Instrumentation and sensors

Enseignants

Bol David coordinateur; Francis Laurent;

Langue
d'enseignement

Anglais

Préalables

Les étudiants doivent maîtriser les compétences suivantes: représentation des signaux, en temps continu et en temps discret dans les domaines temporel et en fréquentiel, représentations mathématique des systèmes (fonction de transfert, réponse impulsionnelle, filtrage), principes et propriétes des transformées de Fourier, Laplace et en z, analyse des circuits électriques utilisant des éléments passifs (R, L, C) en régimes continus, transitoires et alternatifs, compréhension du fonctionnement général des amplificateurs opérationnels, diodes et transistors ainsi que de leurs montages électroniques élémentaires, tels que vu dans les cours LFSAB1106, LELEC1370 et LELEC1530

Thèmes abordés

Notre monde est de plus en plus numérique de par l'omniprésence des systèmes informatiques et électroniques dans l'industrie, les transports, les soins de santé et la vie quotidienne. Une part importante des applications numériques requiert l'acquisition continue de grandeurs du monde physique. Dans ce cours, nous étudions les chaînes d'instrumentation et les capteurs capables d'opérer cette acquisition de grandeurs physiques pour les traduire en signaux électriques analogiques puis en données numériques.
Dans le cours, nous abordons les types de capteurs utilisés pour la transduction de grandeurs physiques de différents types (spatiales, mécaniques, acoustiques, optiques, bio/chimiques, ...) ainsi que les circuits électroniques associés au conditionnement et à la transmission des mesures, tout en mettant en lumière les facteurs de qualité de la mesure et les sources d'erreurs tout au long de la chaîne.

Acquis
d'apprentissage

A la fin de cette unité d’enseignement, l’étudiant est capable de :
1	Eu égard au référentiel AA du programme « Master ingénieur civil électriciens», ce cours contribue au développement, à l'acquisition et à l'évaluation des acquis d'apprentissage suivants : AA1.1, AA1.2, AA1.3 AA2.1, AA2.2 AA3.1, AA3.3 AA4.1, AA4.2, AA4.3, AA4.4 AA5.3, AA5.4, AA5.5 À l'issue de ce cours, l'étudiant sera en mesure de : Décrire le fonctionnement de différentes classes de capteurs Choisir des capteurs en fonction d'une application donnée Dimensionner, réaliser et caractériser une chaîne d'instrumentation complète Comprendre et utiliser des datasheets Présenter par écrit les résultats d'un projet de groupe

La contribution de cette UE au développement et à la maîtrise des compétences et acquis du (des) programme(s) est accessible à la fin de cette fiche, dans la partie « Programmes/formations proposant cette unité d’enseignement (UE) ».

Contenu

Le cours étudie les concepts clés de base des systèmes de capteurs et de leur instrumentation.

• La métrologie fondamentale et les méthodes de caractérisation des capteurs
• Les principes de transduction gouvernant la conversion des grandeurs physiques primaires en grandeurs électriques.
• Le conditionnement analogique des signaux (interface de capteurs, amplificateurs d'instrumentation, ponts de mesure, filtres, ...).
• L'acquisition de données
• Le traitement digital des signaux (réduction du bruit) et des données (extraction de features, détection d'évènnements, classification)
• Certaines applications fréquentes dans le domaine industriel, seront abordées : mesures de déplacement, vitesse, force, accélération, pression, température, lumière, accoustique.

Méthodes d'enseignement

Le cours combine des cours ex-cathedra pour présenter les concepts importants et un apprentissage par problèmes basé sur un projet en groupe.

Modes d'évaluation
des acquis des étudiants

• Travaux en groupe sur le projet durant le quadrimestre.
• Examen individuel écrit.

Ressources
en ligne

Moodle
http://moodleucl.uclouvain.be/course/view.php?id=3733

Bibliographie

• Transparents des cours, chapitres du livre de référence, disponibles sur Moodle

Livre de référence disponible à la BST : J. Fraden, Handbook of Modern Sensors: Physics, Designs, and Applications. 4th ed. Springer, 2010. ISBN: 9781441964656.
 

Support de cours

• Transparents des cours, chapitres du livre de référence, disponibles sur Moodle

Faculté ou entité
en charge

ELEC