Échelle de Tension - La Comparaison
Vous devez réaliser les
montages proposés et répondre individuellement par
écrit aux questions posées (si possible réaliser
le compte rendu sur traitement de texte). Mais, bien évidemment
vous notez – en plus – toutes les informations qui vous semblent
utiles : vous vous constituez votre propre
cours. |
Objectifs généraux :
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Matériel :
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A) Introduction
Pour évaluer une grandeur physique, on peut la comparer à d’autres dont on connaît les valeurs. Le principe est simple et facile à mettre en œuvre mais ce n’est certes pas le seul.
Il est donc nécessaire dans un premier temps de réaliser une échelle de tensions en tenant compte :
- De sa hauteur totale : « Tension de référence » ou de « pleine échelle »,
- De son nombre de paliers : « Pas » ou « Sensibilité ».
L’utilisation de résistances en diviseur de tension a été abordée lors du TP précédent. On peut amener la classe sur le terrain de cette réflexion :
- Quel pas de l’échelle (régulier ou non) ?
- Quelle tension de référence ?
- Quelles résistances (identiques ou non) ?
Le second temps devra permettre de comparer à cette échelle une tension dite « inconnue », afin d’en évaluer sa valeur.
B) Échelle de tension
On arrête ensemble, un schéma de montage des résistances, ainsi que le choix de la tension de référence.
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Uref = 15 V
12 V
9 V
6 V
3 V |
Uref = 12 V
9,6 V
7,2 V
4,8 V
2,4 V |
Uref = 9 V
7,2 V
5,4 V
3,6 V
1,8 V |
Uref = 6 V
4,8 V
3,6 V
2,4 V
1,2 V |
La dernière ligne du tableau de droite représente le pas, sensibilité de l’échelle.
Les résistances sont toutes identiques de valeur 1 k
: le pas de l'échelle est régulier.
Réaliser le montage et vérifier les tensions aux bornes de chaque résistance et l’échelle ainsi réalisée.
La comparaison est assurée par un amplificateur opérationnel.
Celui-ci est présenté non pour étude, mais pour son opportunité fonctionnelle au sein du dispositif : sa fonction de comparateur répond au problème qui se pose.
Réaliser le montage :
Sur le montage précédent, on dispose le comparateur, doté en sortie d'une diode de visualisation.
Celle-ci rend compte de l’état en sortie de l’amplificateur opérationnel.
On fait varier la tension de l'entrée non inverseuse ( Uinc ):
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A.O. : Type 741 Rp = 470  |
On peut également déterminer les tensions de sortie de l’amplificateur opérationnel et définir son « régime saturé » : + Usat et – Usat dépendent de l’alimentation de l’amplificateur opérationnel : ici, +Usat = Ualim et – Usat = 0 V.
Pour s’en convaincre, alimentons désormais l’amplificateur opérationnel symétriquement : par exemple –15V et + 15V, ou bien – 9 V et + 9 V. Mesurons les tensions de sortie et vérifions + Usat = + 15 V (ou + 9 V) et – Usat = - 15 V (ou – 9 V) respectivement. Deux DELs tête bêche permettent de raisonner sur l’état de la sortie.
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Réaliser le montage ci-contre à l'aide de Crocodile Clip
Compléter le tableau des tensions (mesurées avec un voltmètre) en fonction de la température ( de 5 en 5 ° C) et interpréter vos observations.
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En déduire la valeur de la tension Ue- nécessaire pour que le basculement des dels se produise.
Ces montages peuvent être utilisés pour déclencher une alarme :
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Vous devez résumer ici ce qui vous est apparu indispensable, ou simplement utile pour l’année de MPI et pour vos révisions lors du prochain contrôle … |
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