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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Lucas Abia Hof


PLAN DE COURS

Automne 2021
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 session portant sur la réalisation d’une chaîne de mesure.




Objectifs du cours

Objectif 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

À l’issue du cours, l’étudiant sera évalué sur sa capacité à pouvoir :

  • 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;
  • Six 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 08:30 - 12:00 Activité de cours
Mercredi 13:30 - 16:30 Travaux pratiques et laboratoire



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Lucas Abia Hof Activité de cours Lucas.Hof@etsmtl.ca A-1916 Prendre rendez-vous par courriel
01 Aubin Chaboty Travaux pratiques et laboratoire aubin.chaboty.1@ens.etsmtl.ca



Cours

Semaines

Activités

Dates: 2021

1

Introduction

Rappel de notions d'électricité

30 août 

2

Électricité et électronique

13 septembre 

3

Électricité et électronique

Caractéristiques statiques des capteurs

20 septembre 

4

Caractéristiques dynamiques

  • Réponse temporelle de systèmes d'ordre 1 et 2
  • Réponse fréquentielle de systèmes d'ordre 1 et 2
27 septembre 

5

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

Amplificateurs opérationnels et filtres

4 octobre 

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

12 octobre 

7

Conversion analogique-numérique

Capteurs de température

18 octobre 

8

Examen intra

25 octobre 

9

Capteurs de température

Jauges de déformation

1er novembre 

10

Capteurs de force, couple et pression

Dynamomètre

Capteurs 4-20 mA

8 novembre 

11

Encodeur

Capteur de pression

Débitmètre

15 novembre 

12

Analyse de données

22 novembre 

13

Analyse harmonique

Problèmes de bruit - blindage et mise à la masse

29 novembre 
  Période d’examens finaux : du 6 au 16 décembre 2021  



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

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 25 octobre 2021



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 suivant 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 de département. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note (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/docs/ETS/Gouvernance/Secretariat-general/Cadre-reglementaire/Documents/Infractions-nature-academique ) 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.
  • Notes du cours : Diapositives (site web du cours SYS803)



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.
  • Bentley, John P.,, « Principles of Measurements Systems », 4e édition, Pearson, 2005.



Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

https://ena.etsmtl.ca  (site Moodle SYS803)

https://www.etsmtl.ca/Etudes/calendrier-universitaire




Autres informations

HORAIRE:

Groupe

Jour

Heure

Local

Activité

01

Lundi

08:30 - 12:00

à distance (Zoom)

Activité de cours

Mercredi

13:30 - 16:30

A-2170

Travaux pratiques et laboratoire

(chargé TP : aubin.chaboty.1@ens.etsmtl.ca)