Instrumentation et Capteurs - Chaîne d'Acquisition
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Questions and Answers

Quel est le rôle principal d'une chaîne d'acquisition ?

Recueillir des informations nécessaires à la connaissance et au contrôle d'un procédé.

Qu'est-ce qu'un mesurande dans le contexte d'une chaîne d'acquisition ?

L'objet de la mesure, généralement noté 'm'.

Quelles sont les fonctions assurées par une chaîne d'acquisition ? (Sélectionnez toutes les réponses correctes)

  • Contrôle de la température.
  • Corrections des erreurs. (correct)
  • Conversion numérique du signal. (correct)
  • Traitement analogique du signal. (correct)
  • Coordination des opérations précédentes. (correct)
  • Sélection du signal. (correct)
  • Extraction des grandeurs physiques/chimiques. (correct)
  • Stockage des données.
  • Que représente l'étendue de mesure dans une chaîne d'acquisition ?

    <p>La plage de valeurs minimale et maximale du mesurande que la chaîne est capable de mesurer.</p> Signup and view all the answers

    L'incertitude de mesure est un facteur qui affecte la précision d'une chaîne d'acquisition.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Que signifie l'erreur de précision dans le contexte d'une chaîne d'acquisition ?

    <p>L'erreur relative ramenée à l'étendue de mesure.</p> Signup and view all the answers

    La précision d'une chaîne d'acquisition est inversement proportionnelle à l'erreur de précision.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Qu'est-ce que la résolution dans le cadre d'une chaîne d'acquisition ?

    <p>Le nombre de valeurs distinctes que la chaîne d'acquisition peut différencier dans l'étendue de mesure.</p> Signup and view all the answers

    Expliquez le concept d'erreur de mobilité en relation avec la résolution d'une chaîne d'acquisition.

    <p>L'incertitude liée à la variation minimale perceptible du mesurande, rapportée à l'étendue de mesure.</p> Signup and view all the answers

    La résolution et l'erreur de mobilité sont des concepts inversés l'un de l'autre.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la signification de la rapidité dans le contexte d'une chaîne d'acquisition ?

    <p>La capacité d'un système à répondre rapidement aux variations temporelles du mesurande.</p> Signup and view all the answers

    Expliquez la notion de bande passante en relation avec la rapidité d'une chaîne d'acquisition.

    <p>La plage de fréquences que la chaîne d'acquisition peut traiter correctement sans dégradation du signal.</p> Signup and view all the answers

    Un temps de réponse court est un indicateur de rapidité élevée pour une chaîne d'acquisition.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Quel est le principe du théorème de Nyquist en relation avec l'échantillonnage d'un signal ?

    <p>Pour éviter la perte d'informations, la fréquence d'échantillonnage doit être au moins deux fois supérieure à la fréquence maximale du signal.</p> Signup and view all the answers

    Un signal qui est échantillonné à une fréquence inférieure à la fréquence de Nyquist peut subir un repliement spectral.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'avantage de filtrer un signal avant l'échantillonnage ?

    <p>D'éviter le repliement spectral et de garantir une meilleure qualité de l'échantillon.</p> Signup and view all the answers

    Le temps de scrutation d'une chaîne d'acquisition correspond au temps nécessaire pour acquérir un échantillon d'un seul canal.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    La fréquence d'échantillonnage est liée au temps de scrutation d'une chaîne d'acquisition.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Qu'est-ce que le budget des temps dans le contexte d'une chaîne d'acquisition ?

    <p>L'ensemble des contraintes temporelles liées à l'acquisition et au traitement des données.</p> Signup and view all the answers

    Quelles sont les deux principales stratégies pour gérer les grandeurs d'influence dans une chaîne d'acquisition ?

    <p>Minimiser leur influence et prendre en compte leur influence pour corriger les données.</p> Signup and view all the answers

    Donnez trois exemples de grandeurs d'influence qui peuvent affecter une chaîne d'acquisition.

    <p>Température, perturbations électromagnétiques, vibrations.</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Instrumentation et Capteurs - La Chaîne d'Acquisition

    • Rôle de la chaîne d'acquisition: Elle recueille les données nécessaires pour comprendre et contrôler un processus. Elle fournit ces données sous une forme exploitable.
    • Fonctionnement de la chaîne d'acquisition: La chaîne reçoit des données, les traite, les stocke et les affiche. Elle inclue des étapes de contrôle et de régulation avec des alarmes.
    • Rôle de la mesure: Assigner une valeur à une grandeur physique ou chimique.
    • Fonctions de la chaîne d'acquisition:
      • Extraction des données physiques/chimiques grâce à des capteurs et conditionnement de signal.
      • Traitement analogique du signal.
      • Sélection du signal.
      • Conversion numérique du signal.
      • Traitement et correction des signaux numériques.

    Structure de la chaîne d'acquisition

    • Composants de la chaîne (en ordre): Capteur, Conditionneur, Amplificateur, Filtre, Multiplexeur, Echantillonneur/Bloqueur, Convertisseur A/N et un Calculateur.

    Conditions imposées à la chaîne d'acquisition

    • Mesurande: L'objet de la mesure.

    • Conditions de l'application (cahier des charges): Étendue de mesure, précision, résolution et rapidité. Immunité aux facteurs externes

    • Étendue de mesure (E.M.): Définie par les valeurs minimale et maximale du mesurande à acquérir. Elle est une donnée clé pour le choix du capteur. E. M. = Mmax - Mmin

    • Précision: Manipulation appropriée des résultats avec une incertitude maximale, mise à l'écart des grandeurs étalons, une valeur vraie d'une grandeur physique ne peut être déterminée par la mesure. L'expérimentateur dispose d'une valeur numérique M et d'une estimation de l'incertitude (erreur) à prévoir (δM). Ceci permet une plage de valeur pour la valeur vraie (m) où M - δM ≤ m ≤ M + δM

    • Erreur de précision: L'erreur relative ramenée à l'étendue de mesure : Ep = δM / (Max - Min). La précision est plus élevée lorsque l'erreur de précision est faible.

    • Budget d'incertitudes: Estimation préalable de l'incertitude (δM) lors de la conception de la chaîne. Estimation a posteriori de l'incertitude (δM) avec distribution statistique des résultats de mesure.

    • Étalonnage: Calage précis des instruments pour assurer la justesse des mesures.

    • Résolution: Le nombre de valeurs distinctes évaluable du mesurande dans la plage de mesure. Dm est la variation minimale du mesurande donnant une variation mesurable. Si Dm est inférieure à Dmmin on a Dm = 0.

    • Résolution (de l'erreur de mobilité): Em = dMmin/ (Mmax - Mmin), sa valeur inverse est l'unité de la résolution.

    • Rapidité : Caractéristique de la capacité à réagir aux variations temporelles du mesurande; spécifiée par la bande passante BP ou par le temps de réponse. Le cahier des charges précise la fréquence haute Fh. Les composants doivent avoir des bandes passantes suffisantes pour un traitement efficace du signal sans atténuation ou déphasage excessif

    • Temps de scrutation (tsc): Durée nécessaire à l'acquisition complète d'une voie. Te = période d'échantillonnage. Te = 1/Fe ; Te/N

    • Repliement du signal: (a) Sans filtrage (b) Avec filtrage avant échantillonnage.

    • Échantillonnage ( Condition de Nyquist): Fe ≥ 2 × Fh

    Environnement de mesure

    • Grandeurs d'influence: Facteurs externes qui peuvent affecter les mesures (température, perturbations électromagnétiques, vibrations, humidité, rayonnements).
    • Strategies pour grandeurs d'influence: Minimiser leur influence (protection) et prendre en compte leur influence (correction).

    Bibliographie

    • Les étudiants sont invités à consulter les références spécifiques listées.

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    Quiz Team

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    Description

    Ce quiz explore le rôle et le fonctionnement de la chaîne d'acquisition dans la mesure de grandeurs physiques et chimiques. Il aborde les différentes étapes, y compris l'extraction, le traitement et la conversion des signaux. Testez vos connaissances sur les composants et les fonctions critiques de cette chaîne essentielle.

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