Bruno HÉNON - Automaticien Indépendant Services en automatisme industriel, études, programmation, installation, réglages, sous-traitance

Métrologie, techniques de mesure et traitement du signal.

Instrumentation

Voir aussi …

 

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  API et IHM open source

Réseaux de communication industriels  

INSTRUMENTATION INDUSTRIELLE

Concepts, Technologies, Logiciels de traitement du signal, Interfaces.

L'Instrumentation Fournit Les Informations Au Contrôle Automatisé

L'instrumentation est une activité importante pour un automaticien puisqu'elle lui fournit les informations indispensables au contrôle d'une installation automatisée.

D'un certain point de vue, l'instrumentation représente l'ensemble des sens d'un être humain, car elle fournit les yeux, les oreilles, le sens du toucher et même l'odorat aux automates programmables, par l'intermédiaire des capteurs et des détecteurs. Par extension, le terme d'instrumentation regroupe tout appareillage associé au contrôle, aux commandes ( variateurs de fréquence par exemple ), à la mesure et à la détection.

L'instrumentation est un domaine très vaste qui fait appel à de nombreuses technologies ( la vision artificielle par exemple, en plus des techniques présentées dans ce dossier ), et peut être associée à d'autres activités comme la régulation automatique. Sa mise en oeuvre peut aussi nécessiter l'emploi de techniques spécialisées, comme l'usage de réseaux de mesure et d'instrumentation. L'exploitation des informations qu'elle délivre peut être facilitée par des logiciels d'analyse du signal, de traitement et de visualisation de données.

Informations Générales Et Concepts Fondamentaux

Tutoriels scientifiques et techniques, Cours de technologies, Traitement du signal, Forum instrumentation, Informations pratiques, Concepts fondamentaux, Systèmes de mesure.

Informations Scientifiques Et Techniques  

Ce site pédagogique de référence en physique est « un amour d'électron » , créé par Michel HUBIN, scientifique passionné qui a fait toute sa carrière au CNRS, et en quelque sorte un des précurseur des MOOC ( cours publics en ligne ).

Pour ce qui nous concerne, il est l'auteur de tout un ensemble didactique très complet sur les capteurs, les instruments, la mesure … ( Ce qui représente plus de 800 pages ).


Plus globalement, Michel Hubin est l'auteur d'un site éducatif impressionnant portant sur les sciences et les technologies, qu'il a eu la grande générosité de mettre à disposition du public.

Ce site est une somme de plus de 2500 pages, ce qui lui a coûté plus de 100 000 heures de travail.

Dans la section scientifique par exemple, vous pourrez y trouver des chapitres sur la physique du solide et l'électronique fondamentale, qui inclut les bases en logique combinatoire et séquentielle, la transmission du signal, le traitement de signal, les fibres optiques, l'électrotechnique etc …


Michel HUBIN est parti rejoindre les étoiles un certain jour d'Avril 2015.

Grâce à ses enfants ( qu'ils en soient remerciés, au nom de tous les internautes intéressés ), son site est à nouveau disponible en ligne.

Électron mon amour - http://electronmonamour.free.fr/

Cours de Technologie En Instrumentation, Mesures Et Capteurs  

Quelques professeurs de l'IAI partagent généreusement une partie de leurs supports de cours portant sur l'instrumentation, proposant à chacun des contenus de haute qualité. Qu'ils en soient remerciés.


http://iai.heig-vd.ch

Traitement Du Signal Et Électronique Analogique  

Ce professeur de l'Institut d'Automatisation Industrielle diffuse librement ses propres cours de technologie sur le traitement des signaux ( systèmes, signaux, filtrage, analogique et numérique ) et sur l'électronique analogique, le tout étant assorti de notes d'application ( sur l'identification des systèmes linéaires ou sur la modélisation de systèmes par exemple ).

Il est aussi l'auteur d'un excellent document sur les méthodes de réglage des boucles de régulation PID.


Freddy MUDRY - http://freddy.mudry.org

Forum d'Instrumentation Et De Mesures Dédié À l'Industrie  

« Instrumexpert » anime des forums sur la mesure et le traitement du signal en général, et anime aussi des forums spécialisés sur les technologies des détecteurs, un forum sur la régulation automatique et d'autres forums portant sur des domaines d'applications ciblés.


www.instrumexpert.com

Instrumentation Industrielle, Métrologie Et Régulation  

INSTRUM.ORG propose des informations utiles et pratiques en instrumentation industrielle, la présentation de quelques principes de base en mesure et des mémorandums techniques.


www.instrum.org

Concepts Fondamentaux en Instrumentation

La société National Instruments propose un accès libre à sa base de données documentaire volumineuse qui porte sur les technologies de mesures, de détection, d'instrumentation et de traitement du signal.


Connaissances générales


Connaissances en mesure, instrumentation, détection et acquisition de données  

www.ni.com

Connaissances De Base Sur Les Systèmes De Mesure  

Dans la première partie, ce document intitulé « Instrumentation de base, instruments de mesures et boucles simples de régulation PID » présente de façon détaillée les connaissances nécessaires pour bien comprendre les mesures de débit, les mesures de pression, les mesures de niveau ( en insistant sur les cuves de stockage ), et la mesure des flux de neutrons.

Dans la deuxième partie il présente les principes de base des boucles de régulation simples pour différents types ( ON/OFF, proportionnel, etc ).

Ce document est particulièrement bien illustré par des diagrammes clairs, des schémas, des graphiques, des synoptiques d'instrumentations simplifiés, et tous les concepts représentent une synthèse concise.

CSNC technical training group.

Technologies De La Mesure Et Des Capteurs

Technologies de la mesure, Technologies des capteurs en industrie, Fonctionnement des détecteurs, Codeurs optiques, Mesure de débit, Mesure de niveau, Technologie d'identification par fréquence radio RFID, Mesure de température.

Technologies Des Systèmes De Mesure Et d'Instrumentation  

Michel Hubin présente des articles scientifiques sur des technologies précises en plus de ses articles sur les grands principes généraux de la mesure et de la physique.


Capteurs de mesures physiques


Capteurs chimiques


Capteurs multi-médias

Dossiers de physique et de technologie de Michel Hubin

Forums Sur La Technologie Des Capteurs Et De La Mesure  

Les forums animés par INSTRUMEXPERT vous permettent de partager vos connaissances sur les technologies des capteurs, en plus des autres forums sur la métrologie qui traitent plutôt du traitement du signal ou des forums sur la régulation automatique.



Vous trouverez également des documents et des didacticiels dans la section « Media instrumentation » sous forme de vidéos et de documents téléchargeables au format « .pdf ».

Ces documents concernent tout aussi bien des techniques de mesure, des applications de procédé instrumenté ( traitement des eaux par exemple ), des technologies de capteur etc.

Forums Instrumexpert

www.instrumexpert.com

Comment Fonctionnent Les Détecteurs ?  

National Instrument propose une riche collection de didacticiels et de dossiers dédiés aux techniques de mesure.


www.ni.com

Codeurs Optiques

Science de l'optique.

Cours De Technologie En Optique  

Vous trouverez tout un ensemble de documents consacrés à l'optique mis à disposition par différents enseignants sde l'IAI dans le dossier optique .

Vous y accéderez à une masse considérable de documents, d'informations et de ressources sur un grand nombre d'aspects du domaine, en partant d'une introduction à l'optique en général jusqu'aux présentations détaillées sur l'optique adaptative et sur l'interférométrie, en passant par quasiment tous les aspects relatifs à l'optique.

Plus particulièrement, on y trouvera tout un ensemble de documents traitant des systèmes optiques pour l'imagerie.

On trouvera également des documents sur les fibres optiques, et sur différents autres aspects utiles à connaître pour comprendre les concepts mis en œuvre dans des applications d'automatisme industriel utilisant des lasers et des détecteurs optiques.

Lorenzo ZAGO

Débimétrie - Technologies De Mesure De Débit

Mesures de débit par ultrason, Outils de calculs pour la mesure de débits.

Mesure De Débit Par Ultrasons  

La société Krohne fournit ici un document didactique particulièrement intéressant et complet sur la technologie de la mesure de débit par ultrason.

Son concepteur vous y présente tout d'abord les connaissances de base à maîtriser avant de détailler les différentes techniques utilisées, ce qui vous donnera tous les éléments nécessaires pour bien choisir votre capteur et en optimiser sa mise en service eu égard à votre application.


Dr Friedrich HOFMANN - Krohne

www.krohne.com

Outils De Calcul Interactifs  

Flowmeterdirectory est un annuaire commercial de fournisseurs d'instruments destinés à la mesure de débit.

Ce site spécialisé en débimétrie propose une collection bien fournie d'outils interactifs de calcul et de conversion d'unités des grandeurs physiques associées avec les mesures de débits. Pour plus de clarté, ces outils sont souvent accompagnés d'un synoptique et de la présentation de la formule appliquée, avec la définition des paramètres ( liste non exhaustive ).


www.flowmeterdirectory.com [ Archives ]

Niveaumétrie - Technologies De Mesures De Niveau

Mesures de niveau par ondes radar.

Mesures De Niveau Par Ondes Radar  

Dans un document didactique riche en détails et très réussi, la société Krohne présente la technologie de la mesure de niveau par ondes radar guidées et par ondes radar non guidées. Les différentes méthodes utilisées pour mesurer un niveau avec les ondes radar sont expliquées : la technique des ondes radar continues CW, la technique des ondes radar pulsées et la technique de la réflectométrie radar dans le domaine temporel TDR.


Vous y apprendrez les connaissances fondamentales à acquérir sur les techniques de mesure de niveau par onde radar pour bien configurer et bien régler vos instruments de mesure selon leur environnement.

Dr Detlef BRUMBI - Krohne

www.krohne.com

RFID - Identification Par Fréquence Radio

Introduction à la technologie, Étude d'une application, Applications de sécurité, Conception d'antennes en champs proche / lointain, Conception d'antennes imprimées.

La RFID est elle une Technologie Nouvelle ?

La technologie RFID ( « Radio Frequency IDentification » - IDentification par Fréquence Radio ) est utilisée depuis des dizaines d'années dans l'industrie, en particulier dans l'industrie automobile. Pourtant, on entend de plus en plus parler en public de la technologie RFID comme étant l'apparition d'une nouvelle technologie.

Pourquoi ? Comment fonctionne la technologie RFID ? La technologie RFID va t'elle totalement détrôner les codes à barre ? Où en est l'actualité, quelles sont les tendances et quels sont les enjeux ?

Présentation De La Technologie RFID  

Ce mémoire universitaire d'environ quatre-vingt dix pages présente une synthèse remarquablement claire, bien structurée et bien illustrée sur la technologie.

Dans le premier chapitre, l'auteur introduit au système et à ses différents aspects, tant d'un point de vue historique, d'un point de vue sur son fonctionnement et sur ses différents composants ( tags, lecteurs, systèmes de traitement ) que d'un point de vue portant sur les applications, sur la législation ou sur les bandes de fréquences employées.

Le second chapitre détaille en profondeur la technologie des lecteurs RFID, les distances de communications limites, le protocole de communication, des étiquettes et des lecteurs qui utilisent une fréquence porteuse à 125 kHz, l'interface RS232 de communication avec un ordinateur et le connecteur USB mini-B. Il contient aussi une description des composants électroniques de base accompagnée de leurs schémas de connexion.

Les deux derniers chapitres portent sur les outils de développement d'une application de démonstration et sur sa réalisation.


Le document complet est téléchargeable (   ) gratuitement et sans inscription en cliquant sur le bouton tout en bas de la page.

www.clicours.com

Applications À La Sécurité 

On entend ici par application de sécurité les applications qui gèrent et qui stockent des produits, qui gèrent des contrôles d'accès ou qui gèrent l'identification de produits et de personnes. Cet article assez court résume bien la problématique, avant de décrire les principes de base techniques et ses différentes variantes leur emploi et leur marché potentiel.

www.infoprotection.fr

Étude D'Une Application Reposant Sur L'Emploi Des Techniques RFID  

Ce mémoire de master universitaire est tout aussi clair que le document présenté ci-dessus, tout en présentant des informations qui lui sont complémentaires.

La première partie porte sur l'état de l'art de la technologie, sur les bases de son fonctionnement et de leur évolution, sur les composants qui le constituent et sur un certain nombre de ses autres caractéristiques.

La seconde partie décrit plus précisément l'architecture d'un système RFID et de ses constituants, qu'il s'agisse des lecteurs, des tags, de la modulation de fréquence ou des antennes. Il aborde ensuite les techniques employées pour émettre ou recevoir les données, le protocole de transfert d'énergie, les protocoles de communication TTF, RTF et ITF et le codage des données, de même que les techniques de modulations employées telles que PSK, ASK et FSK, c'est à dire la modulation de phase, la modulation d'amplitude et la modulation de fréquences.

Les deux derniers chapitres présentent les différents domaines d'application potentiels de ces techniques et sur la modélisation d'un système de communication RFID à l'aide de composants « Arduino ».

Billal Yayahoui et Ali Sfaïfi.

Université de Béjaïa - www.univ-bejaia.dz.

Conception D'Antennes Et Systèmes RFID En Champ Proche Et Lointain  

Cette thèse de doctorat de physique en optique et en radio-fréquence intitulée « Conception d’antennes et méthode de caractérisation des systèmes RFID UHF en champ proche et en champ lointain » porte sur les aspects les plus délicats de la technologie.

Quoique d'un niveau élevé, elle nous apporte néanmoins des informations très claires et bien documentées sur les principes de fonctionnement mis en œuvre, sur les caractéristiques générales et sur la composition d'un système. Pour les concepteurs de dispositifs RFID, ce document apporte des éléments qui permettent de caractériser et de concevoir des tags et leurs antennes relativement à un contexte donné. De plus, la bibliographie conséquente permettra à ces ingénieurs d'approfondir un point de vue particulier.

Aline Coelho De Souza - Université de Grenoble Alpes.

NNT : 2015GREAT095. tel-01253745.

www.archives-ouvertes.fr

Étude Et Conception D'Antennes Imprimées RFID / UHF  

Cette thèse de doctorat en télécommunication est tout aussi pointue que la précédente tout en lui étant complémentaire en se focalisant sur les systèmes et les antennes passifs.

Toutefois, les chapitres portant sur la présentation de la technologie, de ses composants, de ses caractéristiques et de ses applications potentielles, la présentation des différents types de systèmes, d'antennes et de microcontrôleurs dédiés sont particulièrement clairs et bien illustrés. Ils permettent ainsi d'obtenir une bonne vue d'ensemble sur l'ensemble des techniques en jeu. Les spécialistes peuvent être intéressés par la dernière section qui analyse l'emploi de cette technologie dans le monde médical et dans le monde bio-médical.

Fatima Zahra MAROUF - Université de Tlemcen

www.univ-tlemcen.dz

Mesures Et Capteurs De Température

Capteurs de température, Mesures de température sans contact, Principes des mesures par infrarouge, Généralités.

Capteurs De Température  

Ce cours de BTS CIRA décrit clairement et avec des illustrations simples la plupart des technologies employées pour mesurer la température.

Après avoir défini ce qu'est une mesure de température en tant que mesure physique, et après avoir présenté les différentes unités de mesure de températures ( Kelvin, degrés Celsius, degrés Rankin, degrés Fahrenheit ), Patrick GATT décrit les caractéristiques propres à chaque technologie ( mécaniques, physiques, électriques, chimiques ).


Patrick GATT - http://gatt.fr/

Mesures De Températures Sans Contact

Les systèmes de mesures de température sans contact basées sur le rayonnement infrarouge sont très utilisés dans l'industrie et dans le secteur du bâtiment.

Les détecteurs de mesure de températures sans contact se divisent en deux familles principales : les détecteurs thermiques ( les pyromètres ) et les détecteurs quantiques ( les thermopiles et les bolomètres ). Ces familles de capteurs exploitent toutes deux le rayonnement infrarouge en utilisant des principes physiques totalement différents.

Les pyromètres peuvent être de très petite taille, ils peuvent être portables et mobiles, et ils peuvent facilement s'intégrer au sein même du procédé de fabrication. Quant aux détecteurs quantiques, ceux-ci offrent un temps de réponse beaucoup plus rapide que les détecteurs thermiques, ce qui explique que ces capteurs quantiques sont principalement mis en œuvre au sein des systèmes de vision infrarouges et des scanners infrarouges, systèmes qui requièrent une vitesse d'acquisition élevée.


Pour en apprendre plus sur les mesures de température par infrarouge, un des sites Web de la société « FLUKE » présente une bonne introduction à ces technologies ( voir la présentation de ce site ci-dessous ).

Principes De La Mesure De Température Par Infrarouge  

Dans son centre de connaissances, la société « FLUKE » propose un dossier de plusieurs pages sur les principes de base des technologies de mesure de température sans contact et sur les connaissances techniques fondamentales qui portent sur le rayonnement infrarouge.


Après un bref rappel sur l'histoire de la découverte du rayonnement infrarouge par William HERSCHEL, ce site présente les éléments de base à maîtriser pour bien utiliser les technologies exploitées par les systèmes de mesures par infrarouges ( IR ).

Dans une section, l'éditeur définit les paramètres à prendre en compte pour effectuer une mesure de température par infrarouge avec précision, à savoir les caractéristiques de la cible à mesurer ( émissivité ), la nature de ces cibles ( métaux, plastiques, verre ), l'influence des conditions ambiantes, ainsi que l'importance des optiques et de leur résolution.

Pour aller un peu plus loin, nous pouvons prendre connaissance de ce que représente l'émissivité, pour ensuite consulter les tables d'émissivité des matériaux métalliques et des matériaux non métalliques, ce qui nous permettra d'affiner le choix de nos instruments de mesures vis à vis d'une application bien définie.

Dans d'autres pages, nous découvrons en quoi consistent le rayonnement infrarouge et les systèmes de mesure qui l'exploitent, en terme de caractéristiques de la matière et en terme de spectre électro-magnétique.

Une autre section décrit comment fonctionnent les pyromètres bichromatiques ( des pyromètres qui utilisent simultanément deux longueurs d'ondes différentes sélectionnées dans la gamme infrarouge ), quelle est la problématique à laquelle ils répondent et quel est leur usage.

Fluke - www.flukeprocessinstruments.com/fr/

Généralités Sur Les Mesures De Température  

Ce document porte principalement sur des aspects concrets qui concernent les mesures de température utilisant des sondes à résistances ou des thermocouples. S'y ajoutent un ensemble de considérations pratiques telles que des informations sur le câblage, la tolérance et la précision de mesure.

THERMATEC liste précisément les questions à se poser pour le choix d'un capteur et discoure sur l'importance du choix de son implantation.

Les auteurs présentent aussi l'importance des pertes thermiques et les sources d'erreur possibles, qu'elles soient dues aux instruments de mesure proprement dits, aux instruments externes ou au câblage.

[ Archives ]

Logiciels De Traitement De Signal

Scilab, MUSTIG,

SCILAB - Logiciel De Calcul Et De Traitements De Données  

« SCILAB » est un logiciel de calcul, de traitements, de présentation et de visualisation de données concurrent de Mathlab et de Mathematica … mais libre de droits d'utilisation ( licence Cecill de droit français ).

« SciLab » a été développé au départ par une équipe de l'INRIA qui diffuse également quelques logiciels libres.

Le support utilisateur propose une documentation complète et toute une panoplie de documents didactiques pour SCILAB.

SCILAB propose également des bibliothèques et des librairies de modules logiciels spécialisés complémentaires.


Documentation et support en français  .


Documentation et support en anglais  .

www.scilab.org

MUSTIG - Logiciel Interactif Et Graphique De Traitement Du Signal  

Le logiciel « MUSTIG » ( Multidimensional Signals Tools for Interactive and Graphics ) est un logiciel de traitement du signal développé et diffusé librement par le Laboratoire des Images et des Signaux ( LIS ) du CNRS.

Il est notamment destiné aux industriels, aux ingénieurs, aux scientifiques et aux chercheurs.

Ce système est interactif et entièrement graphique.

Il permet d'analyser, de simuler, de représenter et de filtrer des signaux et matrices multidimensionnelles qui proviennent de modules d'entrées spécifiques, de fichiers disques ou d'opérations de « copier-coller ».

http://mustig.free.fr/fr/

Interfaces d'Échange De Données

Interface standard d'échange de données, Logiciel de configuration et de diagnostic.

FDT - Interface d'Échange De Données Pour Les Instruments  

« Fieldbus Device Tools ( FDT ) » est une interface standard d'échange de données entre des instruments de mesure, des canaux de communication et des systèmes.

Le constructeur de l'appareil fournit un « DTM appareil » ( Device Type Management ) - un fichier de description de l'équipement - qui est à peu près l'équivalent d'un pilote logiciel.

Ce fichier permet à une application cadre FDT ( un logiciel de configuration et de diagnostic ) qui connaît les modalités d'échanges FDT ( comme Pactware par exemple ) d'échanger des données via un réseau de communication ( avec un « DTM communication » qui décrit le protocole et ses modalités ).

L'utilisation d'une interface standardisée a pour principaux avantages de laisser l'exploitant libre de ses choix, tant pour l'instrument de mesures, le support de communication ou le système à utiliser, sans aucune dépendance vis à vis d'un fournisseur.


Pour plus d'informations :

www.fdtgroup.org

PACTWARE - Logiciel De Configuration Et De Diagnostic  

PACTWARE est un logiciel de configuration et de diagnostic d'appareils de mesure de terrain indépendant de tout constructeur, basé sur la technologie FDT, ce qui lui permet de fonctionner avec tous types d'instruments et de bus de terrain utilisés en instrumentation avec l'aide des fichiers de description transmis par les fournisseurs ( les fichiers « DTM appareil » et les fichiers « DTM communication » ).

Ce logiciel vous offre la possibilité d'établir le diagnostic d'un capteur de mesure à distance juste en configurant le port de communication qu'il utilise avec le numéro et les paramètres d'un port série virtuel sur Ethernet, ce qui vous permettra de vous connecter à l'interface HART de l'instrument distant quand ce dernier est équipé d'un modem HART.

www.pactware.com/fr/

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