Exercices

Capteurs & transmetteurs

Mesure de chocs

Dans les appareils nécessitant une mesure de choc (accélération), on utilise des détecteurs de chocs CMS. Ces détecteurs de chocs génèrent une tension proportionnelle à l'accélération qu'ils subissent.

S'agit-il de capteurs passifs ou de capteurs actifs ?

On donne les caractéristiques de l'un de ses détecteurs :

Quelle est la valeur minimale en pF de la capacité de ce détecteur ?
Quelle est la valeur maximale en pF de la capacité de ce détecteur ?
Lorsque ce détecteur est soumis à l'accélération de la pesanteur, quelle est la tension à ses bornes en V ?
Dans le montage suivant qui permet d'obtenir une tension de 0,192 v pour une accélération de 1 G, donner la valeur de R2 / R1.
Les résistances qui nous sont fournies ont une précision de 5 %. Quelle est la précision relative en % sur la mesure fournie par votre montage ?

La correction

Mesure de débit

Principe :

Deux capteurs de température sont placés aux points A et B, de part et d'autre d'un élément chauffant. La différence de température, Tb - Ta, est proportionnel au débit massique.

Qm = K (Tb - Ta)

On place aux points A et B deux résistances de type CTN identiques. Ces deux résistances sont tels que :

Ri = Ro - a Ti, avec i = a ou b.

Les valeurs des erreurs relatives seront données en %.

Calculer, sous l'hypothèse de petits signaux, S = U/Qm, en fonction de a, E, K et Ro.

Quelle erreur relative maximale en % commet-on si aTi < Ro/100 ?

On connaît les valeurs de K, a, E et Ro à 2 % près. Quelle est l'erreur relative maximale en % sur Qm ?

Mesure de température

On désire mesurer la température d'un liquide (huile) appartenant à un système d'air conditionné. Pour cela on utilise un capteur de température à élément CTN de type NTH2009B, dont les caractéristiques sont données ci-après :

Caractéristique Résistance / Température (R/R25 °C)

Graphe 1

L'objectif est d'obtenir un montage fournissant une tension fonction de la température, conformément au graphe 1.

Quel type de capteur utilise-t-on ?
Donner la fonction de transfert H du montage suivant :
A la place de quelle résistance il faut placer l'élément CTN ?
Dans le schéma suivant, quel est le potentiomètre qui permet de régler le zéro ?

La correction

Mesure de taux d'humidité

On désire mesurer le taux d'humidité d'un musée. Pour cela on utilise un élément sensible à l'humidité HUMICOR 6100, dont les caractéristiques sont données ci-après :

Donner la capacité en pF de l'Humicor pour 0 % de HR
Donner la capacité en pF de l'Humicor pour 100 % de HR

Pour fournir une tension dont la période est proportionnelle au taux d'humidité, on utilise un circuit intégré NE555, comme indiqué ci-dessous :

Donner la valeur de Ra + 2Rb en kOhms. La fréquence maximale de Vm doit être 300 kHz

Pour obtenir une tension fonction du taux d'humidité, on utilise un convertisseur fréquence/tension LM331A. La fréquence d'entrée devant être inférieure à 10 kHz, on divise la fréquence du signal Vm par 32. Ce composant fournit une tension qui vérifie : V(v) = f(Hz)/1000, avec f fréquence du signal Vm. Donner V(0 % de HR) et V(100 % de HR).

V(0 % de HR) en V

V(100 % de HR) en V

La correction

Capturé par MemoWeb à partir de http://perso.club-internet.fr/gatt/BTSCIRA/cours/exos/capteur/_capteurs.htm le 16/03/00

Calculer, sous l'hypothèse de petits signaux, S = U/Qm, en fonction de a, E, K et Ro.
Quelle erreur relative maximale en % commet-on si aTi < Ro/100 ?
On connaît les valeurs de K, a, E et Ro à 2 % près. Quelle est l'erreur relative maximale en % sur Qm ?

Donner la valeur de Ra + 2Rb en kOhms. La fréquence maximale de Vm doit être 300 kHz
Pour obtenir une tension fonction du taux d'humidité, on utilise un convertisseur fréquence/tension LM331A. La fréquence d'entrée devant être inférieure à 10 kHz, on divise la fréquence du signal Vm par 32. Ce composant fournit une tension qui vérifie : V(v) = f(Hz)/1000, avec f fréquence du signal Vm. Donner V(0 % de HR) et V(100 % de HR).	V(0 % de HR) en V
	V(100 % de HR) en V