S4 — Capteurs et chaînes de mesure
Capteurs actifs/passifs, conditionneurs, CAN/CNA, boucle de régulation, schéma fonctionnel.
Notions clés
Galerie complète →Objectifs
- Identifier les éléments d'une chaîne de mesure (capteur, conditionneur, CAN, traitement)
- Lire les caractéristiques statique et dynamique d'un capteur
- Établir le schéma fonctionnel d'une boucle de régulation PID
Prérequis
- Bases électricité
- Notions de signal
Capteurs
Passifs (thermistance Pt100, NTC) → variation R. Actifs (thermocouple, pyrométrique) → tension. Sortie 4-20 mA standard pour transmettre sans perte.
Conditionneur
Mise en forme du signal (pont de Wheatstone, ampli d'instrumentation), filtrage, conversion R/V ou V/I.
Conversion CAN
Échantillonnage (Shannon : fe ≥ 2·fmax), résolution (8 à 24 bits), quantification, temps de conversion.
Boucle de régulation
Consigne → comparateur → correcteur (P, PI, PID) → actionneur → procédé → mesure → retour. Grandeurs réglée / réglante / perturbatrice.
Stabilité
Marge de gain, marge de phase. Réglage Ziegler-Nichols pour démarrer un PID.
Synthèse à retenir
La régulation pilote toute installation FED. Un mauvais capteur ou un mauvais conditionnement biaise la mesure et déstabilise la boucle : la qualité de la mesure conditionne la qualité du confort.