Définitions et caractéristiques générales

La grandeur physique objet de la mesure : déplacement, température, pression, etc. est désignée comme le mesurande et représentée par m; l’ensemble des opérations expérimentales qui concourent à la connaissance de la valeur numérique du mesurande constitue son mesurage. Lorsque le mesurage utilise des moyens électroniques de traitement du signal, il est nécessaire de produire à partir du mesurande une grandeur électrique qui en soit une représentation aussi exacte que possible , ceci signifie que la grandeur électrique et ses variations apportent toute l’information nécessaire à la connaissance du mesurande. Le capteur est le dispositif qui soumis à l’action d’un mesurande non électrique présente une caractéristique de nature électrique (charge, tension, courant ou impédance) désignée par S et qui est fonction du mesurande [6] S=F(m) [I.1] S : est la grandeur de sortie ou réponse du capteur, m est la grandeur d’entrée ou excitation.

La mesure de S doit permettre de connaître la valeur de m (figure 1. 1). La relation S= F(m) résulte dans sa forme théorique des lois physiques qui régissent. Figure I.1 Evolution d’un mesurande m et des réponses correspondantes d’un capteur [6] Pour des raisons de facilité d’exploitation on s’efforce de réaliser le capteur, ou du moins de l’utiliser, en sorte qu’il établisse une relation linéaire entre les variations Δs de la grandeur de sortie et celles Δm de la grandeur d’entrée : Δs=S.Δm [I.2] S est la sensibilité du capteur. Un des problèmes importants dans la conception et l’utilisation d’un capteur est la constance de sa sensibilité S qui doit dépendre aussi peu que possible : -de la valeur de m (linéarité) et de sa fréquence de variation (bande passante) , du temps . -de l’action d’autres grandeurs physiques de son environnement qui ne sont pas l’objet de la mesure et que l’on désigne comme grandeurs d’influence. En tant qu’élément de circuit électrique, le capteur se présente, vu de sa sortie :

•soit comme un générateur, S étant une charge, une tension ou un courant et il s’agit alors d’un capteur actif;

•soit comme une impédance, S étant alors une résistance, une inductance ou une capacité le capteur est alors dit passif.

Cette distinction entre capteurs actifs et passifs basée sur leur schéma électrique équivalent traduit en réalité une différence fondamentale dans la nature même des phénomènes physiques mis en jeu.

même sonde de température à une vitesse de réponse très différente selon qu’elle se trouve placée dans un fluide au repos ou en mouvement.

•Erreur d’hystérésis: lorsque l’un des éléments de la chaîne de mesure comporte un composant présentant de l’hystérésis (hystérésis mécanique d’un ressort, hystérésis magnétique d’un matériau ferromagnétique) sa réponse dépend, dans une certaine mesure, de ses conditions d’utilisation antérieures. L’erreur d’hystérésis est spécifiée comme étant la moitié de l’écart maximal des valeurs de la grandeur de sortie correspondant à une valeur du mesurande, selon que cette dernière est obtenue par valeurs croissantes ou décroissantes. •Erreur de mobilité: en dessous d’une certaine valeur, les variations du mesurande n’entraînent pas de variation décelable du signal électrique fourni par le capteur. C’est le cas, par exemple, pour un potentiomètre bobiné pour lequel un déplacement du curseur inférieur à la distance entre deux spires peut n’entraîner aucune variation de la tension du curseur. L’erreur de mobilité est spécifiée comme la variation maximale du mesurande qui n’entraîne pas de variation détectable de la grandeur de sortie du capteur. •Erreur de lecture d’un appareil à déviation : celle-ci résulte d’une part de la plus ou moins grande habileté de l’opérateur mais aussi, d’autre part, de la qualité de l’appareil: finesse de l’aiguille par exemple. La combinaison de l’erreur relative de mobilité (εm) et de l’erreur relative de lecture (ε1) détermine l’erreur relative de résolution (εr) qui correspond à la variation minimale du mesurande mesurable avec un appareillage donné :

Câblage de PIC

La carte d’acquisition que nous avant réalisé comporte bien tous les éléments cités plus haut, afin de réaliser des acquisitions numériques et analogiques. La carte est construite autour d’un PIC 16F877A cadencé à 8 MHz grâce à un résonateur. La du microcontrôleur avec son oscillateur et la circuiterie de reset. L’oscillateur est un quartz de 8MHz pour cadencer le PIC à une vitesse convenable pour un fonctionnement en temps réel sans élever inutilement la consommation du circuit. Sa fréquence d’oscillation est adaptable en fonction des fonctionnalités logicielles qui seront implantées. Ce package intègre directement deux capacités connectés à la masse par une troisième patte qui permet d’économiser de la place sur le circuit et évite d’avoir à accorder manuellement la fréquence d’oscillation. Un bouton poussoir B1 est mis en place pour pouvoir faire une remise à zéro du programme principalement utile lors des séances de débogage. La résistance R2 limite le courant sur la broche MCLR, la capacité C3 évite les rebonds dus à l’action mécanique sur le bouton poussoir. La broche MCLR est ainsi maintenue à un niveau haut par l’intermédiaire de la résistance R1 qui évite un court-circuit lorsque le poussoir est enclenché pour avoir un niveau bas. Les valeurs des composants sont celles préconisés dans le datasheet du 16F877A. IV.8 Conclusion Dans cette partie de notre travail, nous avons donné des explications sur la programmation du PIC, et présenté l’organigramme qui ont pour but de faciliter la compréhension et le déroulement du programme, et ne représentent que les actions principales effectuées par le microcontrôleur. L’objectif de cette partie est la réalisation d’un programme qui permettra le calcul des angles et convertir cette angle en tangente Ces valeurs sur une liaison série afin de permettre leur exploitation par une interface graphique. Un affichage « local » sera en outre réalise sur un écran LCD. Une fois le programme exécuté, le pic 16F877A envoie les données en provenance des capteurs sur l’afficheur 16*2 toutes les secondes.

Conclusion Générale

Pour répondre au cahier des charges dans le cadre de notre projet de fin d’étude qui consiste à la réalisation d’un inclinomètre qui indique l’angle et la pente de déclinaison. Cette dernière doit être composée d’un potentiomètre, d’un pic, d’un afficheur LCD puis les intégrer dans circuit électronique ,le pic16F877A récupère les données et les envoie chaque seconde, via les port analogique, à un afficheur LCD Pour réaliser ce projet on a divisé le travail en deux parties : Nous avons relaté dans la première partie les différentes techniques permettant de réaliser un inclinomètre. On a ensuite opté pour des capteurs potentiometrique, ce qui est nécessité au microcontrôleur car il peut gérer que des informations analogiques. L’étape suivante de notre projet était la conception et la réalisation des différentes parties électronique que nous avons ensuite testées, puis étalonnées. La deuxième partie était la réalisation du programme du microcontrôleur Ce projet a été pour moi une expérience enrichissante, elle ma permis de mettre en pratique mes connaissances acquises lors de notre cursus et nous familiariser avec certains logiciels et outils tels que : Proteus pour la réalisation de schémas électriques, pour la programmation en C du microcontrôleur .