STG-PHYS-08-Instrumentation
- ue-mec-stm-gm-08
- Génie Mécanique
Semestre : 6
Responsable(s) du contenu pédagogique
- Thierry ENGEL
- Philippe GERARD
- Manuel FLURY
| Total coefficients : 2 |
| Total heures : 30 (12 cours, 9 TD, 9 TP) |
| Total heures travail personnel : 30 |
Prérequis
Intégrale, dérivée
Equations différentielles et résolution en complexe ou par Laplace
Bases de l'électronique analogique (loi des mailles, pont diviseur, amplificateur opérationnel),
Objectif
Être capable de mettre en oeuvre une chaîne d'instrumentation, depuis le phénomène physique à appréhender jusqu'au traitement des données permettant de prendre une décision
Programme
- Sources de signaux et leur classification (déterministes - aléatoires)
- Couplage source-capteur
- Capteurs : caractéristiques principales des capteurs, effets physiques utilisés pour la réalisation de capteurs, capteurs de mouvement : jauges de contraintes, capteurs de force, vitesse, déplacement : accéléromètres, capteurs de température : thermocouples.
- Conditionnement des signaux : amplification, adaptation d'impédance : capteur source de tension, courant ou charge, amplificateur différentiel, amplificateur d'instrumentation.
- Acquisition des signaux : échantillonnage des signaux, convertisseur numérique- analogique, conversion analogique-numérique : flash, à rampe ou à approximations successives.
- Traitement des signaux ou données
- opérateurs de traitement: opérateurs mathématiques définis de -∞ à +∞
- valeurs moyenne, efficace
- énergie et puissance moyenne finie
- transformée de Fourier discrète & applications (auto-corrélation, inter-corrélation, filtrage numérique, ?)
Contraintes pédagogiques - Méthodes pédagogiques
- Sources de signaux et leur classification (déterministes - aléatoires)
- Couplage source-capteur
- Capteurs : caractéristiques principales des capteurs, effets physiques utilisés pour la réalisation de capteurs, capteurs de mouvement : jauges de contraintes, capteurs de force, vitesse, déplacement : accéléromètres, capteurs de température : thermocouples.
- Conditionnement des signaux : amplification, adaptation d'impédance : capteur source de tension, courant ou charge, amplificateur différentiel, amplificateur d'instrumentation.
- Acquisition des signaux : échantillonnage des signaux, convertisseur numérique- analogique, conversion analogique-numérique : flash, à rampe ou à approximations successives.
- Traitement des signaux ou données
- opérateurs de traitement: opérateurs mathématiques définis de -∞ à +∞
- valeurs moyenne, efficace
- énergie et puissance moyenne finie
- transformée de Fourier discrète & applications (auto-corrélation, inter-corrélation, filtrage numérique, ?)
Contraintes pédagogiques - Moyens spécifiques
Les TP se déroulent en salle L1.24 (labo de Physique) sur des maquettes réunissant tous les éléments d'une chaîne d'instrumentation.
Il faudra faire le choix d'un seul TP parmi 8, décliné sous l'aspect signal et capteur (1ère séance), conditionneur et conversion (2ème séance), et pilotage et traitement (3ème séance).
Les logiciels utilisés sont Igor Pro, SignalExpress, Arduino, MuSTIG
Mode d'évaluation
Travaux Pratiques (50%)
Préparations des TDs (Bonus/Malus)
Examen (50%)
Bibliographie
Capteurs & Mesure :
Les capteurs en instrumentation industrielle, Georges Asch, DUNOD 1983.
Measurement systems -application & design- , E.O. Doebelin, McGraw-Hill 1983 (3rd edition).
IC OP-AMP Cookbook, W.G. Jung, Howard & Co 1980 2nd edition.
Electronique pratique, J-M Fouchet, A. Perez-Mas, DUNOD 1986
Acquisition sur PC :
Experimental methods for engineers, J.P.Holmann, McGraw-Hill 1978 (3rd edition).
The Handbook of PC Instrumentation, BURR-BROWN, 1987
Mesure & contrôle sur PC - guide pratique de l'utilisateur au laboratoire et dans l'industrie-, M. Gouet, Masson 1993.
Interfaces PC - montages pratiques d'entrée/sorties pour PC, Patrice OGUIC, ETSF 1993
Traitement de signal :
Méthodes et techniques de traitement du signal et applications aux mesures physiques (tome 1), J. Max, MASSON 1972 (3e édition).
Théorie et traitement des signaux, F. de Coulon, DUNOD 1984
Méthodes et techniques de traitement du signal et applications aux mesures physiques (tome 2), J. Max, MASSON 1987 (4e édition).
Analyse de Fourier & applications (filtrage, calcul numérique et ondelettes), G. Gasquet, P. Witomski, MASSON 1990
Traitement du signal (concepts & applications), P. Duvaut, HERMES 91
Théorie du signal (signal - informations - fluctuations), Ph. Réfrégier, MASSON 1993