Rt=100

BEAUMEL Carole
BLAZIT Jean-Denis
Ing2 TIE
Gp 1/4
THERMOMETRE A RESISTANCE
DE PLATINE R Pt100
I/ Fonction de transfert RT = f( )
On se propose d'étudier un capteur de température R Pt100 et de réaliser une chaîne de
mesures analogiques.
Pour déterminer expérimentalement la fonction thermométrique RT = f( ), on peut utiliser
directement un ohmmètre. Sinon, on réalise un montage conditionneur.
II/ Montage conditionneur
Préambule : la liaison 4-20mA
Inventée vers 1930, par un ingénieur du groupe ESSO (S.O. = Standard Oil of New Jersey)
aux Etats-Unis, la liaison 4-20mA est destiné à transmettre un signal analogique à quelques
dizaines ou centaines de mètres. Il repose sur le constat que le long d'un câble, aussi long soitil, le courant continu qui le traverse est constant. Par contre la différence de potentiel en
raison de la chute de tension dans le câble va évoluer en fonction de la distance à la source et
décroître avec l'augmentation de cette distance. Il est donc exclus de transmettre fiablement
une faible ddp générée par un capteur en tant que telle. Cependant, si l'on sait transformer le
générateur de tension équivalent à un capteur en générateur de courant, le problème est alors
différent. Dans les années 30 les balbutiements de l'électronique à tubes dans lesquels les
courants étaient de l'ordre de quelques 2 ou 3 dizaines de mA ont induit ce concept dit 420mA. L'idée est de réaliser un dispositif, capteur + circuit associé, dont la consommation en
mA sera proportionnelle à la tension que l'on devrait mesurer aux bornes du capteur et de
faire en sorte que celle-ci se situe dans la plage 4-20mA, ces limites correspondant alors aux
limites d'utilisation du capteur. On aurait pu choisir 0-20mA mais c'eut été problématique en
cas de dérive qui décale le courant vers les valeurs négatives, la plage 0-4mA constitue donc
une marge de sécurité. Il est aisé de constater qu'aujourd'hui un simple transistor pourra jouer
ce rôle de convertisseur tension-courant (la tension étant le VBE du transistor auquel
correspond un courant IC). La mesure en bout de ligne du courant consommé fournit
l'indication de l'état du capteur et donc de la grandeur à contrôler. Ce procédé a eu un très
grand succès car il implique l'emploi d'un simple câble bifilaire.
Montage conditionneur de la résistance PT100.
L'ensemble est constitué d'un premier étage générateur de courant suivi d'un deuxième étage
amplificateur. Le troisième étage permet d'obtenir une réponse linéaire U3 = k  .
E = 10 V ; R = 10 k ; R1 = 2 k ; R2 = 12 k ; R3 = 10 k ; R4 = 12.7 k ajustable ;
R5 = 3.3 k et R6 = potentiomètre 1 k
Les amplificateurs opérationnels (TL081 ou LM324) sont alimentés en +15V/-15V
Application numérique : on souhaite réaliser une lecture directe U3 = 0,1  .
Les données constructeur montrent que pour la sonde étudiée :
La tension U1 = RT I, aux bornes de la résistance de platine, est une fonction affine de la
température :
U1 = a  + b ou U1 = 0,1 (1 + 4 10-3  )
Schéma Orcad Capture
1) Simulation du circuit pour Rt variant de 100 a 150 Ohm.
Rt=100 Ω
Rt=110 Ω
Rt= 120 Ω
Rt=150 Ω
IV/ Réalisation du typon du circuit
1) Circuit filaire.
2) Graphe de densité.
3) Routage final.
4) Plan de masse.
V/ Cout du matériel
413446
LM7815CT
NATIONAL
SEMICONDUCTOR
Farnell
InOne
9490450
LM7915CT
NATIONAL
SEMICONDUCTOR
9755926
LM324N
STMICROELECTRONICS
9489398
LM317T
NATIONAL
SEMICONDUCTOR
CAPTEUR DE TEMPERATURE DE PRECISION CMS; Type de régulation de tension:Fixe; Tension, sortie:15V; Courant,
sortie max.:1A; Tension, entrée max.:35V; Température de fonctionnement min.:0°C; Température de fonctionnement
max.:125°C; Nombre de pattes:3; Type de boîtier:TO-220; Nombre générique IC:7815; Numéro générique:7815
Farnell
InOne
Farnell
InOne
Farnell
InOne
REGULATEUR -15V; Conforme RoHS:OUI; Type de régulation de tension:Fixe; Tension, sortie:-15V; Courant, sortie
max.:1.5A; Tension, entrée max.:-35V; Température de fonctionnement min.:0°C; Température de fonctionnement
max.:150°C; Nombre de pattes:3; Type de boîtier:TO-220; Nombre générique IC:7915; Numéro générique:7915
AMPLI. OP. QUAD; Conforme RoHS:OUI; Type d'amplificateur:Opérationnel; Nombre d'amplificateurs:4;
Tension, alimentation + nom:5V; Bande passante:1MHz; Tension, offset d'entrée max.:7mV; Slew
rate:0.4; Température de fonctionnement max.:85°C; Température de fonctionnement min.:-40°C;
Nombre de pattes:14; Type de boîtier:DIL; Nombre de fonctions logiques:324; Nombre générique IC:324;
Numéro générique:324
0,63 €
1,53 €
0.4
DIL
REGULATEUR AJUST. +1.2/37V; Conforme RoHS:OUI; Type de régulation de tension:Ajustable; Tension, sortie:37V;
Courant, sortie max.:1.5A; Tension, entrée max.:37V; Température de fonctionnement min.:0°C; Température de
fonctionnement max.:125°C; Nombre de pattes:3; Type de boîtier:TO-220; Nombre générique IC:317; Numéro
générique:317; Tension, entrée min.:1.2V
0,51 €
0,74 €
Prix resistance (11x)
9339493
MCF 0.25W
39K
MULTICOMP
Farnell
InOne
RESISTANCE 0.25W 5% 39K; Conforme RoHS:OUI; Type de résistance:Carbone;
Résistance:39KOhm; Type de boîtier:Axial; Puissance:0.25W; Tolérance +:5%; Tolérance -:5%;
Coefficient de température, +:0ppm/°C; Coefficient de température -:700ppm/°C; Tension c.c.:250V;
Longueur/hauteur:6.8mm; Diamètre du corps:2.5mm; Diamètre, cordon:0.6mm; Longueur
cordon:28mm; Température de fonctionnement max.:155°C; Température de fonctionnement min.:55°C; Température, puissance:70°C; Tension, surcharge:500V
Carbone
0.25 W
5%
0,025 €
Résistance variable
3065169
TSM4YJ
1K0 10%.
VISHAY
SFERNICE
Farnell
InOne
RESISTANCE TSM53YJ 0.25W 1K; Type de résistance:Cermet ajustable; Résistance,
piste:1KOhm; Puissance:0.25W; Type de boîtier:SMD; Coefficient de température :100ppm/°C; Coefficient de température, +:100ppm/°C; Nombre de tours:13; Température de
fonctionnement max.:155°C; Température de fonctionnement min.:-65°C; Tension c.c.:200V;
Tolérance +:10%; Tolérance -:10%; Boîtier (1=CMS):1; Indice IP:IP67; Largeur
(externe):4.8mm; Longueur/hauteur:5.3mm; Profondeur:3.5mm; Résistance:1KOhm;
Résistance, contact, variation +:1%; Résistance, terminaison:1Ohm; Tension,
vérification:600V
1 KOhm
0.25 W
-65 °C
200 V
2,15 €
Bornier (2x)
3882615
CTB3051/2
CAMDEN
ELECTRONICS
Farnell
InOne
BORNIER 2 VOIES; Conforme RoHS:OUI; Nombre de voies:2; Tension c.a.:125V; Taille de fil, mm2 maxi:1.0mm²;
Pas:3.5mm; Couleur:Noir; Courant:10.0A; Inflammabilité:UL94V-0; Matière, contact:acier inoxydable; Matériau,
isolation:PA66; Matériau, vis:Acier; Revêtement, contact:Nickel; Revêtement, vis:Zinc; Taille du filetage:M2; Température
de fonctionnement max.:125°C; Température de fonctionnement min.:-33°C; Tension, c.a. maxi:125V
125
V
Sonde PT100
541102
P100/2528
LABFACILITY
Farnell
InOne
SONDE PT100; Gamme de mesure:-200 à +800 degrés C; Diamètre:2.8mm; Longueur cordon:8mm; Longueur,
sonde:25mm; Résistance au point Ice pour un capteur:100Ohm; Stabilité:0.05%; Temps de réponse:0.4s; Température
de fonctionnement max.:800°C; Température de fonctionnement min.:-200°C; Type de capteur:PT100
-200 à +800
degrés C
Plaque photosensible double couche
141301
141301
KELAN
Farnell InOne
PLAQUE PRESENSIBILISEE DF 100X160; Conforme RoHS:OUI; Epaisseur de cuivre:0.0356; Largeur (externe):160mm;
Longueur/hauteur:100mm; Matière:Verre epoxy degré FR4; Profondeur:1.6mm; Standard:BS4584 Part 3; Teneur, cuivre:305 g/m²
En parcourant le site de Farnell on a pu déterminer le coût de la carte câblée. On arrive à un total de 28.685 €.
16,08 €