grandeur électrique variable (résistance, inductance, capacité, tension... ) l'information donnée par le corps d'épreuve.

2. Exemples

Montrer différents capteurs utilisés en SPC et en SVT :
 

• matériel Jeulin (pour ESAO) : 
  • température,
  • pression,
  • lumière,
  • détecteur (chrono),
  • vitesse (chronociné),
  • pH,
  • pression artérielle,
  • électrocardiogramme,
  • sonde à O₂ ,
  • sonde à CO₂ ,
  • etc...
     
• matériel Vernier (pour CBL) :
  • température,
  • lumière,
  • déplacement (ultrasons),
  • force,
  • accélération,
  • conductivité,
  • pression,
  • etc...

3. Applications

Chaque groupe dispose d'un matériel et d'un sujet adapté à un type de capteur particulier : luxmètre (2), colorimètre, thermomètre, pH-mètre(2), pressiomètre (2). Les élèves sont invités à jouer le rôle de chercheurs (aux moyens limités) et à essayer de découvrir quelques lois physiques...

Les consignes suivantes sont communes aux différents groupes :

• comprendre le rôle du capteur utilisé (pour pouvoir ensuite l'expliquer aux autres groupes) et connaitre ses limites d'utilisation ;
• utiliser ce capteur pour répondre à la question posée : établir un protocole, réaliser le montage expérimental, effectuer des mesures et les traiter à l'aide dun logiciel approprié ;
• présenter la manipulation et les résultats obtenus aux autres groupes.

Prévoir 1h30 à 2h pour la partie expérimentale, et 30 à 45 minutes pour les différents exposés...