Grandeur physique d'entrée E
Grandeur physique de sortie S
TRANSDUCTEUR
LES TRANSDUCTEURS : COURS CORRIGE
OBJECTIFS : Connaître quelques transducteurs.
Savoir décrire sommairement le principe de fonctionnement des transducteurs à partir des phénomènes physiques mis en jeu entre la grandeur d'entrée et la grandeur de sortie.
Savoir construire et interpréter la courbe d'étalonnage d'un capteur.
I)
QU'EST CE QU'UN TRANSDUCTEUR ?
Un transducteur est un dipôle (conducteur ou semi+conducteur) qui transforme, selon une loi déterminée, une grandeur physique (grandeur d'entrée E) en une autre grandeur physique (grandeur de sortie S), souvent de nature différente.
Schéma fonctionnel :
La suite sera remplie après avoir fait les exemples si nécessaire (selon la connaissance des élèves)
Un capteur est un transducteur qui transforme la grandeur d'entrée en un signal mesurable, le plus souvent de nature électrique.
Lorsqu'un transducteur, à l'inverse d'un capteur, transforme une grandeur électrique en une grandeur physique, il est appelé effecteur ou actionneur.
Dans chacun des cas, il est nécessaire de connaître la courbe d'étalonnage du transducteur. Elle donne les variations de la grandeur de sortie en fonction de la grandeur d'entrée et permet ainsi, a partir de la grandeur de sortie, de déterminer la valeur de la grandeur physique d'entrée correspondante.
On voit donc qu'un transducteur doit avoir les propriétés suivantes :
Il doit être fidèle : pour avoir une valeur d'entrée E, il doit toujours donner la même valeur de sortie S ; Il doit être sensible : une petite variation ∆E de la grandeur d'entrée doit entraîner une variation ∆S de la valeur de sortie assez grande pour pouvoir être exploitée.
II)
EXEMPLE DE TRANSDUCTEUR : PHOTORESISTANCE OU L.D.R ( Light Dependant Resistor ).
Ce transducteur convertit un éclairement en une valeur de résistance électrique.
Compléter le schéma fonctionnel en y indiquant les grandeurs d'entrée, de sortie et le type de transducteur.
II.1) TP Elève rapide
Matériel : 1 photorésistance, 1 platine MPI, 1 multimètre, connectique
Mesurer à l'aide de l'ohmmètre la résistance d'une photorésistance à la lumière naturelle puis à la lumière d'une lampe quelconque puis dans l'obscurité. Quel est le principe de fonctionnement de la photorésistance ?
Elle est réalisée à partir d'un élément semi-conducteur (en général du CdSe : séléniure de cadmium) dont la résistance diminue lorsque l'éclairement augmente.
II.2) TP Prof (car un seul luxmètre).
Mesurer l'éclairement à l'aide du luxmètre en collant le luxmètre à la platine et en mettant la lampe au bord de la platine. Compléter alors les 2 premières lignes du tableau ci-dessous tous les 50 mA jusqu'à 500 mA.
II.3) TP Elèves.
Matériel : 1 alimentation réglable 0–15 V, 1 lampe 6 V – 350 mW, 1 platine "normale", 2 multimètres, 1 platine MPI, 1 photorésistance, connectique.
Faire le montage ci-dessous, compléter la dernière ligne du tableau et tracer la caractéristique R = f(E) en échelle logarithmique de la page suivante. Quelle est la forme de la courbe sur papier log-log ?
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I (mA) 200 250 300 350 400 450 500
E (Lux) 2 4 18 47 125 222 382
R (Ω) 18500 4900 1500 673 326 210 140
Grandeur physique E Eclairement
Grandeur physique S Résistance Electrique
TRANSDUCTEUR optoélectrique
E L
A
E L
A
Ω
5 cm
