Les capteurs contiennent généralement un élément qui réagit à un effet physique et un système électronique qui convertit le signal de l'élément en un signal électrique qui peut être traité par un système électronique. Un thermomètre est un exemple de capteur simple.
Les capteurs sont fabriqués à l'aide d'une vaste gamme de techniques ; généralement, les capteurs à semi-conducteurs sont développés par des méthodes de formation de semi-conducteurs . Habituellement, les capteurs sont fabriqués à l'aide d'un procédé d'alimentation en feuilles et chaque substrat est fabriqué étape par étape selon un procédé rouleau à rouleau [3].
Un capteur est constitué de trois composants principaux :
Comment expliquer le fonctionnement d'un capteur ? Le capteur à ultrasons utilise un émetteur ultrason qui envoie un son inaudible à l'humain. Lorsqu'un objet est détecté, le son « rebondit » sur l'objet, le récepteur reçoit le signal sonore dans un temps donné et le capteur détermine la distance.
Quels sont les différents types de capteurs ?
Voici les huit principaux capteurs de la voiture : capteur de débit d’air, capteur de température d’air d’admission, capteur de position du papillon des gaz, capteur de température d’eau, capteur de position d’arbre à cames, capteur de position de vilebrequin, capteur de cliquetis et capteur d’oxygène .
Un capteur détecte une grandeur physique, la mesure et la transforme en un signal qui est soit analogique, soit numérique. Un signal analogique prend une infinité de valeurs, qui varie de manière continue dans le temps. Un signal numérique prend deux valeurs : 0 ou 1.
Les capteurs photoélectriques détectent les interruptions ou les réflexions de la lumière . Les capteurs de proximité (inductifs ou capacitifs) sont sensibles aux objets proches sans contact physique. Les capteurs ultrasoniques émettent un son et enregistrent le temps de retour de l'écho, permettant ainsi d'évaluer la distance ou l'absence d'un objet.
Un capteur est un dispositif permettant d'interpréter l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur exploitable, telle qu'une tension électrique, une hauteur de mercure, un courant électrique ou la déviation d'une aiguille.
Warren Johnson a inventé le premier capteur moderne, un thermostat électrique, en 1883. Samuel Bagno a ensuite inventé le premier détecteur de mouvement au début des années 1950 pour une utilisation dans les systèmes d'alarme, utilisant des fréquences ultrasoniques et l'effet Doppler.
Capteurs inductifs et capacitifs
Le capteur de proximité inductif est équipé d' un oscillateur dont les enroulements comportent une surface de détection . Ces enroulements génèrent un champ magnétique alternatif permettant de détecter les objets métalliques présents dans ce champ.
La sensibilité d'un capteur est une grandeur qui donne la valeur de la grandeur de sortie en fonction du mesurande.
Aucune voiture ne roule sans capteurs automobiles. On les trouve dans le moteur, dans les airbags et sur les roues. Les capteurs sont importants pour détecter l'environnement autour du véhicule et pour les fonctions de conduite et de stationnement automatisées. Radar, ultrasons, caméra et à l'avenir également lidar.
Le capteur est généralement composé de quatre parties : un élément sensible, un élément de conversion, un circuit de conversion et une alimentation auxiliaire .
Il y a trois familles de capteurs : les capteurs analogiques, les détecteurs et les capteurs numériques. Le signal produit est différent selon le type de capteur utilisé : signal analogique, signal logique ou signal logique codé.
Test du capteur :
Le test consiste à vérifier la résistance interne du capteur, pour savoir si celui-ci est en bon état ou défectueux. Pour cela, réglez votre multimètre en mode ohmmètre et sélectionnez une plage de mesure adaptée, généralement entre 1 000 et 10 000 ohms (1 kΩ à 10 kΩ).
Si le signal est irrégulier, faible ou absent, cela indique un problème avec le capteur. Si vous utilisez un multimètre, réglez-le en mode fréquence ou tension alternative. Vous devriez détecter un signal oscillant lorsque le moteur tourne. L'absence de signal ou un signal trop faible indique un capteur défectueux.
Réponse : Les capteurs fournissent des données, mais les détecteurs utilisent ces données pour déclencher des actions . Objectif : Les capteurs mesurent et collectent des données ; les détecteurs déterminent la présence d’une condition (comme une fuite de gaz) et réagissent en conséquence. Exemple de détection de fuite de GPL : Capteur de gaz : Mesure la concentration de GPL mais n’intervient pas directement.
- Résolution : Plus petite variation de grandeur mesurable par le capteur. - Sensibilité : Variation du signal de sortie par rapport à la variation du signal d'entrée. - Précision : Aptitude du capteur à donner une mesure proche de la valeur vraie.
Les capteurs fonctionnent selon différents principes physiques en fonction du type d'entrée et de l'application requise. Voici quelques principes de détection clés : Mécaniques : Les capteurs utilisant la déflexion, la contrainte, les jauges de contrainte et les variations de fréquence ou de résistance des matériaux détectent des grandeurs mécaniques .
Un capteur mesure une valeur spécifique dans l'environnement et la convertit en un signal électronique utilisable pour la surveillance, le contrôle ou l'automatisation . Exemples : détection de la présence d'objets, mesure des températures dans les processus critiques.
Principe de fonctionnement du capteur
Le fonctionnement d'un capteur commence par le récepteur, qui détecte des signaux physiques tels que la température, la lumière ou le mouvement. Ces signaux sont ensuite transmis à l'étage de transduction, où ils sont convertis en une autre forme d'énergie, généralement un signal électrique.
Les signaux peuvent prendre différentes formes : sonore, lumineux, radio, électrique. Les signaux radio et électriques sont utilisés le plus souvent pour les communications à longues distances et rapides.
Un capteur PNP a ainsi un signal qui "devient positif" lorsque le capteur a besoin de signaler un état actif (ON). Un capteur NPN a un signal qui "devient négatif" lorsqu'il est actif (ON).
Le signal du capteur correspond aux variations de la tension de sortie dues à la charge ou à la pression, générées par un transducteur résistif (capteur) et correspondant à un élément de détection individuel . Ce signal peut parfois être extrêmement faible, même en présence de bruit (signal indésirable).