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CRSA 2

TP

Physique Electricité

Capteur de force

CHAP 1 : les outils de l’électronicien Parfois sur les chaines automatisées, un plateau permet de

mesurer la masse des objets.

Pour comprendre son principe de fonctionnement de la pesée, vous allez devoir concevoir un capteur pouvant mesurer une masse entre 0 et 120 g.

Doc. 1 : Liste du matériel disponible

- 2 jauges de contrainte sur une scie à métaux - 3 grippes fils - 2 multimètres verts - 1 boite de masses de 0 à 120 g - 1 ruban adhésif - 1 alimentation 5V - 1 Alimentation +15V/-15V - 1 platine d’essai

- 1 potentiomètre multi-tours câblé 1k

Remarque : Toutes les mesures seront réalisées avec les multimètres verts et avec un maximum de chiffres significatifs.

Doc. 2 : Jauge de contrainte

Une jauge de contrainte est une résistance qui varie avec sa déformation. Elle est fixée sur un support flexible. Dans notre TP, le support flexible est muni de 2 jauges, une fonctionnant en EXtension et l’autre en ComPression.

On appelle Rex la résistance de la jauge en extension et Rcp la résistance de la jauge en compression.

Jauge extension : Rex = R0 + R Jauge compression : Rcp = R0 - R Variation de la résistance : R = S.m Sensibilité de la jauge : 𝑆 = |^∆𝑅

∆𝑚| = |^∆𝑦

∆𝑥|

Avec R0 : la résistance au repos en Ω

R : variation de la résistance en Ω m : masse en g

S : la sensibilité de la jauge en Ω/g

Ω

Compression

Extension

Force appliquée

Support déformable Support fixe

en extension

Jauge de contrainte en compression

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Physique Electricité

Capteur de force

CHAP 1 : les outils de l’électronicien

I. Etude des jauges de contraintes en compression et en extension

PROBLEMATIQUE :

Déterminer la sensibilité S des capteurs à partir d’un graphique.

Consignes de rédaction :

-Reformuler la problématique en indiquant votre stratégie pour résoudre la problématique - Présenter un schéma d’étude

- Présenter vos mesures.

- Valider et commenter avec un esprit critique.

II. Conditionnement des jauges de contraintes

PROBLEMATIQUE :

Montrer théoriquement que l’on peut obtenir une tension V

qui augmente de manière linéaire avec la masse m suivant l’équation de droite V

= a . m + b, lorsqu’on positionne les jauges de contraintes dans un diviseur de tension.

Consignes de rédaction :

- Reformuler la problématique.

-Représenter votre schéma d’étude et nommer les grandeurs physiques importantes.

-Montrer que VA peut se mettre sous la forme d’une équation de droite VA = a.m + b. Déterminer la valeur de a et b.

- A l’aide d’un graphique valider expérimentalement votre étude.

- Commenter (les défauts de votre montage)

III. Annulation de l’offset (tension de repos nulle)

PROBLEMATIQUE:

A l’aide d’un pont de Wheatstone montrer théoriquement que l’on peut obtenir une tension U

qui varie de manière proportionnelle avec la masse m suivant l’équation de droite U

= a.m sous certaines conditions.

-Suivre les mêmes consignes de rédaction que pour la problématique 2 :