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Année académique 2017-2018
16/12/2017
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Dernière modification : le 06/02/2016 par NONCLERCQ, Antoine

Langue/Language


Instrumentation
ELEC - H313

I. Informations générales
Intitulé de l'unité d'enseignement * Instrumentation
Langue d'enseignement * Enseigné en français
Niveau du cadre de certification * Niveau 6 (1e cycle-BA)
Discipline * Electricité
Titulaire(s) * [y inclus le coordonnateur] Antoine NONCLERCQ (coordonnateur)
II. Place de l'enseignement
Unité(s) d'enseignement co-requise(s) *
Unité(s) d'enseignement pré-requise(s) *
Connaissances et compétences pré-requises * ELEC-H-200 « Electricité »
Programme(s) d'études comprenant l'unité d'enseignement - B-IRCI - Bachelier en sciences de l'ingénieur, orientation Ingénieur civil - Poursuite de cursus (5 crédits, optionnel)
- M-IREMG - Master en ingénieur civil électromécanicien, à finalité Gestion et technologies (5 crédits, optionnel)
- M-IREMR-A - Master en ingénieur civil électromécanicien - Module Aeronautics (5 crédits, optionnel)
- M-IREMR-E - Master en ingénieur civil électromécanicien - Module Energy (5 crédits, optionnel)
- M-IREMR-M - Master en ingénieur civil électromécanicien - Module Mechatronics - Mechanical constructions (5 crédits, optionnel)
- M-IREMR-T - Master en ingénieur civil électromécanicien - Module Vehicle technology and transport (5 crédits, optionnel)
III. Objectifs et méthodologies
Contribution de l'unité d'enseignement au profil d'enseignement *

Maîtriser et mobiliser un corpus pluridisciplinaire en sciences et sciences de l’ingénieur en s’appuyant sur la compréhension des principes et lois qui les fondent et sur une approche critique du savoir.

Elaborer un raisonnement scientifique structuré en mettant en œuvre les langages et les outils propres aux sciences et sciences de l’ingénieur.

Objectifs de l'unité d'enseignement (et/ou acquis d'apprentissages spécifiques) *

Au terme de l'enseignement, l'étudiant: - sera capable d'analyser un problème d'instrumentation et de dimensionner la solution requise (chaîne d'acquisition adéquate) - aura acquis une culture générale technique quant aux types de capteurs et leurs principes de fonctionnement.

 

Acquis d’apprentissage:

  • Réaliser et analyser une chaîne d’acquisition (dimensionnement, quantification de la qualité du signal de sortie, du bruit, etc.)
  • Dimensionner chaque bloc constituant une chaîne d’acquisition (transducteur, amplificateur, filtre, convertisseur A/D)
  • Identifier les causes de problèmes pouvant survenir dans une chaîne d’acquisition (bruit, parasites, inadéquation de dimensionnement, etc.) et y remédier
  • Proposer, pour une application donnée, le capteur adéquat, donner ses caractéristiques et son fonctionnement
  • Proposer un cahier des charges pour un problème d’instrumentation donné ; mettre en œuvre des solutions pour y répondre
Contenu de l'unité d'enseignement *

Première partie : les blocs d'une chaîne d'acquisition

  • Introduction
  • Propriétés génériques d'un capteur
    • Propriétés statiques
    • Propriétés dynamiques
  • Bruits et parasites
    • Bruit de fond
  • Parasites
    • Câblage et connexions
    • Transmission des signaux
  • Conditionnement du signal
    • Conditionnement
    • Amplification et préamplification
    • Filtrage analogique
  • Conversion A/N
  • Transformée en Z
    • Définition
    • Relation avec la transformée de Fourier
    • Convergence
    • Transformation inverse
    • Propriétés
    • Transformée en z rationnelle
    • Systèmes à temps discret - Fonction de transfert
    • Évaluation géométrique de la réponse en fréquence
  • Filtrage numérique
    • Comparaison filtres analogiques et digitaux
    • Comparaison des représentations (gain et phase analogique ou digital)
    • Transformée en Z des filtres
    • Passage d'un filtre analogique à digital et vice versa.

 

Deuxième partie : dimensionner une chaîne d'acquisition et analyser le signal de sortie

  • Dimensionner
    • Structure
    • Délai
    • Précision
    • Échantillonnage et suréchantillonnage
    • Tendances actuelles
  • Analyser
    • Analyse de Fourier
    • Calcul d'un spectre par FFT
    • Effets de la fenêtre temporelle
    • Effets de l'échantillonnage

 

Troisième partie : les capteurs

  • Types de capteurs
    • Capteurs de température (par contact)
    • Capteurs de position
    • Capteurs de proximité
    • Capteurs de force (piézoélectriques)
    • Jauges de contrainte
    • Capteurs de rayonnement (capteurs optiques)
    • Détecteurs de radiations ionisantes
  • Caractérisation d'un capteur
Méthodes d'enseignement et activités d'apprentissages *

Cours + laboratoires

Support(s) de cours indispensable(s) *
Autres supports de cours

Les infos pratiques, slides du cours, énoncés du laboratoire, examens des années précédentes, questions fréquemment posées sont accessibles sur le site. Une séance de réponses aux questions (théorie et pratique) est proposée.

Références, bibliographie et lectures recommandées *

Acquitistion de données, du capteur à l'ordinateur - G. Asch et coll., Dunod, 2011

IV. Evaluation
Méthode(s) d'évaluation *

L’évaluation se fait via un examen écrit. Celui-ci comprend des questions théoriques (restitution, développement de notions vues au cours par des exemples, expliquer les démarches, …) et des questions pratiques, visant à réaliser et analyser une chaîne d’acquisition donnée.

Construction de la note (en ce compris, la pondération des notes partielles) *
Langue d'évaluation *

Français

V. Organisation pratique
Institution organisatrice * ULB
Faculté gestionnaire * Ecole polytechnique Bruxelles
Quadrimestre * Deuxième quadrimestre (NRE : 25870, 25873, 42048)
Horaire * Deuxième quadrimestre
Volume horaire
VI. Coordination pédagogique
Contact *

Téléphone: +32.2.650.30.86 ULB - LIST CP165/51 50, Av. F.Roosevelt 1050 Bruxelles

Lieu d’enseignement *
VII. Autres informations relatives à l’unité d’enseignement
Remarques

Ce cours sera donné au 2° semestre


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