TD simulation d’un thermocouple avec Isis Schéma :

NOM :

TD simulation d’un thermocouple avec Isis

Schéma :

Avec Isis , vous allez simuler un capteur de température (thermocouple type K) avec un quadripôle amplificateur permettant d’avoir des tensions compatibles pour une numérisation du signal par un

C

A

N

1) A partir de wikipedia , quels sont les alliages pour réaliser ce thermocouple type K et la gamme de température mesurable par celui-ci ?

2) Dans un tableur (fichier Tableau simul.ods) , relever la tension Vout pour des températures variant de 0 à 1000°C par pas de 50° C . ( Vout est mesurée en lançant l’animation avec Isis par le touche « lecture »

(fichier capteur thermocouple.dsn) )

3) Tracer et imprimer la courbe Vout en fonction de T°C ( ajouter votre NOM + les axes) (Dans

« Insérer un diagramme » , sélectionner Graphe en XY ). La courbe est elle linéaire (à justifier) ?

4) Calculer le coefficient d'amplification Av ( Av = Vout

Vcapteur ) du montage amplificateur ( U1 + R1, R2 , R3 , R4 ) en mesurant les tensions Vcapteur et Vout (au voltmètre) à 106°C avec Isis.

TD thermocouple – bac pro SN - 1/3

NOM :

Comparer votre valeur de coefficient d’amplification avec la valeur théorique : Av = R2 R1

5) Avec le document pdf sur le thermocouple type K , donner la valeur de la tension obtenue en sortie du capteur ( Vtable ) pour une température de 106°C

pour 106°C , Vtable =

Calculer l'erreur de mesure en % entre V table et Vcapteur (mesure faite à la question 3))

erreur en % =( (Vcapteur – Vtable) / Vtable ) *100

Quantifier la qualité de la mesure ( <1 % mesure très précise ; <5 % mesure précise ; <10 % bonne mesure  )

6) Numérisation d’un signal analogique à partir d’un convertisseur analogique – numérique

( CAN ou ADC

A

D

C

)

Charger le fichier thermocouple + ADC.dsn Quel est le rôle du convertisseur ADC ?

TD thermocouple – bac pro SN - 2/3

NOM :

Sur combien de bits fait il sa conversion  ?

Avec Isis , donner les valeurs binaires N obtenues en sortie du convertisseur pour 0°C , 281°C ,500°C , 1000°C . Convertir en décimal ces valeurs binaires.

(pour permettre la conversion , la broche Hold du CAN doit passer de 0 à 1 )

Attention à la lecture de la donnée binaire , bit de poids fort MSB en premier !

T = 0°C Vout1 = N1 = T = 281°C Vout2 = N2 = T= 500°C Vout3 = N3 =

T = 1000°C Vout4 = N4 =

En déduire le quantum q de ce convertisseur.

q = Vout N à partir de la 2ème mesure , calculer q =

Le quantum du CAN représente la plus petite valeur qui permet d’incrémenter d’une unité le CAN.

Calculer N si Vout = 1,7265V ? (prendre la partie entière) . Convertir en binaire (sur 8 bits) N . En déduire avec Isis la valeur de la température mesurée par le thermocouple ( valeur approchée).

Le CAN est par analogie une balance avec Ve le « poids » inconnu et des poids de référence (leur nombre dépend du nombre de bits de ce CAN et de la valeur de la tension de référence)

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