Les Capteurs de Lumière

La Photorésistance ( LDR) 

C’est une résistance dont la valeur varie (diminue en générale) en fonction de l’intensité lumineuse. La conductance change avec la variation de luminosité.

La photorésistance est largement utilisée dans beaucoup de domaines tels que l’éclairage public, les systèmes de sécurités, etc….

Dans l’obscurité quasi-parfaite la résistance est grande. Cette résistance est pratiquement infinie. La photorésistance se comporte comme un isolant de courant.

Le phototransistor

Un phototransistor est un transistor bipolaire dont la base est sensible au rayonnement lumineux , la base est alors dite flottante puisqu’elle est dépourvue de connexion. Lorsque la base n’est pas éclairée, le transistor est parcouru par le courant de fuite ICE0. L’éclairement de la base conduit à un photo courant Iph que l’on peut appeler courant de commande du transistor.

Celui-ci apparaît dans la jonction collecteur-base sous la forme : IC=βIph+ICE0

La cellule photoconductrice

C’est un capteur résistif qui est caractérisé par l’influence du flux de rayonnement reçu sur la valeur de sa résistance. Associée à un conditionneur approprié, la cellule photoconductrice compte parmi les capteurs optiques les plus sensibles. Le phénomène physique qui est à la base de son emploi – la photoconduction – résulte d’un effet photoélectrique interne : libération dans le matériau des charges électriques sous l’influence de la lumière et donc augmentation de la conductance.

Les capteurs de températures 

Thermométrie par résistance

La thermométrie par résistance utilise, comme son nom l’indique, la variation de la résistance d’un matériau en fonction de la température. Cette variation de résistance peut être faite aussi bien avec un métal (dans ce cas-là nous parlerons de résistance métallique) mais aussi avec des oxydes (dans ce cas-là nous parlerons de thermistances).

Résistance Métallique
Tous les métaux voient leur résistance varier avec la température mais seulement quelques-uns sont utilisés comme capteur. En effet un bon capteur doit avoir une bonne sensibilité, être le plus fidèle possible, être le moins encombrant possible, linéaire même si ce n’est pas obligatoire, avoir un temps de réponse convenable et une étendue de mesure suffisante. Les quatre métaux les plus utilisés sont le platine, le tungstène, le nickel et le cuivre.

Le nickel serait le meilleur capteur s’il était linéaire sur une plus grande étendue. Le plus utilisé reste tout de même le platine et plus précisément la Pt 100 qui a comme particularité de valoir 100 Ohm à 0 °C. La Pt 100 peut se trouver sur plusieurs formes, l’une d’elle étant la Pt 100 surmoulée qui permet d’accroître son étendue de mesure mais qui augmente son temps de réponse. Si l’étendue de mesure est satisfaisante, il est possible d’utiliser la Pt 100 sur couche mince permettant d’avoir un bon contact entre l’objet dont on souhaite connaître la température et le capteur et aussi d’avoir un bon temps de réponse.

Thermistances

Pour les thermistances, le matériau dont on observe la résistance est un agglomérat d’oxydes métalliques rendus compacts par haute pression exercée à température élevée. Il existe trois grandes sortes de thermistance : les Coefficient de Température Négatif (CTN), les Coefficient de Température Positif (CTP) et les Critical Variation Resistor qui sont des CTN à variation brusque de résistance. Les CTN ont la particularité de voir sa résistance diminuer avec la température ce qui en fait une des thermistances les plus utilisés. Les CTN peuvent se trouver sous diverses formes : perles de verre, disques, barreaux, pastilles, rondelles, puces etc….

Thermométrie par thermocouple

Les thermocouples sont des capteurs actifs qui délivrent une f.e.m lorsque ceux-ci sont soumis à une modification de la température. Une fois que l’on a la f.e.m pour pouvoir remonter à la valeur de la température, il faut connaître l’une des deux jonctions et surtout sa température. Celle-ci se nommera jonction de référence. La nature des matériaux conducteurs utilisés définit le type du thermocouple. Il existe beaucoup de type de thermocouple qui sont pour la plupart repérée par une lettre ainsi un thermocouple de type J est constitué d’une jonction en fer et d’une jonction en constantan.