CONTROLE SUR LES TRANSDUCTEURSPROE SUJET 1EXERCICE 1 (sur 4,5)

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CONTROLE SUR LES TRANSDUCTEURS PROE SUJET 1

EXERCICE 1 (sur 4,5) Bac EIE 2005

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

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

Pour déterminer expérimentalement la fonction thermométrique Rθ = f(θ), 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 le graphique ci-dessous.

1. Le schéma ci-dessous définit le rôle de la sonde. Compléter ce schéma. (sur 1,5)

2. La courbe obtenue montre que la résistance Rθ est une fonction affine de la température θ de la forme : Rθ = αθ^{+ R}0 αααα = 120-108/50-20 = 0,4 Ω/°C (1 + 0,5 unité); R0 = 100 Ω (1 + 0,5 unité) Déterminer graphiquement ou par le calcul les valeurs du coefficient de température α et de R0.

Préciser les unités correspondantes.

EXERCICE 2 (sur 6).

1) Compléter le schéma fonctionnel d'une photo résistance. (sur 1,5)

2) Cette photorésistance a donné le relevé du tableau ci-dessous. Placer ces points dans le papier log-log.

E en abscisses, R en ordonnées (sur 2)

E (Lux) 10 30 60 225 325 475

R (Ω) 5000 1500 675 326 200 140

Grandeur physique E Température

Grandeur physique S Résistance électrique TRANSDUCTEUR

thermoélectrique

Grandeur physique E Eclairement

optoélectrique

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CONTROLE SUR LES TRANSDUCTEURS PROE SUJET 1

3) En utilisant les points A(10 ; 5 000) et B(325 ; 200), déterminer l’équation de la droite représentant la courbe d’étalonnage de la photorésistance en papier logarithmique. (sur 2,5)

Soit R = aE + b, l’équation de la droite dans le repère (E ; R) (0,5). Calcul de a, coefficient directeur a = (RB – RA) / (EB – EA) = (200 – 5 000) / (325 – 10) = -15,238 (0,5)

L’équation de la droite est pour l’instant R = -15,238E + b Calcul de b, avec le point A.

RA = -15,238EA + b (0,5) soit 5 000 = -15,238*10 + b soit b = 5 000 + 15,238*10 = 5 152,38 (0,5) L’équation de la droite est R = -15,238E + 5 152,38 (0,5)

EXERCICE 3 (sur 3,5).

On réalise le circuit électrique ci-contre. (sur 0,5) 1) Indiquer si la photodiode est utilisée dans le sens passant ou le sens inverse.

2) L'intensité du courant est proportionnelle à l'éclairement dans les conditions de l'expérience.

On a relevé I = 1,1 mA pour cette expérience. Calculer alors la tension aux bornes de la photodiode.

URésistance = 10 000*1,1*10^-3 = 11 V (1) donc Udiode = 12-11 = 1 V (1)

3) L'éclairement de la photodiode est modifié et la tension devient égale à 6 V. Dire comment a été modifié quantitativement l'éclairement et justifier. Tension augmente donc éclairement augmente. (sur 1)

EXERCICE 4 (sur 6). (sur 12*0,5)

Compléter le schéma fonctionnel des transducteurs ci-dessous : potentiomètre linéaire

microphone

phototransistor

sonde à effet Hall

100 200 300 400 500 600 700 900 1000 2000 3000 4000 5000

2 3 4 5 6 7 8 10 20 30 40 50 60 70 90 20

0

30 0

40 0 1

Grandeur physique E Distance

Grandeur physique S Tension ou résistance

électrique TRANSDUCTEUR

électromécanique

Grandeur physique E variation de pression ou

déformation méca

Grandeur physique S tension électrique TRANSDUCTEUR

électroacoustique

Grandeur physique E lumière - éclairement

Grandeur physique S courant électrique TRANSDUCTEUR

optoélectrique Grandeur physique E

Champ magnétique

Grandeur physique S Tension électrique TRANSDUCTEUR

magnétoélectrique

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CONTROLE SUR LES TRANSDUCTEURS PROE SUJET 2

EXERCICE 1 (sur 4,5) Copie Bac EIE 2005

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

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

Pour déterminer expérimentalement la fonction thermométrique Rθ = f(θ), 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 le graphique ci-dessous.

1. Le schéma ci-dessous définit le rôle de la sonde. Compléter ce schéma. (sur 1,5)

2. La courbe obtenue montre que la résistance Rθ est une fonction affine de la température θ de la forme : Rθ = αθ + R0 αααα = 220-208/25 - 10 = 0,8 Ω/°C (1 + 0,5 unité); R0 = 200 Ω (1 + 0,5 unité) Déterminer graphiquement ou par le calcul les valeurs du coefficient de température α et de R0.

Préciser les unités correspondantes.

1) Compléter le schéma fonctionnel d'une photo résistance.

2) Cette photorésistance a donné le relevé du tableau ci-dessous. Placer ces points dans le papier log-log.

E en abscisses, R en ordonnées (sur 2)

E (Lux) 5 20 50 125 225 375

R (Ω) 9000 2500 1100 470 280 160

200 210 220 250

10 25 50

Grandeur physique E Eclairement

optoélectrique Grandeur physique E

Température

thermoélectrique

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CONTROLE SUR LES TRANSDUCTEURS PROE SUJET 2

3) En utilisant les points A(5 ; 9 000) et B(225 ; 280), déterminer l’équation de la droite représentant la courbe d’étalonnage de la photorésistance en papier logarithmique. (sur 2,5)

Soit R = aE + b, l’équation de la droite dans le repère (E ; R) (0,5). Calcul de a, coefficient directeur a = (RB – RA) / (EB – EA) = (280 – 9 000) / (225 – 5) = -39,636 (0,5)

L’équation de la droite est pour l’instant R = -39,636E + b Calcul de b, avec le point A.

RA = -39,636EA + b (0,5) soit 9 000 = -39,636*5 + b soit b = 9 000 + 39,636*5 = 9 198,18 (0,5) L’équation de la droite est R = -39,636E + 9 198,18 (0,5)