Chapitre 3. Notions sur les capteurs

L’objectif de ce chapitre est de présenter les principes physiques à la base des grandes classes de capteurs, et d’aborder la notion de numérisation du signal.
Un capteur est un dispositif (actif ou passif) qui transcrit une grandeur physique d’entrée (le mesurande) en une autre grandeur souvent électrique (voir la figure 3.1). La réponse du capteur peut être linéaire ou non linéaire selon les cas. Un capteur peut-être constitué de plusieurs éléments : un corps d’épreuve au contact du mesurande et qui génère une quantité intermédiaire (mécanique ou électrique le plus souvent) à partir du mesurande, grandeur qui est ensuite traduite en grandeur électrique par un deuxième élément, le transducteur, voir la figure 3.2.Un capteur passif a besoin d’une source extérieure d’énergie pour fonctionner (alimentation). Un tel capteur est en général résistif, capacitif ou inductif (variation de R, C ou L) : citons les photorésistances, thermistances, jauges de contraintes, etc. En général, un capteur passif renvoie une variation d’impédance en sortie, ce qui nécessite un conditionnement alimenté pour en permettre la mesure. On utilise couramment le pont de Wheatstone (jauges de contrainte par exemple), un montage amplificateur inverseur ou bien un montage potentiométrique (pont diviseur).
Un capteur actif peut effectuer directement la transformation du signal d’entrée en grandeur électrique. En général ces capteurs sont basés sur des effets physiques de type Hall, Seebeck ou piézoélectrique et ont un comportement générateur (de charge, de courant ou de tension)…