Document professeur pour l activité 1 Intégrer un capteur dans une chaine de mesure

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1 Document professeur pour l activité 1 Intégrer un capteur dans une chaine de mesure Description de l activité : Fiche(s) de synthèse mobilisée(s) Type d activité Conditions de mise en œuvre Matériel utilisé Compétences mises en œuvre dans cette activité Parties F et G activité expérimentale demi-groupe Paillasses des élèves (pour les activités expérimentales) circuit électrique comportant une PT fils, une source de courant et deux multimètres. Générateur de tension continue réglable Montages soustracteur et multiplicateur et leur alimentation PC, Interface d'acquisition et son logiciel dédié. APP Rechercher l information utile pour atteindre l'objectif fixé. ANA Proposer un protocole expérimental REA réaliser le montage expérimental, les mesures et réglages nécessaires pour atteindre l'objectif fixé VAL Mesurer la température avec un thermomètre étalon et comparer avec l'affichage du voltmètre ou du logiciel

2 Éléments de réponses, démarche attendue, éventuels résultats expérimentaux : Activité 1 : Afficher la température mesurée par une sonde PT 100 T en C PT 100 R en PT 100 parcoure par intensité 1 ma U en mv 0 C C L'objectif recherché n'est pas atteint dans un premier temps car l'affichage de la tension ne correspond pas à la valeur de la température. Si on suppose que la tension est un simple nombre, il faut d'abord soustraire 100 mv puis multiplier par 100/38.5 = 2,6 On aura alors 0 et 100 mv pour les températures 0 et 100 C U1 = U U soustracteur = U1 - U2 U2 = 100mV Soustracteur Multiplicateur U multiplicateur = K (U1-U2) T U1 U soustracteur U multiplicateur 0 C 100 mv 0 mv C 138,5 mv 38.5 mv 100mV Pour simuler la sonde PT100 à 0 et 100 C, il est préférable d'utiliser des résistances de 100 et 138,5 s'affranchir de la non stabilité de la température lors du réglage du système.. Cela permet de Une des méthodes pour réaliser ce montage peut être d'utiliser des montages à AOP souvent présents dans les collections des lycées et dédiés aux fonctions soustracteur et amplificateur Une solution intégrant les deux fonctions est présentée en annexe. Elle est utilisable dans les deux parties de l'activité vue la grande variation possible du coefficient K. Activité 2 : Afficher la température mesurée par une sonde PT 100 sur un ordinateur Le sujet devra être adapté en fonction des interfaces présentes au lycée et du logiciel dédié. Celui-ci permet en général, l'affichage d'une grandeur physique à partir de la tension présente aux bornes d'une entrée analogique. Si le format de l'entrée analogique est 0-5 V, la tension de 100 mv correspondant à 100 C est trop faible. Il faut donc l'amplifier pour qu'elle atteigne 5 V par exemple. On utilise alors la pleine échelle de l'entrée analogique. On peut paramétrer le logiciel pour que le minimum corresponde à 0 C et le maximum à 100 C

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4 Annexe 2 : amplificateur différentiel VIN+ et VIN- sont les entrées de l amplificateur différentiel. Ces entrées sont reliées aux bornes de la PT 100. Le coefficient d amplification de l amplificateur est. Avec R1 = 330 et RV2 résistance variable multitours 20 k. Il est donc réglable entre 2.5 et 150 environ. Cette plage d'amplification permet une utilisation dans la partie 1 et dans la partie 2. Liste des Désignation Valeur Commentaire composants Quantité 1 R Rv2 20 k potentiomètre 2 C 3, C 4 100nF Céramique 2 C 6, C 7 47µF Chimique 25V (facultatifs) 1 CI INA114 ou AMP02 (equivalent) 2 D 1, D 2 1N4004 Diodes de protection en cas d inversion des bornes d alimentation Une réalisation est proposée ci-dessous à partir d une plaque de cuivre pré percée permettant la réalisation de prototype. (Voir

5 +15V Sortie 0V R 1 = 330 Ω C 3 = C 4 = 100 nf R v2 = trimmer 20 kω variable D1 CI1 : AMP02 ou INA 114 D 1 = D 2 = 1N4004 C 4 CI1 R v2 C 3 R1 D2 Vin- Vin+ -15 V Les pistes sont coupées sous le circuit intégré et sous R v2