Performance des capteurs définition métrologique

PERFORMANCE DES CAPTEURS : DEFINITION METROLOGIQUE

De manière à classer les capteurs en fonction de leurs performances, on est amené à définir des paramètres qui permettent de les sélectionner en fonction de l’application.

Etendue de la mesure :

Elle définit la zone dans laquelle les caractéristiques du capteur sont assurées par rapport à des spécifications données. On peut classer cette zone en trois familles :

• Zone nominale d’emploi : Zone dans laquelle la mesurande peut évoluer sans modification des caractéristiques du capteur.
• Zone de non-détérioration : Valeurs limites des grandeurs influençant le capteur (mesurande, température environnante, etc.…) sans que les caractéristiques du capteur ne soient modifiées après annulation de surcharges éventuelles.
• Zone de non-destruction : Elle définit les limites garantissant la non destruction du capteur mais dans laquelle il peut y avoir des modifications permanentes des caractéristiques du capteur.

Résolution

Elle correspond à la plus petite variation de mesurande que le capteur est susceptible de déceler.

Caractéristique d’entrée-sortie d’un capteur :

Elle donne la relation d’évolution de la grandeur de sortie en fonction de la grandeur d’entrée. Elle est donnée classiquement par une courbe en régime permanent. Elle ne donne pas d’informations sur les caractéristiques transitoires du capteur.

Finesse : 

C’est la qualité d’un capteur à ne pas venir modifier par sa présence la grandeur à mesurer. Cela permet d’évaluer l’influence du capteur sur la mesure. On la définit non seulement vis à vis du capteur mais aussi vis à vis de l’environnement d’utilisation du capteur. Par exemple, dans le cas d’une mesure thermique, on cherchera un capteur à faible capacité calorifique vis à vis des grandeurs l’environnant. Finesse et sensibilité sont en général antagonistes. Il peut y avoir un compromis à faire. Pour un capteur d’induction B, un capteur à forte perméabilité sera très sensible, par contre sa présence aura tendance à perturber les lignes de champ et la mesure de l’induction ne sera pas celle sans capteur, d’où une mauvaise finesse. Mais cette erreur peut être évaluée en vue d’une correction post-mesure et ainsi faire abstraction de la présence du capteur.

Linéarité : 

C’est la zone dans laquelle la sensibilité du capteur est indépendante de la valeur de la mesurande. Cette zone peut être définie à partir de la définition d’une droite obtenue comme approchant au mieux la caractéristique réelle du capteur, par exemple par la méthode des moindres carrés. On définit à partir de cette droite l’écart de linéarité qui exprime en % l’écart maximal entre la courbe réelle et la droite approchant la courbe.

Fidélité :
Elle définie la qualité d’un capteur à délivrer une mesure répétitive sans erreurs. L’erreur de fidélité correspond à l’écart type obtenu sur une série de mesures correspondant à une mesurande constante.

Justesse :
C’est l’aptitude d’un capteur à délivrer une réponse proche de la valeur vraie et ceci indépendamment de la notion de fidélité. Elle est liée à la valeur moyenne obtenue sur un grand nombre de mesures par rapport à la valeur réelle.

Précision:
Elle définit l’écart en % que l’on peut obtenir entre la valeur réelle et la valeur obtenue en sortie du capteur. Ainsi un capteur précis aura à la fois une bonne fidélité et une bonne justesse.

Rapidité:

C’est la qualité d’un capteur à suivre les variations de mesurande. On peut la chiffrer de plusieurs manières :
– bande passante du capteur. (à –3 dB par exemple).
– Fréquence de résonance du capteur.
– Temps de réponse (à x%) à un échelon de mesurande.