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UN EXEMPLE DE CAPTEUR |
UN EXEMPLE DE CAPTEUR
le circuit intégré LM35
Vue globale du sujet : objectifs, pré requis, capteur, fiche technique,
remarques, ...
Introduction :
Définition d'un capteur :
un capteur est un dispositif qui permet de transformer une
grandeur physique (position, température, lumière,
pression…) en une grandeur électrique (tension
ou courant).
Définition du graphe
d'étalonnage d'un capteur : le graphe d'étalonnage
d'un capteur est le graphe représentant sa tension de
sortie us en fonction de la grandeur physique
F
qu'il capte : us = f (F).
1) Brochage de la puce
1 : alimentation du capteur (+5 V) (fiche rouge)
2 : tension de sortie us (fiche verte)
3 : masse (fiche noire)
2) Recherche de la grandeur
physique captée
On se propose de déterminer expérimentalement si
le circuit intégré LM35 est (dans l'ordre) un capteur
de position, de lumière ou de température.
Représenter le schéma
du circuit utilisé, décrire les méthodes
utilisées et donner les résultats.
3) Conclusion
Quel type de capteur le circuit
intégré LM35 est-il ?
1) Schéma du montage
2) Protocole
3) Graphe d'étalonnage
1) Modélisation de la
courbe d'étalonnage
Que peut-on dire de la tension us par
rapport à la température
q
?
Quel type de fonction peut modéliser cette
relation ?
Donner son expression littérale.
Modéliser le graphe et le copier.
Donner l'expression numérique déduite de
la modélisation, en précisant les unités
utilisées pour les variables.
2) Conclusions :
Effectuer une étude
statistique des résultats obtenus par les différents
groupes ; en déduire un encadrement du résultat.
Comparer les résultats de
l'étude statistique avec les données constructeur (voir
fiche technique jointe).
En utilisant les données du constructeur, écrire la relation permettant de calculer
la tension us à partir de la température
q,
en précisant les unités utilisées pour les
variables.
En déduire la relation permettant de
calculer la température
q
à partir de la tension us, en précisant
les unités utilisées pour les variables.
Compte-tenu de ces relations et de
la tension d'alimentation du circuit, quelle est la température
minimale qui peut être captée ? La température
maximale qui peut théoriquement être captée ?
A votre avis, pourquoi ne doit-on pas, en réalité, atteindre cette
dernière température ? Quelles sont les valeurs limites données
par le constructeur ?
Par calcul, déterminer quelle
tension us correspond à la température
q
= 20°C.
Par calcul, déterminer quelle
température
q
correspond à la tension us = 370 mV.
3) Application : détermination d'une
température
Le voltmètre analogique, utilisé sur le calibre 0,5V, est gradué de
0 à 50. Quelle graduation correspondra à une température de 50°C ? En déduire la
correspondance entre la lecture sur le voltmètre et la température en °C.
Déterminer la température de l'air en utilisant le voltmètre analogique et
comparer avec l'indication d'un thermomètre.
1) Schéma du montage :
(en tenant compte que la température sera
comprise entre 10 et 30°C)
2) Réglage du
logiciel d'acquisition GTS :
Régler le temps sur 500 points en 60 secondes.
Préciser et justifier les réglages utilisés pour l'entrée analogique.
3) Tracé de
l'évolution de la température au cours d'une
dissolution :
On se propose de tracer l'évolution de la température
lorsqu'on dissout 5 g de nitrate d'ammonium dans environ 50 mL d'eau.
Proposer un protocole au professeur,
puis réaliser l'expérience.
Comment évolue la température
au cours de cette dilution ?
Cette dilution est-elle exothermique
ou endothermique ?
Consignes :
- ce TP sera rédigé avec le traitement de
texte "OpenOffice", les schémas étant
réalisés avec le logiciel de dessin spécialisé
"Ardoise de l'Electricité" ;
- les montages devront être vérifiés par
le professeur avant de les alimenter ;
- chaque comparaison doit être accompagnée de
l'écart relatif entre les grandeurs comparées.
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Activité proposée par le Lycée
P. et M. Curie 88 Neufchâteau (fev 2006)
Contact :
bertrand.welter@ac-nancy-metz.fr
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