2.4.2. Les principes de fonctionnement des capteurs passif
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Le capteur passif est une impédance dans l'un de ces
paramètres déterminants est sensible au mesurande. Dans
l'expression littérale d'une impédance sont présents des
termes liés :
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D'une part à sa géométrie et ses
dimensions. D'autres part aux propriétés électriques des
matériaux : résistivité , perméabilité
magnétique , constante diélectrique .
? La variation d'impédance peut donc être due
à l'action de mesurande :
? Soit sur les caractéristiques
géométriques ou dimensionnelles.
? Soit sur les propriétés électriques des
matériaux.
? Soit plus rarement sur les deux simultanément.
? La Variation des paramètres
géométriques ou dimensionnels :
? Si le capteur contient un élément mobile :
chaque position de l'élément mobile correspond une valeur de
l'impédance et la mesure de celle-ci permet de connaitre la position
(c'est le principe de grand nombre de capteurs de position ou de
déplacement : potentiomètre, inductance à noyau mobile,
condensateur à armature mobile).
? Si le capteur contient un élément
déformable : la déformation résulte de forces ou de
grandeurs s'y ramenant (pression, accélération) applique soit
directement soit indirectement au capteur : armature d'un condensateur soumise
à une pression différentielle jauge d'extensomètre
liée rigidement à une structure soumise à contrainte. La
modification d'impédance qu'entraine la déformation du capteur
est liée aux efforts auxquels celui-ci ou la structure
intermédiaire se trouve soumis et elle en assure une traduction
électrique.
Les propriétés électrique des
matériaux, selon la nature des ces derniers, peuvent être
sensibles à des grandeurs physiques variées : température,
éclairement, pression, humidité... Si l'une de ces grandeurs est
susceptible d'évolution, toutes les autres étant maintenues
constantes il s'établit une correspondance univoque entre la valeur de
cette grandeur et celle de l'impédance du capteur.
Le tableau suivant est un aperçu des divers mesurande
susceptibles de modifier les propriétés électriques de
matériaux.
Tableau 2.2 L'influence des mesurande sur les
propriétés électriques de matériaux.
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Mesurande
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Caractéristique électrique
sensible
|
Types de matériaux utilisés
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Température
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Résistivité
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Métaux, platine, nickel,
cuivre, semi-conducteurs
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Très basse température
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Constante diélectrique
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Verres
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Flux de rayonnement optique
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Résistivité
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Semi-conducteurs
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Déformation
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Résistivité
Perméabilité magnétique
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Alliage de nickel, silicium
dopé
Alliages ferromagnétiques
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Position (aimant)
|
Résistivité
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Matériaux
magnétorésistances :
bismuth, antimoniure
d'indium
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Humidité
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Résistivité
Constante diélectrique
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Chlorure de lithium Alumine, polymères
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Niveau
|
Constante diélectrique
|
Liquides isolants
|
Remarque : l'impédance d'un capteur passif et ses
variations ne sont pas mesurable qu'en intégrant le capteur dans un
circuit électrique, par ailleurs alimenté et qui est son
conditionneur.
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