Convertir, redresser convertir, redresser, filtrer un courant

CONVERTIR, REDRESSER,
REDRESSER, FILTRER UN COURANT ALTERNATIF.
On cherche à convertir un courant alternatif en tension continue.
1. Convertisseur courant tension.
Un générateur débite un courant dans une résistance de 2 kΩ. Ce courant circule dans une résistance de
50 Ω ; la tension aux bornes cette dernière est amplifiée : la tension de sortie est proportionnelle au
courant débité par le générateur.
2. Redressement de la tension alternative.
On intercale une diode à la sortie de l'amplificateur opérationnel ; les alternances négatives de la tension
de sortie sont supprimées, alors que l'alternance positive reste inchangée (diode "sans tension de seuil").
conductimètre
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3. La tension redressée est filtrée par un condensateur.
La tension redressée est proportionnelle à la valeur efficace du courant alternatif ; le générateur délivre
une tension constante ; la tension de sortie est donc inversement proportionnelle à la résistance de charge
(ici 2 kΩ) à condition que la résistance d'entrée (ici 50 Ω) soit faible devant celle-ci.
R2
résistance de charge
simulant la cellule de conductimétrie
immergée dans la solution
-
>∞
i
+
R1
R
C
US
US est proportionnelle à la conductance de charge du circuit.
conductimètre
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10
u (V)
9
8
7
6
y = 13.971x + 0.0518
5
4
3
2
1
G
0
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
Si on remplace la résistance par une cellule conductimétrique immergée
dans une solution ionique, la tension de sortie est proportionnelle à la
conductance de la solution.
4. Limites du montage.
La tension de sortie Us (avant redressement) est proportionnelle au courant :
R + R2
US = 1
RI
R1
à condition bien sur qu'on reste en régime linéaire ! La valeur de la tension redressée filtrée reste voisine
de cette valeur
Il est quelquefois tentant, au cours de l'utilisation du montage "en analogique", au moment de
l'étalonnage, de choisir par exemple, 10V pour une conductance de 0,100 S.m-1 et de se retrouver avec
des conductances de 0,150 S.m-1 à mesurer ; ça sature !…….
Par contre, si on veut entrer dans un convertisseur, la tension US doit (pour les CAN standard) ne pas
dépasser 5,0 V ; l'amplificateur opérationnel ne risque pas de saturer !
La fréquence de coupure du filtre RC vaut environ :
1
2π( R1 + R2 )C
Il faut la garder assez basse (quelques Hz) pour conserver la détection des crêtes de la tension redressée,
mais pas trop pour éviter d'atténuer le signal.
Pour ces deux raisons, on préfère effectuer les réglages sans toucher ni à C ni à R2 .
On peut jouer sur le coefficient d'amplification par le biais de R1 , de R et éventuellement en réglant la
tension aux bornes du GBF.
f=
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