Sensors

MICRO-330 / 5 credits

Teacher(s): Boero Giovanni, Shea Herbert

Language: French

Résumé

Principes physiques et électronique utilisés dans les capteurs. Applications des capteurs.

Contenu

Mesure: Caractéristiques de capteurs (statiques et dynamiques), structures de mesure (differentielle, en boucle fermee, ..), bruit, blindage, modulation/demodulation synchrone.

Capteurs capacitifs: Concept de capacité, montages et circuits de mesure, capteurs: pression, humidité, proximité, acceleration, son (microphone). Ecran tactile.

Capteurs inductifs: Concept de inductance, proximité Foucault, réluctance variable, LVDT, microphone electrodynamique, fil Wiegand, Tags (RF, magnetiques, ..)

Capteurs magnétiques: Champ magnetique (valuers, generation, mesure), magnétorésistance (AMR, GMR), capteur Hall, fluxgate, SQUID.

Capteurs optiques: Interaction photon-matiere, photoconducteurs, photodiodes, PMTs, velocimetrie Doppler, magnetometre Faraday, gyrometre Sagnac, pyrometre.

Capteurs mécaniques: Jauges de contrainte, piézorésistances. Applications: force, pression.

Capteurs thermiques: Résistance, thermocouples, semiconducteurs, thermopile. Applications: température, rayonnement IR, anémométrie, débit.

Capteurs piézoélectriques: Matériaux, effet piézoélectrique, conditionneurs de signal. Applications: accélération, microphone, capteurs pyroélectriques.

Capteurs résonnants: Principe, interfaçage, oscillateurs à quartz. Applications: force, pression, température, micro-balances, gyroscopes, débit.

Capteurs chimiques: Catalytiques, conductance, électrochimiques.

Mots-clés

Capteurs

Compétences requises

Cours prérequis obligatoires

Physique générale: mécanique

Physique générale: electromagnetisme

 

Acquis de formation

A la fin de ce cours l'étudiant doit être capable de:

  • Expliquer l'origine physique des sources de bruit
  • Expliquer les principes physiques utlilès dans le capteurs
  • Expliquer les méthodes possibles pour limiter les effets des sources de bruit sur l'intégrité du signal
  • Esquisser et expliquer l'électronique "front-end" des capteurs
  • Expliquer les concepts de sensibilité, de résolution, d'exactitude, de linéarité, d'hystérésis et de répétabilité.

Méthode d'enseignement

Exposé oral + discussions

Travail attendu

Partecipation au cours

Méthode d'évaluation

Examen ecrit.

Encadrement

Office hours Oui
Assistants Non
Forum électronique Oui

Ressources

Bibliographie

C. W. Da Silva, "Sensors and actuators"

N. Ida, "Sensors, Actuators and Their Interfaces"

S. Beeby, "MEMS Mechanical Sensors"

J. Fraden, "Handbook of Modern Sensors"

J. Wilson, "Sensors Technology Handbook"

P. Ripka, "Modern Sensors Handbook"

 

Ressources en bibliothèque

Polycopiés

Slides du cours, G. Boero et H. Shea (https://moodle.epfl.ch/course/MICRO-330)

Liens Moodle

Préparation pour

Master microtechnique et Master robotique.

Intéressant aussi pour Master en génie électrique, Master en génie mécanique, Master en sciences de la vie, Master en physique, Master en chimie.

In the programs

  • Semester: Spring
  • Exam form: Written (summer session)
  • Subject examined: Sensors
  • Lecture: 5 Hour(s) per week x 14 weeks
  • Type: mandatory
  • Semester: Spring
  • Exam form: Written (summer session)
  • Subject examined: Sensors
  • Lecture: 5 Hour(s) per week x 14 weeks
  • Type: optional
  • Semester: Spring
  • Exam form: Written (summer session)
  • Subject examined: Sensors
  • Lecture: 5 Hour(s) per week x 14 weeks
  • Type: optional
  • Semester: Spring
  • Exam form: Written (summer session)
  • Subject examined: Sensors
  • Lecture: 5 Hour(s) per week x 14 weeks
  • Type: mandatory

Reference week

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