| Etude d’une cha�ne �lectronique : r�alisation d’un thermom�tre |
1 - La cha�ne �lectronique
2 - Etude du capteur de temp�rature
2 – 1 Le circuit int�gr� LM 35
| Le capteur de temp�rature utilis� est un circuit int�gr� sp�cialis� LM 35 . Lorsqu’il est aliment� sous une tension de 15 V, la tension de sortie est proportionnelle � la temp�rature du milieu dans lequel est plong� ce capteur. |
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2 – 2 Etalonnage du capteur
Etalonner le capteur c’est trouver une relation math�matique entre la tension de sortie US du capteur et la temp�rature q
a - Montage
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b - Mode op�ratoire
mettre un b�cher rempli d’eau sur une plaque chauffante
allumer la plaque chauffante thermostat 1 ou 2
plonger le capteur dans l’eau et un thermom�tre num�rique ou � mercure.
relever � intervalles de temps r�gulier la temp�rature q et la tension US.Remarques :
c - Tableau de mesures
| q (�C) | ||||||||||||
| US (V) |
d - Trac� de la courbe d’�talonnage US = f (q ) et interpr�tation
Tracer dans REGRESSI la courbe US = f (q ) , montrer que cette courbe est une droite et la mod�liser.
Donner la relation math�matique liant la tension de sortie US � la temp�rature q .
Quel est l’unit� du coefficient directeur ?
Placer le capteur � l’air ambiant , mesurer la tension de sortie , en d�duire la temp�rature de la salle par la lecture de la courbe d’�talonnage. V�rifier la mesure � l’aide du thermom�tre.
3 – Dispositif amplificateur
3 – 1 D�termination du gain
On se propose d’amplifier la tension de sortie US pour obtenir :
une lecture de 0 V lorsque la temp�rature q est �gale � 0 �C
une lecture de 10 V lorsque la temp�rature q est �gale � 100 �C
Quel doit �tre la valeur exacte du coefficient total A = K.a pour satisfaire � ces 2
conditions ?
On utilise pour cette amplification un montage amplificateur non inverseur
rappel : sch�ma et relation du montage amplificateur non inverseur
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US = . Ue En
d�duire la valeur du gain K pour le montage amplificateur inverseur |
3 – 2 R�alisation du thermom�tre
Ajuster � l’aide d’un ohmm�tre la valeur exacte de la r�sistance r�glable R2
R�aliser le montage ci-dessous
Faire v�rifier le circuit par le professeur
3 – 3 Mesures
Pour tester ce thermom�tre relever les valeurs affich�es par le voltm�tre puis les convertir en temp�ratures pour les diff�rents cas suivants :
air ext�rieur (pour les groupes proches des fen�tres)
air ambiant de la salle de classe
paume de la main, etc...Faire les m�mes mesures � l’aide du thermom�tre num�rique et le thermom�tre � mercure. CONCLUSION ?
4 – R�alisation d’une alarme.
4 – 1 But
A partir du thermom�tre pr�c�dent , on peut ajouter un �tage
" alarme " qui d�clenche un signal sonore (buzzer) ou lumineux (LED)
lorsque la temp�rature d�passe une valeur affich�e (consigne)
4 – 2 Principe de l’�tage " alarme "
le comparateur : on utilise un second amplificateur op�rationnel mont� en comparateur .
| Rappel
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La tension U’s du thermom�tre est compar�e � une tension de r�f�rence Uref que l’on pourra faire varier � l’aide d’un diviseur de tension .
le diviseur de tension
Calculer les valeurs minimale et maximale de la r�sistance r�glable r2 du diviseur de tension pour la tension de r�f�rence Uref puisse varier de 0 V (soit 0�C) � 10 V (soit 100�C) et sachant que r1 = 500 W
4 – 3 R�alisation du montage final.
R�aliser le montage ci-dessous :
remarque : pour alimenter le capteur et les 2 amplificateurs op�rationnels, on n’utilisera qu’une seule alimentation sym�trique (+15V ;0 ;-15V)
Faire v�rifier le montage par le professeur
Tester apr�s v�rification en r�glant la tension de r�f�rence pour afficher une consigne de 30�C
Prendre le capteur dans le creux de la main et patienter quelques instants :
- v�rifier que la temp�rature augmente progressivement
- noter � quel moment il y a d�clenchement de l’alarme (quelle est la LED qui s’allume ?)Conclusion ?
Contact : v.le-vergos@ac-nancy-metz.fr
