TP/TD ? Conditionnement d'un capteur de température
TP/TD ? Conditionnement d'un capteur de température. Objectif : on désire
standardiser l'information électrique émise par le capteur de température. A partir
de ...
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ique du capteur va varier avec la température.
Caractéristique théorique d une sonde de platine Pt100.
EMBED Equation.3
à 0 °C RPt100 = 100 Wð.
Caractéristique théorique d une sonde de platine Pt1000.
EMBED Equation.3
à 0 °C RPt10à0 = 1000 Wð.
Une sonde de platine fonctionne de 200 °C à +850 °C
2. Caractéristique de la sonde
2.1 Caractéristique expérimentale
Récupérer le fichier Excel Pt100, tracer et modéliser la caractéristique de la sonde.
Copier/coller le graphique avec le modèle
Noter son équation en remplaçant les variables « x » et « y » du modèle par les grandeurs physiques correspondantes.
Donner la dimension de chaque terme de léquation.
2.2 Caractéristique donner par le constructeur
Ouvrir le datasheet « DS_pt100.pdf ». Trouver dans le document les données qui vous permettront den déduire léquation caractéristique de la sonde.
Placer ces valeurs dans Excel, tracer le graphique et définir le modèle.
Remarque : on ne veut que le modèle. Inutile de perdre du temps sur la mise en page du tableau et du graphique.
3. Caractéristiques du conditionneur
On veut obtenir à la sortie du conditionneur une tension vs tel que vS = 1 V pour EMBED Equation.3 .
Exprimer vs en fonction de qð.
Exprimer vs en fonction de la résistance RPt100 de la sonde de platine.
Donner la dimension de chaque terme de l équation.
4. Détermination des éléments du conditionneur.
Le conditionneur est le montage électronique qui va adapter le signal du capteur pour obtenir linformation en tension désirée.
En observant léquation du paragraphe 3, déduire les deux opérations nécessaires et les montages correspondants pour obtenir vs.
1. noter ici une opération
2. noter ici la deuxième opération
5. Aspects techniques
On dispose pour réaliser le conditionneur :
- dune source de tensions symétriques +/- 15 V ;
- des ADI ;
- de résistors.
Pour des raisons techniques, le conditionnement va sopérer selon léquation :
EMBED Equation.3
6. Etude de la conversion tension courant.
Avec ce montage, on va récupérer une tension proportionnelle à RPT100.
On va précisément produire une tension : EMBED Equation.3
1. Montrer que i ne dépend pas de RPt100 mais uniquement de R1.
2. Exprimer vPt100 en fonction de RPt100 et i.
3. Déterminer R1.
4. Exprimer v100 en fonction de RPt100.
5. Exprimer vs en fonction de v100.
7. Etude du soustracteur
1. Donner léquation du montage
2. Sur quelle entrée du montage faut-il mettre la tension v100 ?
3. Sur quelle entrée du montage faut-il mettre une tension continue et quelle doit être la valeur de cette tension continue ?
4. R2 = 10 kWð, calculer R1.
8. Simulation dans Crocodile
1. Réaliser le montage dans le logiciel de simulation Crocodile Physic
copier coller le montage ici
2. Pour quelques valeurs (4 ou 5) de qð, relever vs et vérifier la relation entre vs et qð.
9. Extrapolation
1. Le montage peut-il fonctionner pour des températures négatives ?
2. Le montage peut-il fonctionner pour des températures supérieures à 100°C ?
Justifiez vos réponses à partir des équations ou en faisant un essai sur la simulation puis en copiant/collant le schéma dans le rapport.
STS CIM module 1 : capteurs ; module 3 : amplification
Claude Divoux, Lycée du Haut-Barr, février 2005 PAGE 3/ NUMPAGES 3
