Conception, Fabrication et Évaluation Métrologique d’un Système d’Acquisition de Données Multi-Thermocouple à Faible Coût Basé sur Arduino

Abstract

Ce travail présente la conception, la réalisation et la validation métrologique d’un système d’acquisition de données (DAQ) multi-canaux à faible coût basé sur la plateforme Arduino. Le système est destiné à la mesure de température à l’aide de thermocouples de type K associés à des modules de conversion MAX6675, permettant l’acquisition simultanée de plusieurs points de mesure. Dans un contexte où la précision et la traçabilité des mesures sont essentielles, notamment en métrologie industrielle et scientifique, ce projet propose une alternative économique aux systèmes de mesure commerciaux coûteux. Le système développé intègre des fonctions d’acquisition, de traitement, d’affichage et de stockage des données en temps réel via carte SD. Une procédure d’étalonnage a été réalisée par comparaison avec un thermocouple étalon, permettant de déterminer des modèles de correction linéaires pour chaque capteur. L’évaluation des performances a été effectuée à l’aide du coefficient de détermination (R²), montrant une bonne corrélation entre les mesures du système et les valeurs de référence. Les résultats expérimentaux montrent que le système offre une bonne précision, une stabilité satisfaisante et une capacité d’extension multi-capteurs. Ce travail met en évidence l’intérêt des plateformes open source pour le développement de systèmes de mesure fiables, flexibles et à faible coût, adaptés aux applications pédagogiques et industrielles.

This work presents the design, fabrication, and metrological validation of a low-cost Arduino-based data acquisition (DAQ) system. The system is intended for temperature measurement using Type K thermocouples coupled with MAX6675 signal conditioning modules, enabling the simultaneous acquisition of temperature data from multiple measurement points. In a context where measurement accuracy and metrological traceability are essential, particularly in industrial and scientific metrology, this project proposes a cost-effective alternative to expensive commercial data acquisition systems. The developed system integrates real-time data acquisition, processing, display, and storage functions using an SD card. A calibration procedure was carried out by comparison with a reference thermocouple, allowing the determination of linear correction models for each sensor. The system performance was evaluated using the coefficient of determination (R²), which demonstrated a strong correlation between the measured values and the reference measurements.

The experimental results show that the developed system provides good measurement accuracy, satisfactory stability, and scalability for multi-sensor applications. This work highlights the potential of open-source platforms for developing reliable, flexible, and low- cost measurement systems suitable for educational, laboratory, and industrial applications.

يقدمهذاالعملتصميموتنفيذوالتحققالمتروولوجيلنظاماقتناءبياناتمتعددالقنواتمنخفضالتكلفةيعتمدعلىمنصةArduino.يهدفالنظامإلىقياس درجةالحرارةباستخدامحساساتحرارية(Thermocouples)مننوعKمعوحدات تحويلMAX6675، مما يسمح بجمععدة قياسات بشكلمتزامن. فيظلالحاجةإلىقياساتدقيقةوقابلةللتتبعفيالمجاالتاالصناعيةوالعلمية،يقترحهذاالمشروعبديالاقتصاديااعنأجهزةالقياسالتجاريةالمكلفة.حيث يدمجالنظاموظائفجمعالبياناتومعالجتهاوعرضهاوتخزينهافيالوقتالحقيقيعبر بطاقةSD. تمإجراءعمليةمعايرةمنخللالمقارنةمعحساسمرجعيمماسمحباستخراجنماذجتصحيحخطيةلكلحساس.وتمتقييماألداءباستخداممعامل التحديدR²الذيأظهرارتباطااجيداابينقياساتالنظاموالقيمالمرجعية. أظهرتالنتائجالتجريبيةأنالنظاميتميزبدقةجيدةواستقرارمناسبوإمكانيةالتوسعلعدةحساسات.كمايبرزهذاالعملأهميةاستخدامالمنصاتالمفتوحة المصدرفيتطويرأنظمةقياسمنخفضةالتكلفةومرنةوموثوقة،مناسبةللتطبيقاتالتعليميةوالصناعي