programme de sciences physiques bac professionnel : électricité E7 : principe de fonctionnement de transducteurs

ELECTRICITE
Unité spécifique E7
PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DE TRANSDUCTEURS
Durée indicative : 10 heures

CONTENUS

Transducteurs électromécaniques

Potentiomètre linéaire.
Potentiomètre circulaire.

Transducteurs magnétoélectriques

Sonde à effet Hall

Transducteurs thermoélectriques

Sonde à thermistance.
Sonde à thermocouple.

Transducteurs optoélectroniques

Photopile.
Photodiode.
Photorésistance.
Phototransistor

EXIGENCES

Savoir-faire Théoriques

Décrire sommairement le principe de fonctionnement des transducteurs à partir des phénomènes physiques mis en jeu entre la grandeur d'entrée et la grandeur de sortie.
Interpréter la courbe d'étalonnage d'un capteur.
Dans un cas simple, établir l'équation mathématique reliant le signal de sortie au signal d'entrée d'un capteur.

Savoir-faire expérimentaux

Construire la courbe d'étalonnage d'un capteur.
Analyser les signaux d'entrée et de sortie d'un capteur, en utilisant les instruments de mesure et de visualisation.
Utiliser un transducteur ou un capteur dans une chaîne de mesure afin de suivre l’évolution d'un phénomène physique.

EXEMPLES D’ACTIVITES SUPPORT

Etalonnage d'un potentiomètre circulaire afin de mesurer un déplacement angulaire (application en mécanique pour mesurer les angles avec un système informatisé).

Etalonnage d'une thermistance, d'un thermocouple.

Etude et utilisation de la photodiode, du phototransistor; réalisation d"un téléphone avec transmission par libre optique.

Utilisation d'un thermocouple pour une étude calorimétrique.

COMMENTAIRES

L'étude des transducteurs et des capteurs permet d'établir un lien entre un phénomène mécanique, optique, magnétique et un phénomène électrique.

On explicite le principe de fonctionnement du transducteur ou du capteur mis en oeuvre dans un montage expérimental.

De nombreux capteur peuvent être utilisés avec une interface d'ordinateur afin de transformer une grandeur physique en une grandeur électrique.

On peut étudier d'autres transducteurs que ceux cités en exemples :

transducteur électroacoustique: microphone, haut-parleur ;

transducteur piézoélectrique : transducteur ultrasonique (ensemble émetteur et récepteur à ultrasons ; utilisation pour la détermination de la célérité du son).

On peut aborder une étude calorimétrique à partir des transducteurs thermoélectriques (exemple utilisation d'un calorimètre, d'une sonde de température et d'un système informatisé permettant le relevé des températures à intervalles de temps égaux).