Manuelle de température Matériel








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titreManuelle de température Matériel
date de publication29.03.2017
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typeManuel
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BTS SN1 – Physiquesv2ce2cg

March 17
TP1 : acquisition de signal

I acquisition manuelle de température

Matériel :

  • Un récipient d’eau bouillante

  • Un multimètre muni d’une sonde de température

  • Un PC équipé du logiciel Regressi

  • Un chronomètre ou montre

Protocole :

  • Faire chauffer une bouilloire électrique d’eau

  • Positionner dans un verre (ou bol) une sonde de température, régler le multimètre en mode mesure de température

  • Verser 10cl maximum d’eau bouillante environ dans le verre.

  • Réaliser un relevé de la température du verre toutes les minutes jusqu’à stabilisation de la mesure, noter la mesure et le temps.

Traitement des données (on peut réaliser cette étape simultanément à la prise de mesure)

  • exécuter le logiciel Regressi

  • sélectionner dans le menu fichier : nouveau puis clavier

  • première ligne noter pour symbole  : temps puis pour unité : « s »

  • seconde ligne noter pour symbole  : temperature puis pour unité : « ° »

  • enregistrer ce fichier sous le nom « TP1_temperature » dans votre contenair.

  • Saisir les données (convertir les minutes en secondes)

  • Afficher le graphe

  • en cliquant sur l’icône coordonnées, vous pouvez affiner les choix d’affichage. Selectionner un affichage en points (croix, cercle…) sans ligne.

  • La souris positionnée sur le graphe, faire un « clic droite » puis sélectionner sauver graphe puis copier comme bitmap.

  • Dans votre fichier de contre-rendu du TP1, coller cette image. Vous devez donc avoir sur votre contre-rendu un graphe ressemblant à celui-ci :



Interprétation :

Le graphe représente un signal. Il est l’image de la température du récipient d’au pendant une dizaine de minutes.

  1. S’agit-il s’un signal analogique ? échantillonné ? numérique ?

  2. Ce signal est-il périodique ? si oui quelle est sa période ? sa fréquence ?

  3. Ce signal est-il alternatif ?

  4. A l’aide du logiciel Regressi, réaliser les mesures suivantes :

Valeur initiale




Valeur finale (si valeur établie)




Valeur moyenne




Période d’échantillonnage




Fréquence d’échantillonnage




Nombre d’échantillons






  1. Clique sur l’onglet « modéliser », trouver la courbe mathématique qui modélise notre signal « au plus juste ». importer ce graphe sur le compte-rendu. Noter l’équation mathématique de cette fonction. De quelle famille de courbe s’agit-il ?

  2. Si on avait multiplié par deux la fréquence d’échantillonnage quelle aurait été la conséquence sur:

    1. La quantité de données ?

    2. La précision des mesures ?

    3. La qualité de l’information ?

  3. Si on avait divisé par deux la fréquence d’échantillonnage quelle aurait été la conséquence sur:

    1. La quantité de données ?

    2. La précision des mesures ?

    3. La qualité de l’information ?

  4. Conclusion :

Le choix de la fréquence d’échantillonnage et de la durée d’acquisition était-il correct ?

Interpréter physiquement ce graphe en quelques mots : valeur initiale, valeur finale, phénomène physique.

Qu’aurait-on observé si on avant réalisé la mesure sur un volume de 1 litre ?

II acquisition d’un échantillon de signal audio

Matériel :

  • Un PC équipé du logiciel Audacity. Audacity est un logiciel « freeware ». S’il n’est pas déjà installé, le télécharger et réaliser son installation

  • Un micro

  • Une source audio (son, échantillon de musique…)

Protocole :

  • Connecter le micro a l’entrée adéquate du PC

  • Ouvrir Audacity, selectionner le mode « mono »

  • En parallèle activer une source sonore de votre choix et réaliser l’enregistrement de cette source sur 3 secondes

  • Enregistrer le fichier audio dans votre contenair. Noter le nom du fichier, ainsi que son extension (« nom_de_fichier.extension »).

  • Réaliser une copie du graphique sur votre compte-rendu

Interprétation :

Le graphe représente un signal. Il est l’image de la pression acoustique instantanée au niveau du microphone.

  1. S’agit-il s’un signal analogique ? échantillonné ? numérique ?

  2. Ce signal est-il périodique ? si oui quelle est sa période ? sa fréquence ?

  3. Ce signal est-il alternatif ?

  4. A l’aide des informations fournies par le logiciel Audacity, réaliser les mesures suivantes (pour cela il ne faudra:







commentaire

Valeur moyenne







Amplitude maximale







Période d’échantillonnage







Fréquence d’échantillonnage







Nombre d’échantillons







Fréquence du signal (il elle existe)









  1. Clique sur l’onglet « modéliser », trouver la courbe mathématique qui modélise notre signal « au plus juste ». importer ce graphe sur le compte-rendu. Noter l’équation mathématique de cette fonction. De quelle famille de courbe s’agit-il ?

  2. En bas à gauche de l’écran, sous l’icône « projet à » on peut agir sur la fréquence d’échantillonnage. Modifier cette fréquence à 8000 échantillons pas seconde. Réaliser un second enregistrement du même son avec ce réglage. Sauvegarder le fichier audio. Quelle est la conséquence sur:

    1. La quantité de données (comparer le poids des deux fichiers audio)

    2. La précision des mesures ?

    3. La qualité de l’information ?

    4. La qualité de l’information (réaliser une écoute des deux fichiers, observe-t-on une différence ?)

  3. Conclusion :

Quelles sont les contraintes et conséquences sur le choix de la fréquence d’échantillonnage d’un signal audio ?

III acquisition d’une tension délivrée par un générateur basse fréquence (GBF)

Matériel :

  • Un GBF

  • Un oscilloscope

  • Un câble coaxial

Protocole

  • Générer (à l’aide du GBF) une tension sinusoïdale de fréquence et amplitude indiférente .

  • Connecter la sortie OUTPUT du GBF à l’entrée CH1 de l’oscilloscope

  • Observer le signal à l’oscilloscope.

  • Régler l’échelle verticale de l’oscilloscope pour que la figure occupe une grande partie de l’écran en hauteur

  • Régler l’échelle horizontale de l’oscilloscope pour que deux motifs du signal apparaissent sur l’écran l’écran en largeur

  • Agir éventuellement sur le menu trigger (ou balayage) pour stabiliser la courbe (la source doit être CH1, et le niveau (level) de déclenchement, matérialisé par la flèche sur la droite réglé sur une valeur compatible avec le signal.

  • Réaliser les mesures suivantes : valeur moyenne, amplitude « crête-à-crête », fréquence. Ces mesures doivent apparaitre clairement sur l’écran de l’oscilloscope .

  • Réaliser une copie de l’écran sur votre compte-rendu.

Interprétation

  • S’agit-il d’un signal analogique ? numérique ?

  • S’agit-il d’un signal périodique ? alternatif ?

  • Quelles sont les caractéristiques principales de ce signal ?

Entrainement

Renouveler l’exercice pour les signaux suivants :

  1. Tension sinusoïdale de fréquence 3.25kHz, d’amplitude 3v cac, d’offset 1.5V

  2. Tension rectangulaire comprise entre 0 et 5V, de fréquence 10kHz, de rapport cyclique 25%)

  3. Trois signaux de votre choix dont les caractéristiques sont toutes différentes des signaux déjà observés


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