Thermomètre électronique, détecteur de fumée, éclairage automatique : tout commence par un capteur.
www.ndolomath.comFiche de révision de Physique : « Les capteurs », proposée par ndolomath.comndolomath
Les capteurs
💡 Idée principale : un capteur transforme une grandeur physique (température, lumière, pression) en une grandeur électrique mesurable, le plus souvent une tension ou une résistance.
Étapes résumées
Grandeur d’entrée : physique ; grandeur de sortie : électrique.
On étalonne un capteur avec une courbe d’étalonnage.
Principe
1
Grandeur physique
Température, éclairement, force…
2
Capteur
Il réagit à cette grandeur.
3
Signal électrique
Variation de résistance ou de tension.
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Quelques capteurs
Thermistance
Sa résistance varie avec la température (CTN : diminue quand θ augmente).
Photorésistance
Sa résistance diminue quand l’éclairement augmente.
Jauge de contrainte
Mesure une déformation, une force.
Microphone
Transforme un son en tension.
1. Comprendre ce que fait un capteur
Un capteur traduit une grandeur physique (température, lumière, pression) en grandeur électrique facile à mesurer : une résistance, une tension ou un courant. Par exemple, la résistance d’une thermistance CTN diminue quand la température augmente ; celle d’une photorésistance (LDR) diminue quand l’éclairement augmente.
Exploitation
2. Courbe d’étalonnage
On mesure R pour des températures connues.
La courbe permet ensuite de lire θ à partir de R.
Une CTN donne une courbe décroissante.
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3. Montage diviseur de tension
Le capteur est placé dans un pont diviseur : sa variation de résistance devient une variation de tension facile à mesurer ou à traiter.
Exploiter un capteur
Exercice type
Énoncé
Une LDR est placée en série avec sous . La nuit, ; le jour, . Tension aux bornes de R dans chaque cas ?
Solution
Diviseur de tension : . Nuit : . Jour : . Cette différence peut commander un éclairage automatique.
LDR
Lampadaires automatiques.
Thermistance
Thermomètres, fers à repasser.
Jauge de contrainte
Balances électroniques.
Détecteur de fumée
Sécurité des bâtiments.
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À toi de jouer
1. Que devient la résistance d’une LDR à la lumière ?
2. Que signifie CTN ?
3. Quelle est la grandeur de sortie d’un capteur ?
Réponses : elle diminue · coefficient de température négatif · électrique. Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.
Erreurs fréquentes
Un capteur ne mesure rien seul : il faut un circuit de mesure.
CTN et CTP varient en sens contraires.
Sans étalonnage, la lecture n’est pas fiable.
Méthode
Identifie la grandeur d’entrée, le type de capteur, puis utilise la courbe d’étalonnage.
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