Formules Capteurs et ADC

Les formules de capteurs et d'ADC relient la résolution, la tension de référence et l'échantillonnage à la précision de mesure réelle. Ces calculateurs vous aident à choisir les convertisseurs et à mettre les signaux à l'échelle de leur pleine plage. Elles sont essentielles à l'acquisition de données et à l'instrumentation.

Calculateurs de formules Capteurs et ADC

Résultat calculé pour chaque formule Capteurs et ADC

Formule Expression Résultat calculé
Résolution du ADC (LSB) LSB = Vref / 2^N Reference Voltage 0.33 V, Resolution (bits) 0.8 bits → LSB Voltage = 0.1895 V
SNR Théorique du ADC SNR = 6.02 × N + 1.76 dB Resolution (bits) 0.8 bits → SNR (dB) = 6.576 dB
Température de Steinhart-Hart 1/T = A + B×ln(R) + C×(ln(R))³ Coefficient A 0.025, Coefficient B 0.055, Coefficient C 0.118, Thermistor Resistance 100 Ω → 1/T = -273.1
Pont de Wheatstone Vout = Vin × (R3/(R3+R4) − R2/(R1+R2)) Supply Voltage 0.33 V, R1 100 Ω, R2 0.22 kΩ, R3 0.47 kΩ, R4 47 Ω → Vout = 73.13 mV
Fonction de Transfert d'un Capteur Linéaire Vout = S × valeur + décalage Sensitivity (V/unit) 0.001 V/unit, Measured Value 0.025, Offset 0.726 V → Sensor Output = 0.726 V
Amélioration du SNR par Suréchantillonnage SNR_eff = SNR + 10 × log10(N) Original SNR 0.66 dB, Oversampling Ratio 0.025 → Effective SNR = -15.36 dB
RTD Callendar-Van Dusen R(T) = R0 × (1 + A×T + B×T²) R0 (at 0°C) 1 Ω, Coefficient A 0.025, Coefficient B 0.055, Temperature 2.5 °C → R(T) = 1.406 Ω
Variation de Résistance de Jauge de Contrainte ΔR = R × GF × ε Nominal Resistance 1 Ω, Gauge Factor 0.025, Strain (µε) 0.055 → Resistance Change = 1.38 × 10⁻⁶ mΩ
Tension à Effet Hall Vh = Rh × I × B / t Hall Coefficient 0.025 m³/C, Bias Current 100 µA, Magnetic Field 0.055 T, Plate Thickness 0.1 mm → Hall Voltage = 1.375 mV
Diviseur à Thermistance NTC Vout = Vcc × Rntc / (Rntc + Rfixed) Supply Voltage 0.726 V, NTC Resistance 100 Ω, Fixed Resistor 0.22 kΩ → Output Voltage = 0.2269 V
Variation du Capteur Capacitif ΔC = ε0 × A / d Permittivity (pF/m) 1 pF/m, Sensor Area 10 mm², Gap Distance 0.1 mm → Capacitance Change = 0.1 pF
Courant de Photodiode Iph = S × E × A Responsivity 0.025 A/W, Irradiance 0.055 W/m², Active Area 0.1 mm² → Photocurrent = 137.5 pA
Tension Seebeck d'un Thermocouple V = S × ΔT Seebeck Coefficient 0.025, Temperature Difference 2.5 °C → Thermocouple Voltage = 62.5 mV
Mesure de Courant par Shunt I = Vshunt / Rshunt Shunt Voltage 10 mV, Shunt Resistance 0.1 mΩ → Measured Current = 100 A
Mesure de Distance par Ultrasons d = v × t / 2 Round-Trip Time 100 ns → Distance = 0.01715 mm
Vitesse par Codeur Optique n = (count / PPR) × 60 / t Pulse Count 0.055, Pulses Per Rev 0.118, Measurement Time 100 µs → Speed (RPM) = 279700
SNR de l'ADC Limité par la Gigue d'Horloge SNR = −20 · log10(2π · f · tj) Input Frequency 100 kHz, RMS Jitter 1 ps → SNR = 124 dB
Tension de Bruit de Quantification de l'ADC e = (FS / 2ᴺ) / √12 Full-Scale Range 0.33 V, Resolution (bits) 0.025 → RMS Quantization Noise = 93.63 mV
Erreur de Dérive de la Référence de Tension error(ppm) = TC · ΔT Temp Coefficient 0.5 ppm/°C, Temperature Span 2.5 °C → Error = 1.25

Variables utilisées dans les formules Capteurs et ADC

  • LSB — Tension du bit de poids faible (V)
  • Vref — Tension de référence du CAN (V)
  • N — Résolution du CAN en bits
  • SNR — Rapport signal sur bruit maximal (dB)
  • T — Température en kelvins (convertie en °C en sortie)
  • A, B, C — Coefficients de Steinhart-Hart (issus de l'étalonnage ou de la fiche technique)
  • R — Résistance de la thermistance à la température mesurée (Ω)
  • Vout — Tension de sortie du pont (V)
  • Vin — Tension d'excitation du pont (V)
  • R1, R2 — Résistances dans un bras du diviseur (Ω)
  • R3, R4 — Résistances de l'autre bras du diviseur (Ω)
  • S — Sensibilité ou facteur d'échelle (V par unité de mesure)
  • valeur_mesurée — Grandeur physique mesurée
  • décalage — Tension de sortie à entrée nulle (V)
  • SNR_eff — Rapport signal/bruit effectif après suréchantillonnage et décimation (dB)
  • R(T) — Résistance de la sonde RTD à la température T (Ω)
  • R0 — Résistance à 0 °C (Ω)
  • A — Premier coefficient (3,9083 × 10⁻³ °C⁻¹ pour la norme IEC 60751)
  • B — Second coefficient (-5,775 × 10⁻⁷ °C⁻² pour la norme IEC 60751)
  • ΔR — Variation de résistance (Ω)
  • GF — Facteur de jauge (sans dimension)
  • ε — Déformation mécanique en microdéformation (µε)
  • Vh — Tension de Hall (V)
  • Rh — Coefficient de Hall (m³/C)
  • I — Courant de polarisation traversant l'élément de Hall (A)
  • t — Épaisseur de l'élément de Hall (m)
  • Vcc — Tension d'alimentation (V)
  • Rntc — Résistance de la thermistance CTN à la température actuelle (Ω)
  • Rfixed — Résistance série fixe (Ω)
  • ΔC — Variation de capacité due à la proximité (F)
  • ε0 — Permittivité du milieu de l'entrefer (F/m), typiquement 8,854 pF/m pour l'air
  • d — Distance entre le doigt et l'électrode (m)
  • Iph — Photocourant généré par la photodiode (A)
  • E — Éclairement énergétique (densité de puissance optique) à la surface du détecteur (W/m²)
  • V — Tension de sortie (niveau µV, saisie dans l’unité de base V)
  • ΔT — Différence de température entre les jonctions chaude et froide (°C)
  • V_shunt — Chute de tension aux bornes du shunt (V)
  • R_shunt — Résistance du shunt (Ω)
  • n — Vitesse de rotation (tr/min)
  • count — Nombre d’impulsions du codeur comptées pendant la période de mesure
  • PPR — Impulsions du codeur par tour
  • f — Fréquence du signal d'entrée analogique (Hz)
  • tj — Gigue d'ouverture/d'horloge efficace (RMS) (s)
  • e — Tension efficace du bruit de quantification (V)
  • FS — Plage d'entrée pleine échelle (V)
  • error — Erreur de dérive totale (ppm)
  • TC — Coefficient de température (ppm/°C)

Questions fréquentes sur Capteurs et ADC

Catégories de formules associées

Électronique de base Résistances Condensateurs Inductances Circuits CA Signal et dB

Parcourez l'index complet des formules pour les 32 catégories.