Les capteurs passifs ne nécessitent pas de source d’énergie externe pour fonctionner. Ils s’appuient sur les phénomènes naturels ou les conditions ambiantes pour générer un signal. Par exemple, un capteur thermocouple mesure la différence de température entre deux métaux différents et produit une tension proportionnelle à la température. Un capteur à photorésistance mesure l’intensité de la lumière incidente sur sa surface et modifie sa résistance en conséquence. Les capteurs passifs sont simples, peu coûteux et fiables, mais leur précision, leur sensibilité et leur portée sont limitées. Ils conviennent aux applications qui ne nécessitent pas une grande précision ou une réponse dynamique.
Les capteurs actifs, quant à eux, nécessitent une source d’énergie externe pour fonctionner. Ils émettent activement un signal et mesurent sa réponse à l’environnement. Par exemple, un capteur radar émet un signal radiofréquence et mesure le délai et le décalage Doppler du signal réfléchi pour détecter la présence et la vitesse d’objets. Un capteur à ultrasons émet une onde sonore et mesure le délai et l’intensité de l’onde réfléchie pour détecter la distance et la forme des objets. Les capteurs actifs sont plus complexes, plus coûteux et plus gourmands en énergie que les capteurs passifs, mais ils ont une précision, une sensibilité et une portée plus élevées. Ils conviennent aux applications qui exigent une grande précision ou une réponse dynamique.
Les capteurs peuvent également être classés en fonction de leurs signaux de sortie, qui peuvent être numériques ou analogiques. Les capteurs numériques produisent un signal discret qui représente une valeur binaire, telle que 0 ou 1, on ou off, vrai ou faux. Ils sont faciles à interfacer avec des systèmes numériques tels que les microcontrôleurs et les ordinateurs, et ils sont insensibles au bruit et aux interférences. Les capteurs analogiques produisent un signal continu qui représente une valeur proportionnelle, telle que la tension, le courant ou la résistance. Ils sont sensibles aux bruits et aux interférences et nécessitent une conversion analogique-numérique pour s’interfacer avec les systèmes numériques.
Dans un ordinateur, les capteurs sont utilisés à diverses fins, comme les dispositifs d’entrée, les dispositifs de sortie et les dispositifs de contrôle. Les capteurs les plus courants dans un ordinateur sont les suivants
– Clavier : un capteur passif qui détecte le mouvement physique des touches et produit un signal numérique représentant le caractère correspondant.
Souris : capteur actif qui émet un faisceau lumineux ou un signal radio et mesure sa position et son mouvement par rapport à une surface pour produire un signal numérique représentant le mouvement d’un curseur.
Pavé tactile : un capteur actif qui détecte les changements de capacité ou de résistance d’une surface tactile et produit un signal numérique représentant le mouvement et les gestes des doigts.
Microphone : capteur analogique qui détecte les ondes sonores et les convertit en un signal électrique représentant l’amplitude et la fréquence du son.
Webcam : un capteur actif qui émet un faisceau lumineux et mesure sa réflexion sur une scène pour produire un signal numérique qui représente l’image et la vidéo de la scène.
Capteur de température : capteur passif qui mesure la température d’un composant ou d’une pièce et produit un signal analogique ou numérique représentant la température.
Les capteurs présentent diverses caractéristiques qui influencent leurs performances et leur adéquation à différentes applications. Certaines de ces caractéristiques sont importantes :
– Sensibilité : capacité d’un capteur à détecter de petites variations de la quantité mesurée.
Gamme : les valeurs minimales et maximales de la quantité mesurée qu’un capteur peut détecter.
Résolution : la plus petite variation détectable de la quantité mesurée.
Précision : le degré de concordance entre la valeur mesurée et la valeur réelle de la quantité.
Linéarité : degré de déviation de la réponse du capteur par rapport à une ligne droite.
Répétabilité : capacité d’un capteur à produire la même sortie pour la même entrée dans les mêmes conditions.
Dérive : tendance de la sortie d’un capteur à changer avec le temps ou en raison de facteurs environnementaux.
Enfin, il convient de noter que les capteurs sont parfois confondus avec les encodeurs et les détecteurs, qui sont des dispositifs apparentés mais distincts. Un codeur est un capteur qui mesure la position, la vitesse ou la direction d’un système mécanique et produit un signal numérique ou analogique représentant la valeur. Un détecteur est un capteur qui détecte la présence ou l’absence d’une substance ou d’un phénomène et produit un signal numérique ou analogique qui représente l’état. Si les codeurs et les détecteurs peuvent être passifs ou actifs, ils se distinguent des capteurs par leurs applications spécifiques et leurs principes de fonctionnement.
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