Seconde MPI TP9 fiche de TP
Mesure d’une température
Dans ce TP, on va réaliser un « capteur de température » .
On veut faire afficher sur l’écran de l’ordinateur la température de la pièce.
1. Thermistance
a. Manipulation
Brancher un ohmmètre aux bornes de la thermistance. Déterminer sa résistance :
à la température de la salle de classe ---
lorsque vous la tenez entre deux doigts : --- Qu’observe-t-on ?
b. Définition
Une thermistance est un composant dont la ……….varie avec la………
La thermistance s’appelle aussi C.T.N. (composant à coefficient de température négatif). Proposer une explication.
2. Etalonnage de la thermistance
On veut trouver une relation mathématique entre la température T de la thermistance et sa résistance R.
a. Manipulation
On utilisera pour l’expérience un ballon de 250 mL et un chauffe-ballon pour le chauffage.
Adapter la thermistance et le thermomètre de façon que le réservoir du thermomètre soit très près de la thermistance.
Brancher l’ohmmètre aux bornes de la thermistance
La thermistance est immergée dans un mélange d’eau et de glace, au début de l’expérience.
Chauffer ensuite, modérément, à l’aide du chauffe-ballon.
Noter la température tous les 5°C jusqu’à 100°C, ainsi que la résistance donnée par l’ohmmètre .
b. Mesures et exploitation
Copier les valeurs de la résistance RT dans la colonne A et les valeurs de la température dans la colonneB.
Aller sur Assistant graphique. Cliquer sur Nuage de points. Excel visualise la courbe T = f (RT).
Nommer les axes puis Insérer le graphique sur une nouvelle feuille.
Cliquer ensuite, dans la barre de menus, sur Graphique puis sur Ajouter une courbe de tendance.
Choisissez le type Logarithme et dans options : Afficher l’équation sur le graphe.
Insérer le graphe dans ce fichier.
En déduire l’équation de la fonction de transfert T = f (RT) : T = ………
La thermistance est-elle un « capteur linéaire » ? ………
3. Utilisation pour mesurer une température
Pour visualiser la température sur l’écran de l’ordinateur :
On transforme la température en résistance ( rôle de la thermistance )
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On transforme la résistance en tension ( montage diviseur de tension )
on utilise l’interface CASSY qui va transformer la tension ( grandeur analogique ) en grandeur numérique, ce que comprend l’ordinateur.
a. Montage diviseur de tension
Régler précisément la source de tension à 6,0 V.
Réaliser le montage ci-contre ( R = 1 k ; RT est la thermistance étudiée précédemment.)
Exprimer UB1 en fonction de R, RT et E
En déduire RT en fonction de UB1, E et R.
b. Utilisation de Cassy
Mettre l’interface sous tension et relier l’interface à l’ordinateur par une prise USB.
1) Lancer le logiciel Cassy Lab
Cassy mesure la tension ……
2) Conversion tension – résistance
Il faut maintenant que Cassy calcule, pour une tension UB1 qu’il mesure, la valeur de la résistance RT
correspondante.
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Cliquer
E = 6,0 V
RT R
UB1
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Sur l’écran s’affiche :
3) Conversion résistance-température
Ensuite, Cassy doit , pour une valeur de RT, trouver la température T correspondante.
En vous inspirant de que vous avez fait précédemment, la nouvelle grandeur est ...
Insérer la formule trouvée au § 2.3
Mesurer une température
Par exemple, la température de la salle ...
Comparer le résultat avec la mesure directe au thermomètre.
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résistance
RT
UB1/(6,0-UB1)*1000
ohm
RT cliquer
R
T= ohm
1
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Matériel : Thermistances
Montage avec : chauffe ballon Ballon + eau Thermomètre Thermistance 2 multimètres
Générateur tension continue réglable R = 1 k
Cassy
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