UE73 - Phys5C - Chaîne de mesures physiques

Le module Chaine de mesures physiques abordera les points suivants :
0 - Introduction et contexte : de l’électricité à l’électronique, quelques chiffres & évolution des marchés de l’électronique, de l’électronique analogique au monde numérique
1- Les bases de l’électronique analogique : les composants de bases idéaux et réels R, L, C, D, les lois de bases, passage du continu (DC) à l’alternatif (AC) : notation complexe, le quadripôle, notion d’impédance d’entrée et de sortie, l’amplificateur opérationnel : une brique analogique à tout faire
2 - Les fonctions analogiques de bases : notions d’alimentation électrique, du capteur à l’acquisition & conditionnement d’un signal
3- Passage du monde analogique au monde numérique : introduction et contexte
4 – Les conversions CAD et CDA : tension de référence, codage digital & résolution, les différents types d’ADC, erreurs de conversion, conversion Digitale Analogique (DAC)
4- Vers le monde Arduino : utilisation des convertisseurs internes pour la réalisation d’une chaine de mesure complète

Cet enseignement vise à présenter et à mettre en pratique les concepts et outils permettant de réaliser une chaine de mesure, de la grandeur physique d’intérêt et du capteur associé à la mesure d’une grandeur électrique représentative de cette grandeur physique. Les enseignements couplent une approche numérique par l’utilisation d’outils de simulation de type Spice avec des travaux pratiques expérimentaux permettant de s’approprier réellement les briques nécessaires pour réaliser une mesure de qualité. Le objectifs peuvent se résumer en trois points :
- Connaître et comprendre l’électronique de base et sa mise en œuvre dans le cadre d’une chaine d’acquisition
- Savoir utiliser les dispositifs de mesure et d’analyses et quelques outils de simulations de base
- Comprendre la révolution des solutions numériques embarqués pour Acquérir / Traiter / Piloter

- Notions physiques : électricité continue (Thévenin, lois de base) et alternative (notation complexe & circuits RLC), mesure des grandeurs électriques
- Notions mathématiques : nombres complexes, calcul intégral et différentiel, transformée de Fourier, calcul matriciel.

RNCP38978BC06 - Résoudre un problème en sciences physiques, développer des modèles
- Identifier les techniques couramment utilisées dans les domaines du génie civil, de la mécanique des fluides et des solides et du génie mécanique, de la thermodynamique et de la thermique, de la physique des matériaux, des sciences chimiques, des géosciences, de l’astronomie, de l’informatique
- Mobiliser les concepts fondamentaux pour modéliser, analyser et résoudre des problèmes simples de physique
- Aborder et résoudre par approximations successives et décompositions un problème complexe
- Valider un modèle par comparaison de ses prévisions aux résultats expérimentaux et apprécier ses limites de validité
- Transmettre les résultats obtenus suite à la résolution d’un problème, une analyse ou une campagne expérimentale

RNCP38979BC06 - Contribuer par ses connaissances en physique et en chimie à une meilleur maitrise des process physiques et /ou chimiques
- Modéliser, analyser et résoudre des problèmes simples dans les différents domaines de la physique et de la chimie en mobilisant les concepts fondamentaux.
- Identifier et mener en autonomie les différentes étapes d'une démarche expérimentale en physique et en chimie.
- Utiliser les appareils et techniques usuels en laboratoire les plus courants dans les domaines de la chimie et de la physique.
- Proposer des analogies, faire des estimations d’ordres de grandeurs et en saisir la signification afin d’améliorer la compréhension des phénomènes physiques et chimiques.
- Transmettre les résultats obtenus suite à la résolution d’un problème, une analyse ou une campagne expérimentale.

NCP38978BC07 - Mener des expérimentations dans le domaine de la physique, effectuer des mesures et interpréter les résultats
Identifier et mener en autonomie les différentes étapes d’une démarche expérimentale
- Identifier les sources d’erreur pour calculer l’incertitude sur un résultat expérimental
- Exploiter des logiciels d’acquisition et d’analyse de données avec un esprit critique
- Utiliser les appareils et les techniques de mesure en laboratoire les plus courants dans les différents domaines de la physique
- Interpréter des données expérimentales pour envisager leur modélisation
- Valider un modèle par comparaison de ses prévisions aux résultats expérimentaux et apprécier ses limites de validité

RNCP38979BC07 - Effectuer des campagnes expérimentales pertinentes dans le domaine de la physique et de la chimie et les analyser
- Exploiter des logiciels d'acquisition et d'analyse de données physiques et chimiques avec un esprit critique.
- Interpréter des données expérimentales physiques et chimiques puis les utiliser le cas échéant à des fins de modélisation.
- Valider un modèle par comparaison de ses prévisions aux résultats expérimentaux et apprécier ses limites de validité pour des applications mettant en jeu des phénomènes physiques et/ou chimiques.
- Identifier les sources d'erreur pour calculer l'incertitude sur un résultat expérimental issu d’un process physique ou chimique.
- Identifier et mener en autonomie les différentes étapes d'une démarche expérimentale en physique et en chimie.
- Utiliser les appareils et techniques usuelles en laboratoire les plus courants dans les domaines de la chimie et de la physique.

RNCP38978BC04, RNCP38979BC04 - Se positionner vis à vis d’un champ professionnel
- Identifier et situer les champs professionnels potentiellement en relation avec les acquis de la mention ainsi que les parcours possibles pour y accéder
- Caractériser et valoriser son identité, ses compétences et son projet professionnel en fonction d’un contexte

RNCP38978BC02, RNCP38979BC02 - Exploiter des données à des fins d’analyse
- Identifier et sélectionner avec esprit critique diverses ressources dans son domaine de spécialité pour documenter un sujet
- Analyser et synthétiser des données en vue de leur exploitation
- Développer une argumentation avec esprit critique

RNCP38978BC03, RNCP38979BC03  - S’exprimer et communiquer à l’oral, à l’écrit, et dans au moins une langue étrangère
- Se servir aisément des différents registres d’expression écrite et orale de la langue française