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Master MatériauxUE UE 2.7c Instrumentation et capteurs

Contenu

A. CAPTEURS : PRINCIPES FONDAMENTAUX

1. Définitions

2. Classification des capteurs a. Capteurs actifs b. Capteurs passifs

3. Caractéristiques métrologiques intrinsèques des capteurs

4. Exemple de conditionneurs

5. Généralités sur la conversion analogique-numérique

B. EXEMPLES DE CAPTEURS

1. Capteurs de température : la sonde thermocouple

2. Capteurs à effet photoélectrique a. La Photodiode b. Le détecteur quatre-quadrants

C. INSTRUMENTATION

1. La détection synchrone

2. Le régulateur Proportionnel / Intégral / Différentiel (PID)

Projets bibliographiques avec exposés des étudiants sur des thèmes choisis dans les domaines :

Contrôle de l'environnement : vide / pression, refroidissement / chauffage

Capteurs : P, T°, déplacement, etc...

Lasers, diodes laser

Déplacement : moteurs, piézos

Imagerie

INTERFAÇAGE (6h TP + 16h mini-projets) : Laurent Nony

Cours :

Présentation de LabVIEW (présentation générale, fonctionnalités, principes de base...) dans le but de maîtriser les fonctionnalités de bases nécessaires à l’interfaçage d’instruments dans le cadre des mini-projets

TPs sous forme de mini-projets :

Mise en oeuvre des différentes étapes associées à l'interfaçage instrumental avec LabVIEW (acquisition des données, conditionnement et traitement du signal, analyse et visualisation des résultats)

Exemples de mini-projets :

Modèle simplifié de thermostat : régulation PID

Prototype d’un microscope à force atomique en détection optique : application à la mesure du module d’Young d’un cantilever

Mesure de la réponse spectrale d’une photodiode

Mesure de la constante de Boltzmann et du gap d’un semi-conducteur dans un transistor NPN

Mesure de la photoluminescence dans GaAs

Compétences visées

  • Être capable de concevoir ou d'analyser une chaîne de mesure, du choix du capteur à l'acquisition du signal, à son traitement pour en extraire les grandeurs caractéristiques ainsi qu'à éventuellement sa visualisation et son suivi.

Cela implique en particulier de :

  • Connaître les différents types de capteurs et leurs principes physiques afin d'être capable de choisir un capteur adapté à l'application souhaitée en fonction de ses caractéristiques et de son domaine d'utilisation.
  • Connaître les techniques de contrôle de l'environnement expérimental : vide ou atmosphères gazeuses, thermalisation (four, cryogénie), déplacements, illuminations...
  • Connaître les bases fondamentales nécessaires à la compréhension et à l’utilisation opérationnelle des concepts et des outils de la théorie et du traitement du signal
  • Savoir analyser le type d’interfaçage à réaliser pour un dispositif (type de liaison : analogique ou digitale, mono-ou bidirectionnelle, fréquence d’acquisition...), afin de mettre en place un code d’instrumentation virtuelle adéquat pour l’interfaçage ainsi que pour le traitement des données durant l’acquisition.
  • Maîtriser les bases de LabView.

Langue utilisée

Langue principale utilisée par cet enseignement : Français.

Volume des enseignements

  • Cours magistraux : 8 heures
  • Travaux pratiques : 22 heures

LES FORMATIONS QUI UTILISENT CET ENSEIGNEMENT