Instrumenter, c'est prévoir les instruments ou les appareils de mesure, de commande, de sécurité ... permettant le contrôle et la marche automatique d'une installation industrielle.

Les orientations de formation

Sommaire


À l'attention des étudiants en stage. Vous trouverez la progression de l'année scolaire 2016-2017 dans les Archives ou en cliquant ici.

Planning Premier trimestre - 2017


DatePlanning prévisionnelPlanning réaliséTravail personnelAccompagnement personnaliséTravail personnel
S36
05 septembre
Présentation des modalités d'examen : référentielPrésentation de la signification du sigle CIRA : introduction de quelques éléments de contenu.
Répartition du travail pour la séance suivante.
Présentation de la structure du référentiel du diplôme : activités professionnelles, compétences. Le référentiel est le document contractuel entre l'enseignant et les étudiants.
Trace de la séance :
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Présentation du stage en entreprise.
Travail en équipe sur la lettre de motivation.
S36
06 septembre
Introduction aux systèmes automatisésTravail de mise en commun par groupe des recherches individuelles, avec rédaction d'un document pour le groupe.
Synthèse : structure d'un API, structure type d'un système automatisé.
Trace de la séance :
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Travail personnel d'équipe :
Nathan, Dan, Mejdoub, Quentin : Recherche sur les automates programmables : la structure et la place dans un système automatisé.
Ludovic, Abdassamad, Abdelssamad, Guillaume : Recherche sur les débitmètres par organe déprimogène.
Baptiste, Romain, Oubeidillah, Sarah : Recherche de documents constructeurs sur les capteurs de pression.
Samil, Ismael : Recherche sur la sonde Pt100.
Tao, Yassine : Recherche sur le thermocouple.
Lucas, Duc Vy, Thomas, Vivian : Recherche sur les capteurs de niveau capacitif
Valentin, Sedat, Esteban : Régulation : représentation en schéma bloc d'une boucle de régulation.
S37
12 septembre
Système de chauffage : schéma TI.Évaluation 1. Durée : 35 minutes.
Mise au point par rapport à l'évaluation et l'utilisation de la plateforme Office365.
Installation de chauffage domestique : le but, les différents constituants, début d'un schéma de principe.
Trace de la séance :
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Travail personnel :
Réviser le contenu des séances du 05 et 06 septembre 2017 en préparation d'un test de restitution.
Effectuer des recherches sur une installation de chauffage domestique.
S37
13 septembre
Application de la relation de la pression hydrostatique.Reprise de la relation de la pression hydrostatique et application au remplissage d'un réservoir : schéma TI avec explication.
Définition de la structure de l'API qui pilote l'installation.
Définition des adresses d'entrée / sortie.
Écriture du programme.
Trace de la séance :
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S38
19 septembre
Schéma TI installation chauffage avec explication.Évaluation 2 : durée = 1 heure.
Début d'élaboration du schéma TI d'une installation de chauffage domestique en groupe de 4 étudiants et mise en commun groupe classe en insistant sur la démarche d'élaboration.
Trace de la séance :
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Travail personnel :
Préparer test sur les relations : pression hydrostatique, pression, débit.
Application au remplissage d'une cuve de fioul dans une installation de chauffage, piloté par un API Schneider Electric.
Rechercher sur le site de VEGA un document constructeur qui permet de choisir le capteur de pression de l'application étudiée en cours.
Correction de la lettre de motivation pour les étudiants qui avaient préparé. Recadrage de l'intention directrice de la lettre. Sortir des formulations trop générales.
Trace de la séance :
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Travail personnel :
Venir avec 1 lettre de motivation par entreprise sélectionnée.
S38
20 septembre
Mesure de température : sonde Pt100, CTP, CTN.Reprise de l'application de la relation de la pression hydrostatique.
Explicitation des technologies de mesure d'une force : effet capacitif, jauge de contrainte, effet piezo-résistif.
Décodage partiel d'une documentation constructeur de capteur de pression.
Structure interne carte d'entrée analogique.
Calcul du courant de sortie pour une pression donnée.
Programme API de comparaison pour informer d'un seuil minimum.
Trace de la séance :
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Document constructeur capteur de pression Vegabar83
S39
26 septembre
Notion de métrologie.Évaluation 3 d'une durée de 2 heures.Travail personnel :
Recherche sur le fonctionnement des thermostats de radiateur.
Recherche sur les jauges de contraintes sur le site de HBM (HBM : jauge de contrainte).
Préparer test sur la mesure de niveau par pression hydrostatique avec les notions abordées durant la séance du 20 septembre 2017.
Travail personnel :
Poster sur la Plateforme Office365 dans le dossier «stage» une lettre de motivation par entreprise choisie. Il sera fait le point sur les entreprises choisies par les différents étudiants.
S39
27 septembre
Application des notions de métrologie.Reprendre le contenu vu depuis le début de l'année et dégager une structure des informations données.
Premier chapitre : installation du procédé de fabrication avec le schéma TI.
Deuxième chapitre : boucle de régulation avec le schéma fonctionnel et sa traduction sur le schéma TI.
Trace de la séance :
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S40
03 octobre
Structure type capteur-transmetteur.
Notion de point de mesure et métrologie.
Évaluation4 d'une durée de 1/2 heure.
La place de l'API dans l'installation d'un procédé de fabrication.
Les fonctions d'un point de mesure : informer, sécuriser, réguler, environnement.
Structure type d'un capteur avec les explications.
Trace de la séance :
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Travail personnel :
Préparer le test sur le contenu de la séance du mercredi 27 septembre : schéma TI et schéma fonctionnel.
Tableau de répartition des entreprises pour l'envoi des lettres de motivation et CV.
Réponse au questionnement personnel sur des notions de cours.
Préparation des devoirs.
Chaque étudiant assume le point sur lequel il veut porter son travail d'accompagnement personnalisé. Cela fait partie de l'apprentissage de l'autonomie et de la responsabilisation.
S40
04 octobre
Introduction aux notions de métrologie.Caractéristique Sortie = f(Entrée) d'un capteur. Application àun capteur de pression.
Notion d'erreur systématique et aléatoire.
Notion de distribution des mesures et approche statistique : moyenne et écart-type.
Trace de la séance :
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S41
10 octobre
Métrologie : notion de justesse, de fidélité, de précision.Évaluation 5 d'une durée de 65 minutes.
Exploration des notions de distribution de mesures à partir du sujet d'instrumentation de 2012 : calcul de la valeur moyenne, de la variance et de l'écart-type.
Trace de la séance :
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Travail personnel :
Préparer le test sur le contenu de la séance des 03 et 04 octobre.
Rechercher des informations sur :
- 316L et AlloyC276
- FKM, FFKM, FEPM
- G1/2, 1/2NPT
S41
11 octobre
Métrologie : application, appréciation des erreurs d'une chaîne de mesure.Représenter sur un graphique la distribution des mesures.
Application de la moyenne, de l'écart-type à la distribution.
Rappel sur les notions d'erreur systématique et d'erreur aléatoire.
Introduction des notions de justesse, de fidélité et de précision.
Notion d'incertitude absolue et relative et application.
Trace de la séance :
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S42
17 octobre
Métrologie : application, appréciation des erreurs d'une chaîne de mesure.Évaluation 6 d'une durée de 1h45.
Introduction des unités internationales.
Les organismes en lien à la métrologie.
La hiérarchisation des étalons.
Une rapide approche de l'étalonnage.
Trace de la séance :
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Document support à consulter :
Une approche de terrain de la métrologie - Gilles CALCHERA
Travail personnel :
Préparer le test sur le contenu des séances des 04, 10 et 11 octobre : fonction d'un point de mesure, exploitation de la caractéristique d'un capteur, les notions de métrologie.
S42
18 octobre
Métrologie : application, appréciation des erreurs d'une chaîne de mesure à partir de documents constructeurs.Précision sur la fonction des points de mesure.
Mise en place de la chaîne des incertitudes de mesure.
Application à partir de la documentation constructeur.
Trace de la séance :
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Vacances de la Toussaint
S45
07 novembre
Évaluation de synthèseÉvaluation 7 de synthèse. Durée : 2 heures.
Suivi de la recherche de stage : les étudiants sont invités à compléter régulièrement le tableau Excel de suivi sur la Plateforme Office365. Le fichier Excel se trouve dans Sharepoint / TS1CIRA-2017-2018 / Documents / Stage / Fiche-etat-recherche-stage.xlsx.
Travail personnel :
Préparer le test sur le contenu vu depuis le début de l'année avant de passer à l'étude des principes de mesure des grandeurs industrielles.
S45
08 novembre
Complément d'automatisme à l'évaluation 7.
Complément de métrologie : grandeurs d'influences, linérité, hystérisis, filtrage.
Différence entre gamme de mesure et étendue de mesure.
Analyse et compréhension de l'énoncé.
Différence entre le traitement combinatoire (alarme) et boucle de régulation.
Trace de la séance :
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S46
14 novembre
Vanne de réglage : constitution, les corps de vanne, rôle du positionneur, Évaluation 8 d'une durée de 1 heure 30
But et contexte d'utilisation d'une vanne de régulation.
Trace de la séance :
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Travail personnel :
Préparer test similaire au test 7 en mettant l'accent sur la réflexion (raisonnement, compréhension, adaptation) et moins sur la mémorisation (restitution).
Précision sur le calcul du nombre de points à la sortie du convertisseur CAN.
Incertitude d'une chaîne de mesure : modules en cascade.
Vérification de la conservation d'un capteur à partir d'une série de mesures.
Trace de la séance :
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Travail personnel :
Ramener tous les tests et leur corrigé pour retravailler les points délicats durant l'heure d'AP.
S46
15 novembre
Vanne de réglage : détermination du Cv, décodage d'un document constructeur.Caractéristique du fluide.
Constitution technologique d'une vanne de régulation.
Les différentes solutions technologiques pour les servomoteurs.
Les différentes solutions technologiques pour les corps de vanne.
Trace de la séance :
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S47
21 novembre
Évaluation sur les vannes.Évaluation 9 sur la débitmétrie et les vannes. Durée : 1 heure 20.
Le positionneur : sa fonction et sa structure interne.
La caractéristique intrinsèque de la vanne : linéaire, ouverture rapide, égal pourcentage et la fonction dans une boucle de régulation.
Trace de la séance :
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Travail personnel :
Pour préparer le test, aller sur le site débitmètre électromagnétique et débitmètre à effet vortex., visionner les vidéos décrivant le principe de fonctionnement.
Intégrer les notions sur les vannes de régulation vu en cours.
Rechercher des documents constructeurs sur les vannes et les différents corps de vanne, en consultant le site Direct Industry. Le fruit des recherches est à mettre sur la Plateforme Office365 dans TS1CIRA-2017-2018 / Documents / Travaux-personnel-cira / Dossier de l'étudiant.
S47
22 novembre
Les pompes centrifuges et volumétriques.Définition du Kv et du Cv.
Relations pour le dimensionnement d'une vanne.
Application du calcul du Kv à la maquette Débit-Pression-Niveau.
Application détermination d'une vanne : extrait sujet d'instrumentation session 2005.
Trace de la séance :
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S48
28 novembre
Les pertes de charge et détermination des pompes.Évaluation 10 sur les vannes et la débitmétrie. Durée : 2 heures.Travail personnel :
Pour préparer le test, aller sur le site débitmètre ultrasonique et débitmètre massique thermique., visionner les vidéos décrivant le principe de fonctionnement en prenant des notes. Si nécessaire visionner plusieurs fois pour intégrer le principe de fonctionnement.
Préparer le test sur toutes les notions vues sur les vannes de régulation, dont les différentes technologies de corps de vanne (à rechercher sur le site Direct Industry)
Compléments sur les principes de fonctionnement des débitmètres électromagnétique, à effet vortex, à ultrasons et massique thermique.
Démarche d'étude d'un automatisme : étudier le fonctionnement de l'installation (boucle de régulation, séquentiel, information, alarme), en déduire le nombre et le type d'entrées / sorties qui définit la configuration de l'unité de traitement.
Trace de la séance :
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S48
29 novembre
Évaluation sur les pompes.Éléments de correction du test.
Démarche d'étude d'un automatisme (suite) : adressage, câblage - raccordement.
Détermination de la vanne avec les explications.
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S49
05 décembre
Mesure de température par thermocouple : principe et formalisme.Évaluation 11 sur débitmètre massique Coriolis et organes déprimogènes, démarche d'étude d'un automatisme, calcul d'une vanne de régulation. Durée : 2 heures.Travail personnel :
Pour préparer le test, aller sur le site débitmètre à effet Coriolis. Pour les autres principes voir les vidéos débitmètre par organe déprimogène : diaphragme, tuyére, venturi. et débitmètre Pitot, visionner les vidéos décrivant le principe de fonctionnement en prenant des notes. Si nécessaire visionner plusieurs fois pour intégrer le principe de fonctionnement.
Préparer le test sur les principes des débitmètres ci-contre, le calcul de vanne et la démarche d'étude d'un automatisme.
S49
06 décembre
Mesure de température par thermocouple : principe et formalisme.Les pompes :
- Le but d'une pompe dans une installation.
- Analogie hydraulique - électrique
- Caractéristique générique d'une pompe
- Pertes de charges régulières
- Écoulement laminaire, écoulement turbulent
- Nombre de Reynolds
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Trace au format PDF
S50
12 décembre
Mesure de température par thermocouple : application industrielle.Évaluation 12 sur les pompes centrifuges, pompes à diaphragme, et pertes de charges régulières. Durée : 1 heure 30
Perte de charges régulières (suite) : utilisation du Diagramme de Moody, application à la maquette Débit-Pression-Niveau.
Trace de la séance :
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Travail personnel :
Pour préparer le test, aller sur les sites :
Pompe centrifuge - Principe de fonctionnement
Andritz - Pompe centrifuge verticale
Metso - Pompe centrifuge
Pompe centrifuge - Principe approfondi
Pompe à diaphragme - Fonctionnement
Aro - Manuel pompe à diaphragme (PDF).
Prenez note du contenu des documents, vous aurez à restituer avec vos mots.
Revoir également le cours sur les pompes du mercredi 06 décembre : but et application du nombre de Reynolds.
Reprise de la démarche d'étude d'un automatisme sur le support de l'évaluation 11.
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S50
13 décembre
Mesure de température par thermocouple : application industrielle.Pertes de charges singulières : calcul du coefficient du à la perturbation.
Choix de la pompe sur un réseau de caractéristiques.
Démarche d'étude d'une pompe de process.
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S51
19 décembre
Communication : les réseaux industrielsÉvaluation 13 sur les pompes et leur dimensionnement. Durée : 2 heures.Travail personnel :
Pour préparer le test, aller sur les sites :
Pompe à engrenage - Fonctionnement
Desmi Rotan - Pompe à engrenage
Alfa Laval - Pompe à lobes
Pompe à piston - Fonctionnement
Rexroth - Pompe à piston (PDF)
Aro - Pompe à piston (PDF)
Préparer le test de synthèse sur les pompes. Revoir le contenu des séances des 6 - 12 et 13 décembre 2017.
S51
20 décembre
Évaluation de synthèse.Différence entre régulation et asservissement.
Reprise du dimensionnement d'une pompe.
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Vacances de Noël

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Cours Premier trimestre

TitreFichier à télécharger ou site à consulter
Vocabulaire dans le domaine de la mesureLa Revue Mesures propose un glossaire des termes utilisés dans le domaine de la mesure.
Atmosphère explosibleDirective européenne 99/92 : protection en matière de sécurité et de santé des travailleurs.
Atmosphère explosibleDirective européenne 94/9 : appareils et systèmes de protection.
MétrologieUn tour d'horizon complet sur le domaine de la métrologie.

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Devoirs Premier trimestre

DateTitreCorrection
12 septembre 2017Évaluation 1 : relation pression, débit, structure API, structure système automatisé
19 septembre 2017Évaluation 2 : application pression hydrostatique, choix gamme mesure, calcul nombre de points, programme LADDERCorrection de l'évaluation 2
26 septembre 2017Évaluation 3 : application pression hydrostatique avec raisonnement, choix gamme mesure, calcul nombre de points, programme LADDERCorrection de l'évaluation 3
03 octobre 2017Évaluation 4 : schéma TI avec les codets et schéma fonctionnel avec le vocabulaire adéquat.Correction de l'évaluation 4
10 octobre 2017Évaluation 5 : fonction point de mesure, exploitation caractéristique d'un capteur.Correction de l'évaluation 5
17 octobre 2017Évaluation 6 : fonction point de mesure, métrologie (justesse, fidélité), distribution de mesures, courant sortie capteur.Correction de l'évaluation 6
7 novembre 2017Évaluation 7 : fonction point de mesure, métrologie (incertitudes), courant sortie capteur, schéma TI, adressage API.Correction de l'évaluation 7
14 novembre 2017Évaluation 8 : fonction point de mesure, courant sortie capteur, schéma TI, erreur de mesure.Correction de l'évaluation 8
21 novembre 2017Évaluation 9 : principe débitmètres électromagnétique et vortex, constitution vanne.
28 novembre 2017Évaluation 10 : principe débitmètres ultrasonique et massique thermique, corps de vannes, détermination vanne - extrait sujet 2005.Correction de l'évaluation 10
05 décembre 2017Évaluation 11 : principe débitmètres Coriolis et organes déprimogènes, démarche d'étude d'un automatisme, calcul de Cv.Correction de l'évaluation 11
12 décembre 2017Évaluation 12 : pompe centrifuge et à diaphragme, nombre de Reynolds.Correction de l'évaluation 12
19 décembre 2017Évaluation 13 : pompe à engrenages et à piston, pertes de charges, dimensionnement d'une pompe.Correction de l'évaluation 13

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Planning Deuxième trimestre - 2018


DatePlanning prévisionnelPlanning réaliséTravail personnelAccompagnement personnaliséTravail personnel
S02
09 janvier
Évaluation de synthèse du premier semestreÉvaluation 14 de synthèse sur le support du sujet d'examen 2010. Durée : 2 heures.Travail personnel :
Préparer le test de synthèse sur : schéma TI, métrologie (erreurs), débitmétrie, vanne, pompe, pression hydrostatique-niveau, API (structure, adressage, nombre de points ...), fonction d'un point de mesure.
Introduction à la mesure de température.
- la problématique de la mesure de température.
- la mesure de température par variation de résistance.
- la mesure d'une résistance.
- application dans la situation du montage 2 fils.
- détermination de l'erreur de mesure due à la longueur des câbles.
- la mesure de température par thermocouple : tension Seebeck, formalisme et propriétés.
Trace de la séance :
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S02
10 janvier
Mesure de température : Pt100.Formation sur la colonne de distillation
S03
16 janvier
Mesure de température : thermocouple - principe.Évaluation 15 sur la mesure de température par variation de résistance. Durée : 1h30
L'essentiel est dans le mot : thermocouple.
Les différents types de thermocouple (début).
Trace de la séance :
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Travail personnel :
Préparer le test sur la mesure de température abordée lors de la séance du 9 janvier 2018.
S03
17 janvier
Mesure de température : thermocouple - application.
S04
23 janvier
Évaluation de synthèse.
S04
24 janvier
Les réseaux industriels : numération.
S05
30 janvier
Les réseaux industriels : liaison série.
S05
31 janvier
Les réseaux industriels : protocoles.
S06
06 février
Évaluation de synthèse.
S06
07 février
Chronogramme, logigramme, Grafcet
S07
13 février
Chronogramme, logigramme, Grafcet
S07
14 février
Chronogramme, logigramme, Grafcet
S08
20 février
Chronogramme, logigramme, Grafcet
S08
21 février
Évaluation de synthèse.
Vacances d'Hiver
S11
13 mars
Mesure pression différentielle - niveau.
S11
14 mars
Mesure pression différentielle - débit.
S12
20 mars
Évaluation de synthèse.
S12
21 mars
ATEX
S13
27 mars
ATEX
S13
28 mars
SIL
S14
03 avril
SIL
S14
04 avril
Évaluation de synthèse.
S15
10 avril
Régulateur industriel.
S15
11 avril
Régulateur industriel.
S16
17 avril
Régulateur industriel.
S16
18 avril
Évaluation de synthèse.
Vacances de Printemps

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Devoirs deuxième trimestre

DateTitre

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Planning Troisième trimestre - 2018


DatePlanning prévisionnelPlanning réaliséTravail personnelAccompagnement personnaliséTravail personnel
Victoire 1945
S19
09 mai
S20
15 mai
S20
16 mai
S21
22 mai
S21
23 mai
S22
29 mai
S22
30 mai
Stage en entreprise

Devoir troisième trimestre

DateTitre

Documents de cours

Un regard de professionnel : Schneider ElectricMagazine InterSection Juin 2004 : la régulation
Trois fiches techniques de la Revue MesureLa régulation industrielle
Issu du site Technologue Pro : Chapitre 1Représentation symbolique de la régulation
Issu du site Technologue Pro : Chapitre 2Introduction à la régulation
Issu du site Technologue Pro : Chapitre 3Technologie et réglage des régulateurs
Issu du site Technologue Pro : Chapitre 4Fonctions complémentaires des régulateurs Numériques
Issu du site Technologue Pro : Chapitre 5Maintenance des régulateurs numériques
Issu du site Technologue Pro : Chapitre 6Caractéristiques des procédés industriels
Issu du site Technologue Pro : Chapitre 7Identification des procédés industriels
Issu du site Technologue Pro : Chapitre 8Boucles de régulation

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Documents constructeurs de capteurs

Le tableau ci-dessous est le fruit des recherches des étudiants sur les capteurs de pression, débit, niveau et température.
Il constitue une base de données professionnelle évolutive au rythme du travail personnel des étudiants.
Le présent tableau sera également un outil de travail pour illustrer les notions abordées en séance.


PressionDébitNiveauTempérature
Endress Hauser : capteur de pression différentielle.
Krohne : capteur de pression.
Vega : capteur de pression.
Burkert : débitmètre électromagnétique.
Krohne : débitmètre électromagnétique.
Endress Hauser : débitmètre électromagnétique Proline Promag.
Siemens : capteur de niveau radar.
Vega : capteur de niveau radar.
Delta Ohm : transmetteur pour Pt100.
Endress Hauser : sonde de température Pt100 - Manuel multilingue.
Endress Hauser : sonde de température Pt100.
Jumo : sonde Pt100.
Kimo : transmetteur pour Pt100.
Kimo : sonde de température Pt100.

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 Mise à jour : Mardi 16 Janvier 2018

Les informations de ce site peuvent être utilisées librement en conscience. Le but est d'enrichir la réflexion personnelle du lecteur.
Responsables du site : Bernard SCHNOERING Professeur d'instrumentation-régulation et Yves DARCQ Professeur d'automatisme