Modélisation de la réponse d'un capteur à courants de Foucault comportant un noyau ferromagnétique en régime harmonique PDF Download
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Author: Fabrice Buvat
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Languages : fr
Pages : 142
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Book Description
DANS LE DOMAINE DE L'AERONAUTIQUE, L'INSPECTION PAR COURANTS DE FOUCAULT (CF) EST COURAMMENT UTILISEE POUR DETECTER LA PRESENCE DE ZONES DE CORROSION OU DE FISSURES. LE CONTROLE PAR CF AU MOYEN D'UNE SONDE COMPORTANT UN NOYAU FERROMAGNETIQUE CONSTITUE UN MOYEN EFFICACE POUR LA DETECTION DE CES ANOMALIES. DISPOSER D'UN MODELE PREDISANT LA REPONSE DE CE TYPE DE SONDE REPRESENTE DONC UN ENJEU MAJEUR.NOTRE TRAVAIL A CONSISTE A DEVELOPPER UN MODELE DETERMINANT LA REPONSE A UN DEFAUT D'UNE SONDE CF MUNIE D'UN NOYAU DE FERRITE. POUR MODELISER LES CHAMPS DANS LE NOYAU FERROMAGNETIQUE ET DANS LE DEFAUT, NOTRE CHOIX S'EST PORTE SUR LA FORMULATION EN INTEGRALES DE VOLUME RESULTANT DE L'APPLICATION DU THEOREME DE GREEN AUX EQUATIONS DE PROPAGATION DES CHAMPS. LES RESULTATS DE SIMULATION OBTENUS ONT ETE COMPARES A DES DONNEES SYNTHETIQUES OBTENUES A L'AIDE DE LA METHODE DES ELEMENTS FINIS PUIS ONT ETE VALIDES A L'AIDE DE DONNEES EXPERIMENTALES. PAR AILLUERS, CE MODELE EXACT POUVANT S'AVERER COUTEUX EN TEMPS DE CALCUL, L'UTILISATION DE L'APPROXIMATION DITE LOCALISEE NON LINEAIRE A ETE TESTEE ET MISE EN ŒUVRE POUR TRAITER LE PROBLEME DES DEFAUTS LONGS.CE MODELE A ETE INTEGRE AU SEIN DE LA PLATE-FORME DE SIMULATION EN CONTROLE NON DESTRUCTIF CIVA DEVELOPPEE PAR LE CEA.
Author: Fabrice Buvat
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Pages : 142
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DANS LE DOMAINE DE L'AERONAUTIQUE, L'INSPECTION PAR COURANTS DE FOUCAULT (CF) EST COURAMMENT UTILISEE POUR DETECTER LA PRESENCE DE ZONES DE CORROSION OU DE FISSURES. LE CONTROLE PAR CF AU MOYEN D'UNE SONDE COMPORTANT UN NOYAU FERROMAGNETIQUE CONSTITUE UN MOYEN EFFICACE POUR LA DETECTION DE CES ANOMALIES. DISPOSER D'UN MODELE PREDISANT LA REPONSE DE CE TYPE DE SONDE REPRESENTE DONC UN ENJEU MAJEUR.NOTRE TRAVAIL A CONSISTE A DEVELOPPER UN MODELE DETERMINANT LA REPONSE A UN DEFAUT D'UNE SONDE CF MUNIE D'UN NOYAU DE FERRITE. POUR MODELISER LES CHAMPS DANS LE NOYAU FERROMAGNETIQUE ET DANS LE DEFAUT, NOTRE CHOIX S'EST PORTE SUR LA FORMULATION EN INTEGRALES DE VOLUME RESULTANT DE L'APPLICATION DU THEOREME DE GREEN AUX EQUATIONS DE PROPAGATION DES CHAMPS. LES RESULTATS DE SIMULATION OBTENUS ONT ETE COMPARES A DES DONNEES SYNTHETIQUES OBTENUES A L'AIDE DE LA METHODE DES ELEMENTS FINIS PUIS ONT ETE VALIDES A L'AIDE DE DONNEES EXPERIMENTALES. PAR AILLUERS, CE MODELE EXACT POUVANT S'AVERER COUTEUX EN TEMPS DE CALCUL, L'UTILISATION DE L'APPROXIMATION DITE LOCALISEE NON LINEAIRE A ETE TESTEE ET MISE EN ŒUVRE POUR TRAITER LE PROBLEME DES DEFAUTS LONGS.CE MODELE A ETE INTEGRE AU SEIN DE LA PLATE-FORME DE SIMULATION EN CONTROLE NON DESTRUCTIF CIVA DEVELOPPEE PAR LE CEA.
Author: Houda Zaidi
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Languages : fr
Pages : 0
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Ce travail de thèse porte sur le développement d'outils de modélisation pour le contrôle non destructif (CND) par courants de Foucault (CF). Il existe actuellement une tendance à la mise en œuvre de capteurs souples qui représentent une solution pertinente pour inspecter des pièces ayant une surface complexe. L'objectif principal de cette thèse est l'élaboration de techniques permettant la modélisation de ce type de capteurs au sein de la méthode des éléments finis (MEF).Lors de la modélisation d'un capteur souple avec la MEF, trois problématiques se manifestent. La première concerne le maillage des milieux fins qui apparaissent dans ce type de configuration (distance capteur-pièce contrôlée, bobine plate, revêtement fin...). Le maillage de ces régions par des éléments simpliciaux peut poser des problèmes numériques (éléments déformés quand un maillage grossier est considéré et grand nombre d'inconnues quand un maillage fin est utilisé). La deuxième problématique concerne le déplacement du capteur. Si les différents sous-domaines géométriques (air, pièce, capteur...) sont convenablement remaillés pour chaque position du capteur, le temps total pourra être pénalisant. La troisième problématique relative à la modélisation d'un capteur souple porte sur l'imposition du courant dans des bobines déformées.Une comparaison de différentes approches nous a conduit à retenir la méthode overlapping, qui permet de considérer simultanément des milieux fins avec maillages non-conformes. Cette méthode permet d'effectuer le recollement de deux surfaces non planes et/ou de géométries différentes. La méthode overlapping a été implantée dans deux formulations duales (magnétique et électrique) en 2D et 3D intégrées dans le code de calcul DOLMEN (C++) du LGEP. La méthode overlapping a été validée pour la prise en compte de plusieurs types de régions minces (air, milieux conducteurs, milieux magnétiques, bobines plates...). La modélisation des capteurs souples nécessite aussi l'implantation d'une technique permettant d'imposer correctement les courants dans un inducteur de forme arbitraire. Une technique a été sélectionnée et programmée, d'abord pour des bobines classiques (volumiques) déformées puis pour des bobines plates flexibles. Afin de valider les développements réalisés, différentes configurations de test ont été traitées et les résultats comparés avec des solutions de référence analytiques ou expérimentales.
Author: Abdelhalim Zaoui
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Pages : 108
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Le contrôle non destructif par courants de Foucault est largement utilisé pour l’inspection des matériaux conducteurs. L’utilisation d’une matrice de capteurs assure le contrôle de grandes surfaces tout en minimisant les bruits dus au déplacement du capteur. D’autre part la miniaturisation des capteurs assure une bonne résolution spatiale. Dans le cas d’un fonctionnement en échantillonné, les techniques de modélisation sont les mêmes que celles utilisées pour un système mono capteur. Cependant, le fonctionnent en simultané des capteurs, bien qu’il garantisse un temps de réponse réduit, nécessite la mise en œuvre de nouvelles techniques de modélisation. Dans cette thèse, les techniques de modélisation du système mono capteur sont exploitées en vue de les généraliser au cas d’une configuration matricielle. Le principe de superposition est appliqué aux résultats de calcul par éléments finis 2D obtenus pour le cas du système mono capteur. La distribution tridimensionnelle du champ électromagnétique source est ainsi rapidement reconstituée. Une technique de perturbation est ensuite utilisée pour le calcul du champ de réaction. Cette dernière, en réduisant le domaine de calcul 3D au voisinage de la fissure, apporte un gain en temps de calcul et espace mémoire. Dans le but d’avoir un modèle rapide adapté à l’inversion itérative, le modèle de la fissure idéale basée sur les dyades de Green est généralisé au cas de la matrice de capteurs. Enfin, une inversion itérative par algorithmes génétiques est appliquée pour la reconstitution de la géométrie du défaut. Les modèles proposés sont validés par des calculs éléments finis 3D et par des mesures expérimentales
Author: PASCAL.. REGHEM
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Pages : 140
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UN DES MOYENS D'OPTIMISATION DE LA SENSIBILITE DES CAPTEURS A COURANTS DE FOUCAULT CONSISTE A MINIMISER LES PERTES DE LEUR CIRCUIT MAGNETIQUE. CEPENDANT L'UTILISATION D'UN CAPTEUR DE CE TYPE EN MILIEU INDUSTRIEL PEUT IMPOSER SIMULTANEMENT A SON CIRCUIT MAGNETIQUE DES CARACTERISTIQUES MECANIQUES PARTICULIERES. MONSIEUR REGHEM PRESENTE L'ETUDE D'UN CAPTEUR DE DETECTION DE LA POSITION D'UNE TOLE DESTINE A ETRE INCLUS DANS UN DISPOSITIF DE PILOTAGE D'UNE PRESSE D'EMBOUTISSAGE, CECI NECESSITANT DES CARACTERISTIQUES MECANIQUES SPECIFIQUES. L'OPTIMISATION DE LA SENSIBILITE DU CAPTEUR PERMET L'AMELIORATION DES PERFORMANCES DE L'ENSEMBLE INCLUANT EGALEMENT L'ELECTRONIQUE DE CONDITIONNEMENT, DONT LES DERIVES PROPRES PRENNENT ALORS MOINS D'IMPORTANCE. CEPENDANT, LES CARACTERISTIQUES MAGNETIQUES NECESSAIRES SE REVELENT A PRIORI INCOMPATIBLES AVEC LES IMPERATIFS MECANIQUES. IL A MIS AU POINT UN PREMIER PROTOTYPE REMPLISSANT LES CONDITIONS MECANIQUES MAIS PRESENTANT UNE SENSIBILITE REDUITE. IL A ALORS ETUDIE THEORIQUEMENT L'INFLUENCE DES PARAMETRES ELECTRIQUES ET MAGNETIQUES DU CAPTEUR SUR SA SENSIBILITE. IL A MENE L'ETUDE THEORIQUE AVEC DEUX MOYENS COMPLEMENTAIRES: 1) UNE ETUDE ANALYTIQUE INCLUANT DES APPROXIMATIONS, MAIS CONDUISANT A UNE IDEE SIMPLE DES PHENOMENES PHYSIQUES. LES APPROXIMATIONS NECESSAIRES A UNE INTERPRETATION FACILE DES RESULTATS L'ONT AMENE A SEPARER LES EFFETS DE LA GEOMETRIE DU CIRCUIT MAGNETIQUE ET CEUX DES COURANTS DE FOUCAULT; 2) UNE ETUDE PLUS PRECISE A L'AIDE D'UN LOGICIEL DE CALCUL DES CHAMPS PERMETTANT DE CONSIDERER DES CIRCUITS MAGNETIQUES PLUS COMPLEXES. LA COMPLEMENTARITE DE CES DEUX MOYENS D'ETUDE L'ONT CONDUIT A UNE SOLUTION OPTIMALE. CE TRAVAIL A ETE COUPLE AVEC DES EXPERIMENTATIONS MENEES SUR UN SITE INDUSTRIEL DE LA REGIE RENAULT
Author: Adel Zitouni
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Languages : fr
Pages : 187
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Dans cette thèse, nous présentons la modélisation et la réalisation d'un capteur à courants de Foucault basé sur le principe de la balance d'induction. L'objectif de ce détecteur est la localisation et l'identification de canalisations enterrées sans fouille. Nous avons défini un code pour chaque type de canalisation, et la reconnaissance du code entraîne l'identification de la canalisation. Nous appelons code une succession de motifs conducteurs, la longueur et les espaces entre ces motifs varient d'un code à un autre. Notre détecteur comprend une bobine d'émission qui génère un champ électromagnétique, et des bobines réceptrices captant le champ réfléchi créé par les courants de Foucault induits dans les motifs conducteurs du code. Une mesure du déphasage par détection synchrone permet l'obtention d'un signal représentatif des motifs du code. Cette mesure est ensuite conditionnée grâce à une étape de filtrage et débruitage par séparation de sources afin d'éliminer la présence d'un éventuel objet conducteur aux alentours. L'analyse de données permet le calcul des paramètres pertinents pour effectuer la classification. Nous avons ajouté un nouveau système de codage compatible et complémentaire à l'ancien, ainsi que des classifieurs assurant son identification tels que : la distance transformée, DTW (Dynamic Time Warping) et la reconnaissance structurelle. Nous avons également ajouté trois classifieurs pour le premier système de codage, basés sur les K plus proches voisins, la distance de Mahalanobis et les fonctions à base radiale RBF pour renforcer le système de reconnaissance. Une combinaison des résultats des différents classifieurs par une méthode de fusion de données permet d'obtenir une bonne fiabilité du système. Dans la dernière partie, nous présentons les nombreuses perspectives de développement dont la principale repose sur l'utilisation de cibles magnétiques comme motifs de code.
Author: Emna Amira Fnaiech
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Languages : fr
Pages : 0
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Le principe du contrôle par flux de fuite magnétique (Magnetic Flux Leakage MFL) consiste à aimanter la pièce à contrôler par un champ magnétique et à détecter à l'aide d'un capteur magnétique les fuites des lignes du champ qui résultent de la présence d'un défaut dans la pièce. Dans le but d'améliorer les performances d'un dispositif de détection, le CEA et la société Vallourec collaborent pour développer un modèle numérique dédié au contrôle virtuel des défauts longitudinaux dans les tubes ferromagnétiques. Le dispositif expérimental comprend un circuit magnétique tournant à une vitesse constante autour du tube qui défile. Dans le cadre de cette thèse, on débute le problème de la modélisation sans tenir compte des effets de la vitesse de rotation, il s'agit donc de résoudre un problème d'électromagnétisme en régime magnétostatique.Pour résoudre ce problème, on propose de comparer une approche semi-analytique basée sur le formalisme des équations intégrales (EI) et une approche purement numérique utilisant les éléments finis (EF).Dans la première partie de cette thèse, après avoir établi le formalisme théorique par EI, un premier modèle considérant des matériaux ferromagnétiques à perméabilité magnétique constante (régime linéaire) a été mis en œuvre en 2D. Ce modèle a été appliqué pour un exemple de système extrait de la littérature et validé numériquement par une comparaison des résultats EI/EF. Pour une meilleure détection, il est opportun de saturer magnétiquement la pièce. Le matériau ferromagnétique est alors caractérisé par une courbe B(H) non-linéaire. Par conséquent, la deuxième partie de la thèse a été consacrée à la mise en œuvre du modèle en régime non linéaire qui tient compte de cette caractéristique.Différentes méthodes de discrétisation ont été étudiées afin de réduire le nombre d'inconnues et le temps de calcul. L'originalité de la thèse réside dans l'utilisation des fonctions d'interpolation d'ordre élevé (polynôme de Legendre) pour une discrétisation des équations intégrales par une approche de type Galerkin. Les premiers essais de validation numérique de ce modèle ont été effectués sur un système MFL simplifié. Des premiers essais de validation expérimentale pour des données obtenues par EF ont été effectués en deux phases : La première a consisté à vérifier le distribution du champ magnétique pour un tube sain et en régime magnétostatique. La deuxième phase a consisté à calculer la réponse d'un défaut dans le tube ferromagnétique en tenant en compte les effets éventuels de la rotation du circuit magnétique par rapport au tube.
Author: Mohamed Bensetti
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Languages : fr
Pages : 127
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CE TRAVAL DE THESE ABORDE DES PROBLEMATIQUES LIEES AU CONTROLE NON DESTRUCTIF (CND) PAR COURANTS DE FOUCAULT, IL EST DECOMPOSE EN TROIS GRANDES PARTIES. LA PREMIERE A ETE CONSACREE A LAMISE EN ŒUVRE DE METHODES D'INVERSION POUR L'ESTIMATION DES PARAMETRES PHYSIQUES ET GEOMETRIQUES DE CIBLES. POUR CE FAIT, NOUS NOUS SOMMES INTERESSES AUX MODELES INVERSES A BASE DE RESEAUX DE NEURONES. DANS CE CONTEXTE DEUX APPLICATIONS ONT ETE ETUDIEES. LES MICRO-BOBINES SONT DEDIEES A PLUSIEURS APPUCATIONS TELLES QUE RADIO FREQUENCE (RF), RESONANCE MAGNETIQUE NUCLEAIRE (RMN), CONTROLE NON DESTRUCTIF (CND). SELON L'APPLICATION, CES MICRO-BOBINES PEUVENT ËTRE UTILISEES EN HAUTE FREQUENCE (HF). EFFECTIVEMENT, LA REPONSE EN HF EST DIFFERENTE DE CELLE EN BF A CAUSE DES EFFETS DE PEAU ET DE PROXIMITE QUI INFLUENT SUR LES PARAMETRES ELECTRIQUES DE LA MICRO-BOBINE. LA RESISTANCE ET L'INDUCTANCE DEPENDENT DE LA FREQUENCE ET LA CAPACITE DE PARASITE NE PEUT ETRE NEGLIGEE. LA SECONDE PARTIE EST CONSACREE A LA MISE EN ŒUVRE D'UNE METHODE ORIGINAL EN COMBINANT ENTRE UNE ANALYSE MAGNETODYNAMIQUE ET UNE ANALYSE ELECTROSTATIQUE POUR LA DETERMINATION DES PARAMETRES ELECTRIQUES DU SCHEMA EQUIVALENT. LE DERNIER ASPECT ABORDE A ETE CONSACRE A L'ELABORATION D'UNE APPROCHE HYBRIDE ASSOSIANT LA METHODE DES ELEMENTS FINIS ET LA METHODE DES INTEGRALES DE FRONTIERES (MIF) POUR CALCULER LA REPONSE DU CAPTEUR EN PRESENCE DE FISSURES. DEUX TYPES DE VALIDATIONS ONT ETE REALISES DANS CE TRAVAIL, UNE COMPARAISON DES RESULTATS OBTENUS PAR LA METHODE DES ELMENTS FINIS AVEC DES RESULTATS FOURNIS PAR LE CEA (LOGICIEL CIVA) ET UNE VALIDATION DE LA METHODE HYBRIDE EN UTILISANT UN DISPOSITIF DE MESURE AU LABORATOIRE.
Author: Yannick Naudet
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Languages : fr
Pages : 164
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LES TRAVAUX PRESENTES DANS CE MEMOIRE CONCERNENT UNE ETUDE SUR LES POSSIBILITES D'APPLICATION D'UNE TECHNIQUE AVANCEE DE TRAITEMENT DU SIGNAL, LA SEPARATION DE SOURCES, AU TRAITEMENT DE LA REPONSE D'UN CAPTEUR DE PROXIMITE A COURANTS DE FOUCAULT. L'OBJECTIF EST DE FOURNIR UNE SOLUTION MAJORITAIREMENT LOGICIELLE POUR COMPENSER L'INFLUENCE DE LA TEMPERATURE DE LA CIBLE SUR UNE MESURE DE DISTANCE PRISE PAR UN TEL CAPTEUR. AFIN DE PERMETTRE L'UTILISATION DE TECHNIQUES DE SEPARATION, UN CAPTEUR MULTI-FREQUENCES UTILISANT UNE BOBINE PLATE A ETE CONCU. NOUS DEVELOPPONS TOUT D'ABORD UNE EXPRESSION THEORIQUE DE LA REPONSE EN FREQUENCE DU CAPTEUR, EN ETUDIANT LA PRISE EN COMPTE DE LA GEOMETRIE DE LA BOBINE, AINSI QUE DES EFFETS DE PEAU ET DE PROXIMITE. ENSUITE, PAR UNE ETUDE DE L'INFLUENCE DE LA TEMPERATURE SUR LA REPONSE, NOUS MONTRONS LA COMPLEXITE DU PROBLEME ET LES DIFFICULTES QUE POSERAIT LA RECHERCHE D'UNE SOLUTION ANALYTIQUE POUR EXTRAIRE A LA FOIS LA DISTANCE ET LA TEMPERATURE. APRES UN BREF ETAT DE L'ART SUR LA SEPARATION DE SOURCES, NOUS DEVELOPPONS DEUX APPROCHES SUSCEPTIBLES DE FOURNIR UNE ESTIMATION CORRECTE DE LA DISTANCE CAPTEUR-CIBLE. NOUS APPLIQUONS D'ABORD UN TRAITEMENT GLOBAL SUR TOUTE L'ETENDUE DE MESURE DU CAPTEUR, POUR LEQUEL IL EST NECESSAIRE D'EFFECTUER UNE ETAPE VISANT A LINEARISER LE MELANGE DE DISTANCE ET DE TEMPERATURE ISSU DE LA REPONSE NON-LINEAIRE. AFIN D'AMELIORER LES RESULTATS OBTENUS AVEC UNE SEPARATION AVEUGLE LINEAIRE CLASSIQUE, NOUS PROPOSONS UNE APPROCHE NON-AVEUGLE AINSI QU'UNE AUTRE EXPLOITANT UN EFFET DE RESONANCE STOCHASTIQUE APERIODIQUE. NOUS PROPOSONS ENSUITE UNE SEPARATION LOCALE AUTOUR D'UN POINT DE FONCTIONNEMENT, QUI PERMET DE TRAITER DIRECTEMENT LA REPONSE EN FREQUENCE. FINALEMENT, CETTE TECHNIQUE PERMETTRA D'OBTENIR UNE PRECISION SUFFISANTE POUR L'ESTIMATION DE LA DISTANCE, MALGRE LA PRESENCE D'UN MELANGE LINEAIRE-QUADRATIQUE QUE NOUS METTONS EN EVIDENCE.
Author: PASCAL.. VASSEUR
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Languages : fr
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UN CAPTEUR INTELLIGENT EST UN APPAREIL DONT LA REPONSE PREND EN COMPTE CERTAINES MODIFICATIONS DE L'ENVIRONNEMENT (GRANDEURS D'INFLUENCE). LE TRAVAIL QUE NOUS PRESENTONS CONSISTE A ESSAYER DE MONTRER QUE L'ON PEUT CONCEVOIR UN TEL APPAREIL EN PRENANT POUR BASE UN CAPTEUR DE PROXIMITE A COURANTS DE FOUCAULT. LES GRANDEURS D'INFLUENCE DONT NOUS ETUDIONS LES EFFETS SONT ICI LA TEMPERATURE ET L'HUMIDITE. LE CONDITIONNEUR UTILISE EST UN OSCILLATEUR DONT NOUS AVONS AMELIORE LES PERFORMANCES DE FACON A ATTEINDRE UNE STABILITE SUFFISANTE. LES ACQUISITIONS SONT FAITES A PARTIR D'UN BANC DE MESURE DONT NOUS AVONS REALISE L'AUTOMATISATION. NOUS MONTRONS, BIEN QUE LES MESURES SOIENT PERTURBEES PAR DE NOMBREUX PHENOMENES, QU'IL EST CERTAINEMENT POSSIBLE DE CONCEVOIR UN CAPTEUR INTELLIGENT. UN MODELE THEORIQUE DU CAPTEUR A ETE ETUDIE, IL PERMET DE PREVOIR UNE REPONSE EN FREQUENCE QUI EST UNE FONCTION DE LA DISTANCE ET DE LA TEMPERATURE ET MONTRE UNE BONNE CORRELATION AVEC LA REALITE
Author: ALAIN.. LECLER
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Languages : fr
Pages : 150
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CONCEPTION D'UN CAPTEUR DE PROXIMITE A BOBINE PLATE. FABRICATION D'UNE BOBINE IMPRIMEE. MODELISATION, CALCUL ET MESURE DES CARACTERISTIQUES ELECTROMAGNETIQUES. SYSTEME DE DETECTION D'UNE CIBLE, UTILISANT DEUX CAPTEURS
