Capteurs
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
- MEMS Mechanical Sensors / Beeby
- Sensors and actuators / De Silva
- Sensors, Actuators and Their Interfaces / Ida
- Modern Sensors Handbook / Ripka
- Sensor Technology Handbook / Wilson
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.
Dans les plans d'études
- Semestre: Printemps
- Forme de l'examen: Ecrit (session d'été)
- Matière examinée: Capteurs
- Cours: 5 Heure(s) hebdo x 14 semaines
- Type: obligatoire
- Semestre: Printemps
- Forme de l'examen: Ecrit (session d'été)
- Matière examinée: Capteurs
- Cours: 5 Heure(s) hebdo x 14 semaines
- Type: optionnel
- Semestre: Printemps
- Forme de l'examen: Ecrit (session d'été)
- Matière examinée: Capteurs
- Cours: 5 Heure(s) hebdo x 14 semaines
- Type: optionnel
- Semestre: Printemps
- Forme de l'examen: Ecrit (session d'été)
- Matière examinée: Capteurs
- Cours: 5 Heure(s) hebdo x 14 semaines
- Type: obligatoire