Sciences de l'ingénieur

Cette leçon est consacrée aux capteurs, actionneurs et à la chaîne d'acquisition, des notions centrales du programme officiel de Terminale en Sciences de l'ingénieur (SI) pour l'épreuve de spécialité du Baccalauréat. Elle part du rôle du capteur, composant qui convertit une grandeur physique du milieu extérieur (température, luminosité, position angulaire) en un signal électrique exploitable, et détaille les étapes de la chaîne d'acquisition : adaptation du signal, numérisation via un convertisseur analogique-numérique (CAN), et traitement par un microcontrôleur — en la distinguant explicitement de la chaîne d'énergie, qui relève elle de la puissance mécanique.

Le contenu approfondit la formule de résolution d'un CAN à n bits (R = Vref/2^n), qui exprime le plus petit écart de tension détectable, ainsi que la notion de linéarité d'un capteur, définie comme la proportionnalité entre la grandeur physique mesurée et le signal de sortie, propriété qui facilite l'étalonnage. Il présente aussi l'amplificateur opérationnel en montage suiveur, utilisé pour adapter l'impédance entre deux étages d'un circuit sans en modifier l'amplitude.

Côté actionneurs, la leçon explique le fonctionnement du moteur pas à pas, qui avance d'un angle fixe à chaque impulsion électrique reçue, permettant un positionnement précis en boucle ouverte. Elle traite également des composants d'interface entre commande et puissance : l'optocoupleur, qui assure une isolation galvanique par signal lumineux entre deux circuits, et la diode de roue libre, placée en parallèle d'une bobine pour absorber la surtension générée à l'ouverture d'un circuit inductif et protéger les composants de commande.

Ces notions sont essentielles pour l'épreuve de Bac SI, où l'analyse d'un système technique impose fréquemment d'identifier et de caractériser précisément la chaîne d'acquisition d'une grandeur physique, du capteur jusqu'au signal numérique traité par le système.

À travers dix questions et douze fiches de révision, l'apprenant s'entraîne à différencier les étapes de la chaîne d'acquisition, à calculer ou interpréter la résolution d'un CAN, à identifier les composants assurant l'isolation galvanique et la protection des circuits de commande, et à expliquer le principe de fonctionnement d'un moteur pas à pas.

Contenu généré à partir d'une consigne de sujet (pas de document source téléversé — grounding faible) : «Épreuve de spécialité Sciences de l'ingénieur (SI) du Baccalauréat, programme officiel de Terminale : capteurs, actionneurs et chaîne d'acquisition.». Le contenu couvre la résolution d'un convertisseur analogique-numérique (CAN), le fonctionnement du moteur pas à pas, et les composants de protection/isolation (optocoupleur, diode de roue libre).