Un capteur est un organe de prélèvement d’informations qui élabore à partir d’une grandeur physique








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Exercice 2.

Une DEL est utilisée comme capteur de température. On mesure la tension à U ses bornes en fonction de la température .

 (°C)

2

5

10

15

22

28

35

40

50

60

70

U (V)

1,795

1,784

1,770

1,764

1,745

1,730

1,716

1,705

1,680

1,655

1,632




  1. tracer U= f(. Modéliser la courbe. Quelle relation mathématique lie U et 

  2. A quelle catégorie de capteurs appartient la DEL ?

  3. A quelle température la tension U vaut-elle 1,750 V ?

Exercice 3.

1. On désire étudier l’influence de la température sur la caractéristique d’une diode au silicium à l’aide d’une carte d’acquisitions de données. Dans ce but on réalise le montage correspondant au schéma suivant :

1.1. Flécher la tension uD aux bornes de la diode D, uR aux bornes du résistor R et uS aux bornes du secondaire du transformateur en utilisant les conventions adéquates.

1.2. Avant de brancher le montage sur la carte d’acquisition de données on visualise la caractéristique sur l’écran d’un oscilloscope. Faire figurer sur le schéma ci-dessus les connexions à l’oscilloscope que l’on doit réaliser pour visualiser :

    • sur la voie 1 : la tension uD aux bornes de la diode ;

    • sur la voie 2 : la tension uR aux bornes de la résistance (ne pas oublier, le cas échéant, la mention " INV " si l’une des voies doit être inversée).

On considérera que les deux voies de l’oscilloscope utilisé peuvent être inversées.

1.3. Quelle fonction de l’oscilloscope doit-on utiliser pour obtenir la caractéristique iD (uD) ?

1.4. La résistance R a, dans ce montage, deux rôles :

1.4.1. elle est utilisée en capteur. De quel capteur s’agit-il ? Préciser la grandeur d’entrée et la grandeur de sortie de ce capteur.

1.4.2. elle assure la protection de la diode.

Calculer quelle valeur minimale elle doit avoir si on veut limiter à 800 mA l’intensité maximale qui traverse la diode ; la tension efficace aux bornes du secondaire du transformateur est 6 V (on prendra 0,75 V pour seuil pratique de tension de la diode).





1.6. Le montage représenté par le schéma ci-dessus étant réalisé on le relie à la carte d’acquisitions de données et on procède à trois acquisitions pour trois températures de la diode (0°C, 54°C et 100°C). Ces trois acquisitions figurent ci-dessous :
Utiliser les trois oscillogrammes pour compléter la seconde colonne du tableau ci-dessous :

température de la diode

tension uD aux bornes de la diode traversée par un courant de 2 mA

uD = U0 - 0,002.

0 °C

.

.

54 °C

.

.

100 °C

.

.

1.7. La tension uD aux bornes de la diode est donnée par uD = U0 - 0,002..

    • U0 : tension aux bornes de la diode à 0°C et traversée par un courant de 2 mA .

    •  : température de la diode.

Compléter la troisième colonne du tableau en appliquant cette relation (on prendra U0 = 0,718 V) et constater que les valeurs trouvées dans la troisième colonne sont sensiblement identiques à celles trouvées dans la seconde.

1.8. Tracer la courbe représentant uD en fonction de  sur la feuille millimétrée à partir de la relation et des valeurs trouvées dans la troisième colonne du tableau ci-dessus.

2. Utilisation de la diode au silicium comme capteur de température :

2.1. Donner la définition d’un capteur.

2.2. Montrer, en complétant le tableau ci-dessous que l’utilisation de la diode au silicium seule (sans chaîne de conditionnement du signal qu’elle délivre) n’est pas commode ?

 

vous semble -t-elle (il) satisfaisante ? Pourquoi ?

Comment devrait-elle (il) être où quelle devrait être sa valeur pour être facilement exploitable ?

sens de variation de uD par rapport à celui de 

.

.

valeur de uD quand  = 0

.

.

variation de uD quand  varie de 0 à 100 °C

.

.


Exercice 4

Les thermomètres à résistance de platine sont des capteurs de mesure de température à haute stabilité pour une large plage d’utilisation.

On se propose d’étudier un capteur de température : la sonde Pt 100.

Pour déterminer expérimentalement la fonction thermomètre RT = f(), on réalise le montage schématisé ci-contre.

Pour chaque valeur de la température, on note la valeur de la résistance et on trace la courbe d’étalonnage du capteur ; on obtient la courbe ci-dessous :



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