LES TRANSDUCTEURS : COURS CORRIGE
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IV) EXEMPLE DE TRANSDUCTEUR : THERMISTANCE.
Ce transducteur convertit une température en une valeur de résistance électrique.
Compléter le schéma fonctionnel en y indiquant les grandeurs d'entrée, de sortie et le type de transducteur.
IV.1) TP Elève rapide
Matériel : 1 thermistance, 1 platine MPI, 1 multimètre, connectique
Mesurer à l'aide de l'ohmmètre la résistance de la thermistance donnée à la température ambiante puis en la chauffant dans vos doigts. Noter vos valeurs.
Une thermistance CTP (à coefficient de température positif) voit sa résistance augmenter lorsque la température augmente.
Une thermistance CTN (à coefficient de température négatif) voit sa résistance diminuer lorsque la température augmente.
Avez-vous une CTN ou une CTP ?
IV.2) TP Prof
On mesure la résistance d'une thermistance protégée de l'eau à l'ohmmètre en fonction de la température de 2ºC en 2ºC.
On obtient le tableau suivant :
θ (ºC) 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50
R (Ω) 1016
TP Elève :
1) Tracer la courbe d'étalonnage de ce transducteur sur le papier semi-logarithmique ci-dessous ou grâce au tableur Excel. Echelle : 1 cm pour 2ºC en abscisses (commencer à 10).
2) Quelle est la forme de la courbe ? En déduire la relation mathématique reliant la résistance à la température.
On obtient une courbe qui est une droite.
La représentation graphique est donc traduite par la loi : R = kea/T avec a > 0 avec :
k coefficient dépendant des dimensions de la thermistance ;
a coefficient dépendant de la nature de la thermistance ;
T température absolue en kelvin (K) :
T = θ + 273,15
ou R = CebT avec b < 0
Grandeur physique E Température
Grandeur physique S Résistance électrique
TRANSDUCTEUR thermoélectrique
2.89
ohmmètre
thermomètre
chauffe- ballon
support de serrage
thermistance eau froide que l'on fait chauffer
Ω
T
-
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IV.3) Utilité.
Les CTP sont utilisées pour la protection des bobinages contre les surchauffes dues au passage du courant. Les CTP sont placées dans les bobinages. A la température limite d'utilisation du moteur, leur résistance devient très élevée, le moteur s'arrête et ne peut repartir que lorsqu'il a refroidit.
On peut aussi protéger de la même façon des transformateurs, des électroaimants et des électrovannes.
Les CTN sont utilisées pour déclencher des alarme incendie ou des thermostats. Lorsque la température dépasse une certaine valeur, la résistance passe au dessous d’un certain seuil.
V) EXEMPLE DE TRANSDUCTEUR : SONDE A EFFET HALL
Ce transducteur convertit la valeur d'un champ magnétique en une tension électrique.
Compléter le schéma fonctionnel en y indiquant les grandeurs d'entrée, de sortie et le type de transducteur.
V.1) Principe de fonctionnement.
La sonde à effet Hall est constituée d'une plaquette de semi-conducteurs de quelques millimètres carrés d'aire sur laquelle sont fixes quatre électrodes métalliques. Lorsque le semi-conducteur est parcouru par un courant d'intensité I et place dans un champ magnétique →B , les forces électromagnétiques engendrent un défaut d'électrons sur une des faces et un excès sur l'autres.
Une tension notées UH, appelée tension de Hall, apparaît alors aux bornes de M et N.
Lorsque le champ magnétique est normal (perpendiculaire à la plaquette, l'expression de UH s'écrit : UH = k.I.B (k est une constante caractéristique de la sonde)
La mesure de UH permet donc la détermination de la valeur B du champ magnétique.
V.2) Utilité.
Les sondes à effet Hall permettent de réaliser des capteurs de courant continu pour lesquels le courant à mesurer et le circuit de mesure sont totalement isolés. C'est le cas de la pince ampèremétrique.
VI) AUTRES EXEMPLES DE TRANSDUCTEURS.
Donner pour chaque exemple, son symbole et le schéma fonctionnel.
Photodiode
Phototransistor
Diode Electroluminescente
Le microphone
Le haut-parleur
A FAIRE : Exercices 1 à 14 pages 80 à 82 du livre
Grandeur physique E variation de pression
Grandeur physique S tension électrique
TRANSDUCTEUR électroacoustique
Grandeur physique E tension électrique
Grandeur physique S déformation mecaniq
TRANSDUCTEUR électroacoustique
Grandeur physique E Lumière
Grandeur physique S courant électrique
TRANSDUCTEUR optoélectrique
Grandeur physique E Champ magnétique
Grandeur physique S Tension électrique
TRANSDUCTEUR magnétoélectrique
Grandeur physique E courant électrique
Grandeur physique S lumière
TRANSDUCTEUR optoélectrique
D
→B
I I
UH
