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Responsable(s) Christian Belleau

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École de technologie supérieure
Département de génie mécanique
Responsable(s) de cours : Christian Belleau


PLAN DE COURS

Été 2019
SYS803 : Systèmes de mesure (4 crédits)



Préalables
Aucun préalable requis




Descriptif du cours
Apprendre les rudiments des systèmes de mesure (connaissances en systèmes d’acquisition, différents types de capteurs pour les mesures mécaniques). S’initier aux circuits électriques de base pour le conditionnement d’un signal, au calcul d’erreur et à l’analyse de signal. Être en mesure de choisir les différents éléments d’une chaîne de mesure, de concevoir un programme pour faire l’acquisition de signaux et de procéder à l’analyse des mesures.

Introduction aux chaînes de mesures. Rappel de circuits électriques et électroniques : circuits passifs et actifs. Caractéristiques statiques et dynamiques de capteurs. Capteurs de température : thermocouples, RTD thermistors, capteurs mécaniques : jauges de contraintes, cellules de charge, dynamomètres, capteurs de déplacement en translation et en rotation, capteurs de vitesse et accélération, capteurs de pression. Analyse d’erreur. Problèmes de bruit, blindage. Analyse spectrale des signaux.

Séances de laboratoire axées sur les circuits de conditionnement, l’utilisation de Labview et le fonctionnement de capteurs typiques en mécanique : jauges, thermocouples, etc. Projet de trimestre portant sur la réalisation d’une chaîne de mesure.



Objectifs du cours

Objectifs généraux

  • Familiariser les étudiants avec les rudiments des systèmes de mesure.
  • Être capable de sélectionner les différents appareils constituant un systèmes d'acquisition.
  • Faire connaître les différents types de capteurs pour les mesures mécaniques.
  • Être capable de concevoir et d'analyser des circuits électriques et électroniques de base pour le conditionnement d'un signal.

Objectifs spécifiques

  • Utiliser une carte d'acquisition pour mesurer un signal de tension ou de courant;
  • Utiliser un logiciel pour faire l'acquisition de données;
  • Connaître le fonctionnement d'un oscilloscope afin de pouvoir faire des diagnostics sur une chaîne de mesure;
  • Faire un choix adéquat des différents éléments d'une chaîne de mesure;
  • Évaluer la plage d'erreur expérimentale lors d'une prise de mesure;
  • Posséder certaines notions d'électroniques utilisées pour les systèmes de mesure.



Stratégies pédagogiques

Exposés magistraux complétés par la résolution d'exercices et d’exemples d’applications;

Un tutoriel visant la compréhension des fonctions de base du logiciel LabVIEW;

Cinq laboratoires visant à mettre en œuvre les notions théoriques et les techniques d'analyse exposées en classe;

Deux devoirs visant à résoudre des problématique complexe au moyen de méthodes présentées durant les cours.




Utilisation d’appareils électroniques

Ordinateur ayant le logiciel LabVIEW pour les laboratoires.

Calculatrice




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Lundi 13:30 - 16:30 Travaux pratiques et laboratoire
Jeudi 08:30 - 12:00 Activité de cours



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Guillaume Boivin Activité de cours Guillaume.Boivin@etsmtl.ca



Cours

Semaines

Activités

1

Introduction
Rappel de notions d'électricité

2

Électricité et électronique

3

Électricité et électronique

Caractéristiques statiques des capteurs

4

Caractéristiques dynamiques
   Réponse temporelle de systèmes d'ordre 1 et 2
   Réponse fréquentielle de systèmes d'ordre 1 et 2

5

Réponse fréquentielle de systèmes d'ordre 1 et 2 (suite)

Amplificateurs opérationnels et filtres

6

Capteurs primaires et circuits de conditionnements
   Capteurs à résistance variable
   Capteurs à inductance variable
   Capteurs à capacitance variable
   Capteurs piézo-électriques
   Capteurs à semi-conducteurs

Circuits de conditionnements
   Diviseurs de tension
   Pont de Wheatstone

7

Examen de mi-session

8

Conversion analogique-numérique

Capteurs de température

9

Capteurs de température

Jauges de déformation

10

Capteurs de force, couple et pression

Dynamomètre

Capteurs 4-20 mA

11

Encodeur

Capteur de pression

Débitmètre

12

Analyse de données   

13

Analyse harmonique

Problèmes de bruit - blindage et mise à la masse




Laboratoires et travaux pratiques

Activité

Description

Tutoriel

 Introduction à LabVIEW

Labo 1

 Circuit à transistor

Labo 2

 Mesure de température et contrôle tout-ou-rien

Labo 3

 Mesure de température avec thermocouples

Labo 4

 Introduction à la mesure des jauges de déformation

Labo 5

 Accéléromètres




Évaluation

Activité

%

Labo 1

4%

Labo 2

4%

Labo 3

4%

Labo 4

4%

Labo 5

4%

Devoir 1

5%

Devoir 2

5%

Intra

35%

Final

35%

CLAUSE PARTICULIÈRE. Une moyenne de 50 % ou plus dans les examens est nécessaire pour passer le cours. 




Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 13 juin 2019



Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : http://etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Examens-finaux


Politique de retard des travaux
Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.7 b / cycles supérieurs, article 6.5.4 b) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.

Dispositions additionnelles

À moins d’un avis contraire, toute remise en retard d’un travail sera pénalisée de 10 % par jour, jusqu’à concurrence de 5 jours. Au-delà de 5 jours, tout travail sera refusé.




Absence à un examen
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivants, la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera au directeur du département ou du SEG. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Dans tous les cas, l’étudiant doit effectuer sa demande en complétant le formulaire prévu à cet effet qui se trouve dans son portail Mon ÉTS/Formulaires. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat, Activité compétitive d’un étudiant appartenant à un club scientifique ou un club sportif d’élite de l’ÉTS ou au programme « Alliance sport étude » ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note zéro (0).



Plagiat et fraude
Les clauses du « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (https://www.etsmtl.ca/A-propos/Direction/Politiques-reglements/Infractions_nature_academique.pdf ) pour identifier les actes considérés comme étant des infractions de nature académique ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet.  À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et les étudiants sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (https://www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).



Documentation obligatoire

Lamarche, Louis,  « Notes de cours », 2013 disponible à la COOP et sur le site Moodle.

Guide Labview  http://www.ni.com/pdf/manuals/374029b_0114.pdf




Ouvrages de références

Mesure, mécatronique et traitement de données, Jean Lemay, Éditions JFD, 2017.

Holman, J.P.,  « Experimental Methods for Engineers », 6e édition, McGraw-Hill, 1994.

Doebelin, E.O., « Measurements Systems », 4e édition, McGraw-Hill, 1990.

Ramsay, D.C., « Principles of Engineering Instrumentation », Arnold - London.

Bechwith, Marangoni, Lienhard, « Mechanical Measurements », 5e édition, Addison-Wesley, 1993.

Barchesi Dominique, « Mesure physique et Instrumentation », Ellipses 2003.

Figliola, R.S. , Beasley, D., « Theory and Design for Mechanical Measurements », 4th edition  John Wiley & Sons 2006.

Wheeler A.J., Ganji, A.R., « Introduction to Engineering Experimentation », 2th Edition Prentice Hall 2004.




Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

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