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Nom original: capteurs-et-actionneurs.pdf
Titre: CAPTEURS ET ACTIONNEURS
Auteur: Eric NAUDIN

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LES CAPTEURS DANS
L’AUTOMOBILE

Introduction
Signal Délivré ou Reçu
Fonctionnement
Schématisation
Contrôle



Introduction:
Les capteurs informent le calculateur qui, en
fonctions de ces données, commande les
différents actuateurs.

Capteurs

C
A
L
C
U
L
A
T
E
U
R

Actionneurs

Capteurs














CAPTEURS

Les contacteurs.
Les capteurs capacitifs.
Les potentiomètres.
Les capteurs dits « CTN ».
Les capteurs dits « CTP ».
Les capteurs inductifs.
Les capteurs à effet Hall.
Les capteurs opto-électriques.
Les capteurs Piézo-électriques et Piézo-résistifs
Les débitmètres d’air.
La sonde Lambda.

Capteurs et Actionneurs
Exemple d’entrées et sorties d’un calculateur
Potentiomètre

Capteur

Capteur

CTN ou
CTP

Inductif

Capteur à effet
Hall

Capteur
Piézo-électrique

Sonde
Lambda

Piézo-résistif

+ 12V

Capteur


CALCULATEUR
Masse

Relais

Electrovanne

Moteur

Moteur

RCO

Electrique

Pas à Pas

Injecteurs

Bobines
d’Allumage

Témoin
Diag

LES CAPTEURS

« CAPTEURS »

LES CONTACTEURS


Signal Délivré:



Schématisation:

U

1

2

T



Fonctionnement:



Signal binaire ,0 ou 1,ils sont du style
« interrupteur ».



Contrôle:
1

2

Ohmmètre
Ou voltmètre (si branché)

Ex: Interrupteurs, ILS, micro-contacts, …

« CAPTEURS »

LES CAPTEURS DITS « CTN »
Signal Délivré:





R

Schématisation:
1

CTN

2





Fonctionnement:



Signal décroissant (Résistance Variable),
ils sont du type à « Coefficient de
Température Négatif », plus la température
augmente , plus la résistance diminue.



Contrôle:
1

CTN

2
Ou
voltmètre

Ohmmètre

Ex: sonde de t° d’eau, t°gazole, t° d’huile, t° d’air, …

« CAPTEURS »

LES CAPTEURS DITS « CTP »


Signal Délivré:



R

Schématisation:
1

CTP

2





Fonctionnement:



Signal croissant (Résistance Variable), ils
sont du type à « Coefficient de
Température Positif », plus la température
augmente , plus la résistance augmente.



Contrôle:
1

CTP

Ou
voltmètre

Ohmmètre

Ex: réchauffeur de papillon des gaz, …

2

« CAPTEURS »

LES POTENTIOMETRES


Signal Délivré:

Schématisation:


1

U

2

R

3
T



Fonctionnement:



Signal linéaire croissant (Résistance
Variable), ils sont généralement à double
pistes , ce qui permet d’auto-vérifier le
signal. Ils peuvent comporter un contacteur
« pied levé » ou un contacteur « pied à
fond ».



Contrôle:
1

R

2

3
Ohmmètre
Voltmètre (si branché)

« CAPTEURS »

LES CAPTEURS CAPACITIFS


Signal Délivré:



Schématisation:



Contrôle:

U

T



Fonctionnement:



Signal linéaire , plus la pression est élevée
plus le signal de sortie est élevé, par
exemple sous l’effet d’une action
hydraulique ou pneumatique.

Voltmètre

Ex: Pression climatisation, pression gazole, …

« CAPTEURS »

LES CAPTEURS INDUCTIFS


Signal Délivré:



U

Schématisation:
1

T



Fonctionnement:



Signal Sinusoïdal de fréquence et
d’amplitude variable en fonction de la
vitesse de rotation de l’organe en
mouvement. Certains capteurs peuvent être
alimentés.



R

2

Contrôle:
1

R

Ohmmètre

2

Isolement

Ou voltmètre alternatif (si branché)

Ex: Capteur PMH, ABS, position arbre à cames, …

Principe Physique:


Lorsqu’un bobinage est le siège d’une variation
de flux magnétique alors il génère une tension
induite. Loi de Lentz.

Période: Temps que met
un signal pour se
reproduire à l’identique.
Fréquence: Nombre de
période par seconde.
Elle s’exprime en Hertz.

« CAPTEURS »

LES CAPTEURS A « EFFET
HALL »




Signal Délivré:

Schématisation:
1 . (5V)

U

+

2 .Sortie

T



Fonctionnement:



Grâce à la plaquette HALL, ils émettent un
Signal Carré de fréquence variable en
fonction de la vitesse de rotation de
l’organe en mouvement mais d’amplitude
fixe(ex: 5 V).



3 . Masse

Contrôle:

-

1 . (5V)

+

2 .Sortie
3 . Masse

Masse
Voltmètre

Préférence oscilloscope !!!!!

Principe Physique:


Une plaquette de semi-conducteur (silicium) est
parcouru par un courant. Lorsque cette plaquette
est soumise à un CM alors une faible ddp est
présente aux bornes de la plaquette.

« CAPTEURS »

LES CAPTEURS PIEZO-RESISTIFS


Signal Délivré:



Schématisation:



Contrôle:

u

p


Fonctionnement:



Un élément Piezo-résistif au repos est
électriquement stable , mais , soumis à des
pressions il est déséquilibré et génère une
tension à ses bornes.

Us
+
-

Voltmètre
Ex: Capteur pression tubulure, capteur différentiel FAP, ….

Principe Physique:


La Piézo-résistivité est la propriété que possèdent certains
corps à modifier leurs résistances lorsqu’ils sont soumis à
des contraintes mécaniques.



La Piézo-électricité est la propriété que possèdent certains
corps à produire sur leurs faces une différence de potentiel
(ddp) s’ils sont soumis à des contraintes mécaniques .

« CAPTEURS »

LES CAPTEURS PIEZO-ELECTRIQUES


Signal Délivré:



Schématisation:
1

U

+

2
T



Fonctionnement:



Un élément Piézo-électrique au repos est
électriquement stable , mais , soumis à des
vibrations ou des pressions il est
déséquilibré et génère une tension à ses
bornes.



-

Contrôle:
1
2

+

Chocs

Masse
Voltmètre
Préférence oscilloscope !!!!

Ex: Capteur cliquetis, …

« CAPTEURS »

LES DEBITMETRES


Signal Délivré:



Schématisation:
1 . +12V

12V

U



+

2. signal
3 . Masse

-

Masse d’air



Fonctionnement:



Un film équipé de résistances à couches
métalliques est exposé au débit d’air. Cet air qui
passe refroidie plus ou moins ce film, modifiant
ainsi sa résistance , donc la tension à ses bornes .
Le calculateur associe cette tension à une quantité
d’air et détermine ainsi la quantité de carburant
correspondant .



Contrôle:
1 . +12V

+

2 signal
3 . Masse

Masse

Voltmètre

« CAPTEURS »

LA SONDE LAMBDA

U mV

Signal Délivré:



Schématisation:

1000

1 Vers Calculateur
500

RICHE

PAUVRE





3 . +12V

λ

0
0.7

0.8

0.9

1

1.1

1.2



Fonctionnement:



Un élément de mesure est revêtu d’une
mince couche de platine qui génère une
tension quand la teneur en oxygène est
différente à l’intérieur et à l’extérieur de
cette couche de platine =>Signal Lambda.
Elle mesure efficacement à 300°C => sa
résistance chauffante.





2 . Masse

R

4 . Masse

Contrôle:
Voltmètre

1 Vers Calculateur

3 . +12V

2 . Masse

R
voltmètre

4 . Masse

« CAPTEURS »

LES CAPTEURS OPTO-ELECTRIQUES


Signal Délivré:



Schématisation:
1 . +12V

+

2 . Signal

U

3 . Signal
4 . Masse
T



-

Contrôle:



Fonctionnement:

1 . +12V
2 . Signal



Grâce à la Roue Phonique et au Capteur
Optique Double , ils émettent un Signal
Carré de fréquence variable en fonction de
la vitesse de rotation ou du débattement de
l’organe en mouvement mais d’ amplitude
fixe ex: 5V.

3 . Signal
4 . Masse

+

Masse

voltmètre
Signal numérique: 010101…101010… Oscilloscope

Ex: débattement de caisse, angle volant direction, …

Principe Physique:
Le capteur optique se présente en 2 parties: Un émetteur
infrarouge et un récepteur infrarouge.
La lumière infrarouge n’est pas visible pour l’être humain.

Lorsqu’un récepteur reçoit une
onde infrarouge, celui-ci devient
conducteur. L’onde disparait, il
devient isolant.

FIN
Il ne vous reste plus qu’à tester vos
connaissances et vos compétences sur un
système électronique de votre choix.





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