Éditions JFD

Mesure, mécatronique et traitement de données

Auteur : Jean Lemay

ISBN : 978-2-924651-24-7

Copyright : 2017

Nombre de pages : 401

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Prix : 69.95 $ CAD

Aussi disponible en livre numérique
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Description

Le génie mécanique est une des branches de l’ingénierie qui offre un éventail d’applications d’une étendue impressionnante. Nombreuses sont celles qui nécessitent le contrôle de paramètres ou de mécanismes en se basant sur la mesure et l’analyse de diverses quantités physiques. De l’usine à l’environnement domestique, de l’avion à la manette de jeu vidéo, de l’appareil d’imagerie par résonnance magnétique au thermomètre auriculaire pour bébé, cette problématique de mesure, d’analyse et de contrôle est omniprésente dans nos vies.L’objectif de ce livre est de présenter les éléments de base servant à mettre en œuvre les techniques d’expérimentation en ingénierie, notamment dans les domaines du génie mécanique et du génie industriel. On y aborde les thèmes centraux reliés à la mesure : la physique des capteurs, notamment les capteurs actifs, les processus d’étalonnage statique et dynamique, l’électronique de base, l’analyse des incertitudes, l’acquisition de données et, finalement, le traitement des données dans le domaine temporel ainsi que dans le domaine des fréquences. L’ouvrage traite des principes exploités pour effectuer la mesure de quantités physiques telles que : la température, la pression, le débit, les forces et les déformations, la position et les vibrations. Il présente également des principales techniques mathématiques servant à traiter et analyser les signaux issus des capteurs.

Table des matières

Remerciements

Liste des unités et des symboles

Unités de mesure

Liste des symboles

Introduction

Chapitre 1 L’approche expérimentale

1.1 Design d’expérience

1.2 Analyse des incertitudes

Chapitre 2 Étalonnages et calculs de régression

2.1 Étalonnage statique

2.2 Étalonnage dynamique

2.3 Calculs de régression

Chapitre 3 Introduction à l’électronique

3.1 L’électronique et le génie mécanique

3.2 Notions de base

3.3 Amplificateur opérationnel et circuits de base

Chapitre 4 Acquisition de données

4.1 Généralités

4.2 Échantillonnage et recouvrement

4.3 Conversion A/N

4.4 Composantes de base d’un système d’acquisition de données

4.5 Pré-traitement des signaux

Chapitre 5 Mesure de la température

5.1 Généralités

5.2 Les détecteurs à variation de résistance électrique (RTD)

5.3 Les thermistances

5.4 Les thermocouples

Chapitre 6 Mesure de la pression

6.1 Concepts de base

6.2 Capteurs de pression

Chapitre 7 Mesure du débit

7.1 Conservation de la masse, débit massique et débit volumique

7.2 Classification des débitmètres

7.3 Exemple de standard international : la Norme ISO 5167

Chapitre 8 Mesure des forces et des déformations

8.1 Rappel sur les contraintes et les déformations

8.2 Extensométrie et jauges à variation de résistance électrique

8.3 Mesure d’une variation de résistance électrique : le pont de Wheatstone

8.4 Utilisation des jauges de déformation

8.5 Les cellules de charge

Chapitre 9 Mesure de la position et détection de la proximité

9.1 Les potentiomètres

9.2 LVDT, RVDT

9.3 Techniques basées sur des principes optiques

9.4 Les capteurs ultrasoniques

9.5 Les capteurs magnétostrictifs

9.6 Les capteurs inductifs et capacitifs

9.7 Les encodeurs de position relative et absolue

9.8 Les détecteurs de proximité

Chapitre 10 Mesure des vibrations

10.1 Quantités à mesurer et types de capteurs

10.2 Capteurs séismiques

10.3 Accéléromètres de type piézoélectriques

Chapitre 11 Post-traitement des données dans le domaine temporel

11.1 Notions de statistiques

11.2 Convergence statistique

11.3 Fonctions de corrélation

Chapitre 12 Post-traitement des données dans le domaine des fréquences

12.1 Fonctions d’analyse spectrale

12.2 Transformée de Fourier discrète

12.3 Problème de troncature

12.4 Algorithmes de FFT

12.5 Procédures de calcul

12.6 Incertitudes des estimateurs spectraux

Chapitre 13 Filtres numériques

13.1 Filtres numériques à une dimension

Annexes

Annexe A Exercices

Annexe B Rappel sur les probabilités et les statistiques

Annexe C Exemple détaillé de calcul des incertitudes

Annexe D Complément de la section 4.2 sur le recouvrement etle diagramme de repliement

Annexe E Réponse en fréquence d’un capteur séismique :analyse dimensionnelle

Bibliographie

Index


Auteur

Jean Lemay

Jean Lemay, ing., Ph. D., est professeur titulaire au département de génie mécanique de l’Université Laval. Suite à des stages de recherche dans le domaine de la turbulence au CEAT de Poitiers, France, et à l’Université de Cambridge, Royaume-Uni, il obtient en 1989 son diplôme de Ph. D. en génie mécanique (Université Laval). Il a précédemment obtenu ses diplômes de M.Sc. en génie mécanique (1986, Université Laval) et de B.Sc.A. en génie mécanique (1983, Université Laval). Ses champs de spécialisation se situent dans les domaines de la dynamique des fluides, de la turbulence, des énergies renouvelables, de l’aérodynamique, de la thermique et de l’instrumentation. Expérimentateur reconnu, il est auteur ou coauteur de près de 200 publications scientifiques et techniques, dont 10 demandes de brevets. En 28 années d’enseignement au département de génie mécanique de l’Université Laval, il a fortement contribué à la création d’un pôle d’excellence en méthodologie expérimentale, ce qui inclut notamment les techniques de mesure, la mécatronique, l’acquisition et le traitement des données. Il a élaboré plusieurs cours dans ces domaines et a développé de nombreux montages expérimentaux à caractère pédagogique. Il a reçu deux distinctions de Professeur étoile (1999 et 2012) de la Faculté des sciences et de génie et trois Prix Reconnaissance aux inventeurs (2012, 2013 et 2016) de l’Université Laval.