Sensors
Résumé
Comprendre les principes physiques utilisés dans les capteurs. Vue générale des différents principes de transduction et de l'électronique associée. Montrer des exemples d'application.
Contenu
Mesure: caractéristiques de capteurs (statiques et dynamiques), structures de mesure (differentielle, en boucle fermee, ..), bruit, blindage, amplification synchrone.
Capteurs capacitifs: concept de capacité, montages et circuits de mesure, capteurs: pression, humidité, proximité, acceleration, son (microphone). Ecran tactile.
Capteurs inductifs: concept de inductance, proximité Foucault, réluctance variable, LVDT, microphone electrodynamique, fil Wiegand, Tags (RF, magnetiques, ..)
Capteurs magnétiques: champ magnetique (valuers, generation, mesure), magnétorésistance (AMR, GMR), magnetometre Hall, fluxgate, SQUID.
Capteurs optiques: interaction photon-matiere, photoconducteurs, photodiodes, PMTs, velocimetrie Doppler, magnetometre Faraday, gyrometre Sagnac, pyrometre.
Capteurs mécaniques: jauges de contrainte, piézorésistances. Applications: force, pression.
Capteurs thermiques: résistance, thermocouples, semiconducteurs, thermopile. Applications: température, rayonnement IR, anémométrie, débit.
Capteurs piézoélectriques: Matériaux, effet piézoélectrique, conditionneurs de signal. Applications: accélération, microphone, capteurs pyroélectriques.
Capteurs résonnants: Principe, interfaçage, oscillateurs à quartz. Applications: force, pression, température, micro-balances, gyroscopes, débit.
Capteurs chimiques: catalytiques, conductance, électrochimiques.
Mots-clés
Capteurs
Compétences requises
Cours prérequis obligatoires
Physique générale III
Cours prérequis indicatifs
Blocs 1 et 2
Acquis de formation
A la fin de ce cours l'étudiant doit être capable de:
- Expliquer les principes physiques utlilès dans le capteurs
- Esquisser et expliquer l'électronique "front-end" des capteurs
- Expliquer l'origine physique des sources de bruit
- Expliquer les méthodes possibles pour limiter les effets des sources de bruit sur l'intégrité du signal
- Expliquer les concepts de sensibilité, de résolution, d'exactitude, de linéarité, d'hystérésis et de répétabilité.
Méthode d'enseignement
Exposé oral + discussions
Travail attendu
Partecipation au cours
Méthode d'évaluation
Examen ecrit.
Ressources
Bibliographie
C. W. Da Silva, "Sensors and actuators"
N. Ida, "Sensors, Actuators and Their Interfaces"
S. Beeby, "MEMS Mechanical Sensors"
J. Fraden, "Handbook of Modern Sensors"
J. Wilson, "Sensors Technology Handbook"
P. Ripka, "Modern Sensors Handbook"
Ressources en bibliothèque
Polycopiés
Slides du cours, G. Boero et H. Shea (https://moodle.epfl.ch/course/MICRO-330)
Liens Moodle
Préparation pour
Master microtechnique
In the programs
- Semester: Spring
- Exam form: Written (summer session)
- Subject examined: Sensors
- Lecture: 5 Hour(s) per week x 14 weeks
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Reference week
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Légendes:
Lecture
Exercise, TP
Project, other