Mesurages sur carte CMS industrielle

25/01/2018
Publication 3EI 3EI 2018-91
OAI : oai:www.see.asso.fr:1044:2018-91:22151
DOI :
contenu protégé  Document accessible sous conditions - vous devez vous connecter ou vous enregistrer pour accéder à ou acquérir ce document.
- Accès libre pour les ayants-droit
 

Résumé

Mesurages sur carte CMS industrielle

Métriques

4
0
2.62 Mo
 application/pdf
bitcache://0db0d205f80e396438cdb2fcc44a4226ae72f5ea

Licence

Creative Commons Aucune (Tous droits réservés)
<resource  xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
                xmlns="http://datacite.org/schema/kernel-4"
                xsi:schemaLocation="http://datacite.org/schema/kernel-4 http://schema.datacite.org/meta/kernel-4/metadata.xsd">
        <identifier identifierType="DOI">10.23723/1044:2018-91/22151</identifier><creators><creator><creatorName>Jean-Philippe ILARY</creatorName></creator></creators><titles>
            <title>Mesurages sur carte CMS industrielle</title></titles>
        <publisher>SEE</publisher>
        <publicationYear>2018</publicationYear>
        <resourceType resourceTypeGeneral="Text">Text</resourceType><dates>
	    <date dateType="Created">Thu 25 Jan 2018</date>
	    <date dateType="Updated">Fri 26 Jan 2018</date>
            <date dateType="Submitted">Fri 20 Jul 2018</date>
	</dates>
        <alternateIdentifiers>
	    <alternateIdentifier alternateIdentifierType="bitstream">0db0d205f80e396438cdb2fcc44a4226ae72f5ea</alternateIdentifier>
	</alternateIdentifiers>
        <formats>
	    <format>application/pdf</format>
	</formats>
	<version>36742</version>
        <descriptions>
            <description descriptionType="Abstract"></description>
        </descriptions>
    </resource>
.

Mesurages sur carte CMS industrielle La Revue 3EI n°91 Janvier 2018 Thème 12 Mesurages sur carte CMS industrielle Jean-Philippe ILARY 29 rue du Maréchal Joffre, 78000 VERSAILLES I. Extrait du cahier des charges L’industriel a demandé que la formation aborde un maximum des points suivants : I.1. Procédés de mesures Donner des automatismes (règles de l’Art) lors de la mise en place de bancs de tests. L’objectif final est que la personne soit capable de réaliser des mesures pertinentes en milieu perturbé. • analyser les sources perturbatrices, • savoir critiquer sa mesure (voir ci-dessous), • réduire les boucles, • torsader les fils, • influence de la position des appareils de mesure, • procès verbaux d'essais. I.2. Appareils de mesures Présenter durant la formation des appareils de mesures, les moyens disponibles pour la mesure d’une température, d’un courant ou d’une tension. • appareils Numérique/Analogique (principes généraux de fonctionnement avec les avantages et les inconvénients) • échantillonnage (Théorème de Shannon) • bande passante (faire des tests pour lesquels la fréquence des signaux est trop grande pour la capacité de l’appareil) • précision : prendre conscience de la précision donnée par l’appareil de mesure, • unités : bien choisir les calibres pour une mesure donnée, • sondes de T° : o Sonde platine, o CTN, o Mesure par infrarouge. • mesures de courant : o Shunt, o Pinces classiques, o Tores de véhicule. I.3. Analyse d'une mesure Rendre critique l’opérateur afin qu’il puisse mettre en évidence une éventuelle erreur de mesure et refaire la mesure après avoir supprimé la source d’erreur. • étendu de mesure, • bande passante, • procédé adapté à la grandeur mesurée, • estimation de la valeur, • noter correctement l’unité (erreur à 1000), • le relevé : bien noter toutes les informations pour l’analyse. II. Organisation de la formation Les auditeurs (tous internes à l’entreprise) ont suivi une demi-journée de formation dans leur service réalisée par des experts de l’entreprise sur les bonnes pratiques recommandées par celle-ci. L’une d’elles par exemple, est de réaliser des mesures avec des capteurs et des instruments ayant leur certificat d’étalonnage à jour (ce n’était pas toujours le cas !). Ensuite, deux demi-journées étaient réalisées au sein de notre établissement. La matinée était destinée à la réalisation de mesurages sur des éléments simples (diodes, transistors et relais) des grandeurs courantes : tension, courant et température. L’après-midi était orientée sur des mesurages à réaliser sur une carte électronique fournie par l’entreprise provenant d’un de leur véhicule et fournissant des cas d’études variés. Durant ces deux demi-journées, un expert de l’entreprise et un enseignant encadraient les 12 ingénieurs. Cette formation a été répétée 8 fois, afin de toucher tous les services souhaités par l’entreprise. Elle a été élaborée par deux enseignants du lycée (mon collègue et moi) ainsi que plusieurs experts de l’entreprise. Cette collaboration a permis d’avoir un niveau technique adapté aux besoins et une approche pédagogique nécessaire afin de rassurer les auditeurs et vaincre leurs craintes. Résumé : En 2012, une grande entreprise française du secteur automobile a sollicité mon établissement pour mettre en place une formation sur les techniques de mesurage. En effet, selon l’industriel référant, les ingénieurs rencontraient des difficultés à se rendre sur les plateformes d’intégration électrique, ayant une retenue vis-à-vis des techniciens spécialisés. Les formations d’ingénieurs développent l’utilisation de l’outil Matlab/Simulink en règle générale, mais délaissent grandement les techniques de mesures et surtout l’aspect mise en œuvre. Le tout virtuel/simulé est de plus en plus présent dans nos formations au détriment de l’expérimentation. Les dernières réformes des filières STI2D et STS sont pleinement axées dans ce sens. Pour preuve, les professeurs de Physiques Appliquées deviennent des collègues rares. Les retours des industriels et des formations industrielles post-bac semblent le regretter. Je propose de présenter rapidement cette formation élaborée il y a 5 ans avec un collègue. Mesurages sur carte CMS industrielle La Revue 3EI n°91 Janvier 2018 Thème 13 Je développerai par la suite uniquement notre intervention, les deux demi-journées. III. Première demi-journée Cette matinée était destinée à trois activités autour de la diode, du relais et du transistor. La première activité (TP n°1) portée sur des mesurages à l’aide d’appareils adaptés simples et divers rappels sur la diode. La seconde (TP n°2) traitait de la problématique du relais dans l’automobile. Le dernier sujet (TP n°3) permettait, à l’aide d’une carte électronique de commande d’un transistor bipolaire de traiter du mesurage de potentiels non référencés à la masse. III.1. TP n°1 : Mesures simples La durée proposée pour cette activité est de 1,5 heures max. L’objectif premier est d’étudier et de mettre en œuvre des mesurages sur des composants électroniques simples. Pour cela, l’ingénieur avait à sa disposition le sujet et les documents techniques des composants utilisés. Il dispose aussi des matériels suivants : • Maquette - Composants passifs - • Alimentation continue de laboratoire 30V/3A • Appareils de mesure, • Caméra thermique. Le plan suivi est : L’objectif de ce TP a été défini en colaboration avec les experts métiers. • Mesurages simples à l’aide d’appareils adaptés (Multimètres, pinces) et rappels des caractéristiques des diodes, • Étude de la caractéristique I=f(U) d’une diode normale, d’une LED (verte et blanche) et d’une diode zéner, • Exploitation des documentations techniques, • QS : Etude zéner en dehors des spécifications du fabricant (Iz en dessous de qq mA), • QS : Comparaison de l’éclairement d’une LED alimentée à I=cste ou alimentée en PWM. Les parties QS sont des questions supplémentaires pour les auditeurs qui ont réussi à réaliser les mesurages rapidement et souhaitent aller plus loin. Ci-après, deux extraits de document du TP : Mesurages sur carte CMS industrielle La Revue 3EI n°91 Janvier 2018 Thème 14 III.2. TP n°2 : Le relais électromécanique Le relais est un composant qui peut poser divers problèmes dans l’automobile [Tant par ses modes de défaillance que par les contraintes de mise en œuvre (rebonds du contact, diode de roue libre etc.)]. La durée de 1 heure maximum permet à l’auditeur d’étudier et de mettre en œuvre des mesurages à l’oscilloscope sur un relais en fonctionnement. Le matériel disponible est : • Maquette Relais, • Alimentation continue de laboratoire 30V/3A, • Appareils de mesure, oscilloscope, • Sondes de tension. Le plan suivi est : Les objectifs de cette activité sont d’aborder des mesurages à l’aide d’un oscilloscope numérique (monocoup, sondes) et de mettre en évidence la problématique du relais. • Étude d’un relais électromécanique, caractéristique de la bobine I=f(U), (Problématique de la mesure de I : sonde, shunt…), • Montrer l’influence de la modification de la réluctance du circuit magnétique en fonction de la position de la partie mobile. • Commande en créneaux (GBF), observation des différents signaux Ub, Ib, Icharge et temps de réponses. • Montrer l’utilité de la roue libre (relevé sans et visualisation des surtensions), étude avec diode classique et zéner (QS). Mesurages sur carte CMS industrielle La Revue 3EI n°91 Janvier 2018 Thème 15 III.3. TP n°3 : Mesurage de potentiels non référencés à la masse. La mesure d’une différence de potentiel non référencée à la masse nécessite de prendre des précautions. Cette démarche de mesurage a été une difficulté pour une part importante des auditeurs. D’une durée de 1 heure 30 maximum, cette séquence permet d’étudier et de mettre en oeuvre des mesurages sur des transistors NPN et PNP. Matériel : • Maquette de transistors & Composants Actifs, • Alimentation continue de laboratoire 30V/3A, • Appareils de mesure, oscilloscope + sonde, • Caméra thermique. Le plan de cette activité est le suivant : L’objectif est d’étudier la commande d’un transistor (bipolaire) • Transistors bipolaires (NPN comme sur la carte industrielle et PNP), • Étude des modes linaire et bloqué/saturé, • Comment détecter un transistor défaillant ? • QS : Étude en fréquence, limite bande passante oscilloscope. Mesurages sur carte CMS industrielle La Revue 3EI n°91 Janvier 2018 Thème 16 IV. Seconde demi-journée Ayant revu les principes de base de la mesure, l’auditeur va pouvoir travailler sur une carte de l’entreprise, disponible dans l’un des véhicules de la gamme. Cette carte en CMS est composée uniquement de composants discrets (résistances, diodes et transistors). Cette fois-ci, la durée de l’étude est de 4 heures et l’auditeur dispose des documents techniques avec toutes les données nécessaires à l’étude et le sujet de TP. Le matériel disponible est : • Maquette avec Relais et Smart et carte CMS, • Boite avec composants de rechange, • Loupe de laboratoire, • Pinces CMS et pointes de touche fines, • Caméra thermique, • Thermomètres : infrarouge et thermocouple, • Petit ventilateur. L’objectif du TP était d’effectuer des mesures électroniques sur un système électronique CMS complet avec son organe de commande (Relais ou Smart). Cette étude a été menée en utilisant différents appareils de mesure (multimètre, oscilloscope, caméra thermique…) sur un support PCB avec des composants traditionnels et la carte CMS. Cette étude permet également de mettre en pratique les compétences suivantes : • Lecture de schéma et placement de composants sur PCB, • Mise en oeuvre de LED avec leur circuit de pilotage, • Montage à base de source de courant, • Dissipation thermique des composants, • Protection ESD, • Analyse de schémas, approche inter-systèmes, • Mise en oeuvre d’organes de commande (Relais et Smart). Tout au long de l’étude, des questions facultatives appelées « Approfondissement » sont proposées pour les personnes souhaitant développer certaines parties. Ces questions, ne sont conseillées qu’aux personnes trouvant trop aisé le questionnement normal (si ce n’est pas le cas, il sera difficile de traiter toute l’étude dans le temps imparti). Exemples de relevés : Tension crête : environ 200 V. Tension crête : environ 120 V. condensateur céramique 10 nF Mesurages sur carte CMS industrielle La Revue 3EI n°91 Janvier 2018 Thème 17 La carte industrielle est montée sur une carte maison afin de pouvoir l’alimenter soit par l’intermédiaire d’un relais, soit par l’intermédiaire d’un SMART. V. Bilan Le retour de la formation a été très positif : l’ensemble des auditeurs ont acquis les bases de la mesure principalement sur la mesure thermique d’un PCB et sur la mesure d’une tension non référencée. Durant ces séances, quelques cartes ont été endommagées suite, justement, à une mesure inadaptée. Cela a été très formateur et nous a permis d’effectuer des mesurages dans un objectif d’identification de composant défaillant. SMART VN540 Carte CMS industrielle SMART Relais