RECUEIL DE SUJETS ELN con 2015

MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
Direction générale des études technologiques
Institut supérieur des études technologiques de Nabeul
Département : Génie Electrique
RECUEIL DE SUJETS
D’électronique, Electronique de commande
et Capteurs Actionneurs
Devoirs Surveillés et Examens
Proposés par :
Hidri.Imed
Recueil de sujets d’électronique, d’électronique de command et de capteurs actionneurs
EXAMEN
CLASSE : GE3M
ISET
: Radès
Département : GE
Matière
: Electronique
DATE : Juin 2009
Semestre : 2
Durée : 1h 30mn
Exercice N°1 :
a) On considère le circuit de la figure suivante :
R2
C
A
i
R1
+
v
B
v
et en déduire que le dipôle AB est équivalent à une
i
inductance L en parallèle avec une résistance R. Exprimer L et R à l’aide de composants R1, R2 et C.
Calculer le rapport des amplitudes complexes
b) On considère le circuit de la figure suivante :
R2
A
i
C
v
R1
+
B
v
et en déduire que le dipôle AB est équivalent à une capacité
i
C’en parallèle avec une résistance R. Exprimer C’ et R à l’aide de composants R1, R2 et C.
Calculer le rapport des amplitudes complexes
Hidri.I
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Exercice N°2 :
Considérons le filtre actif donné par le montage suivant :
C
R
R
ve
C
+
R
vs
R = 4,7kΩ et C = 47nF.
1- Démontrer que la fonction de transfert du montage est donnée par :
Vs p 

Ve p 
A
B  RCp 
D
RCp
Calculer A, B et D.
2- En déduire puis calculer :
a) le gain max de ce filtre,
b) sa fréquence propre ω0,
c) la bande passante BP (∆ω)
d) le facteur de qualité Q.
3- Préciser l’ordre de ce filtre.
Hidri.I
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DEVOIR DE CONTRÔLE
CLASSE : GE3M
ISET
: Radès
Département : GE
Matière
: Electronique
DATE : 04 / 2009
Semestre : 2
Durée : 1h
Exercice N°1 :
Le montage représenté ci-dessous utilise un amplificateur opérationnel idéal en fonctionnement linéaire.
Z2
Z1
+
ve
vs
vS
et donner le nom de ce montage si Z1 = R1 et Z2 = R2.
ve
v
2) Déterminer l’expression du gain GV  S et donner le nom de ce montage si Z1 = C1 et Z2 = R2.
ve
v
3) Déterminer l’expression du gain GV  S et donner le nom de ce montage si Z1 = R1 et Z2 = C2
ve
1) Déterminer l’expression du gain GV 
Exercice N°2 :
On considère l’opérateur soustracteur pondéré, représenté ci-dessous
R1 .k1
R1
R2 .k2
+
vE1
vE2
R2
vS
a) Exprimer la tension de sortie vS en fonction des tensions d’entrée vE1 et vE2 et des coefficients k1 et k2.
b) Quelle relation doit relier k1 et k2 pour obtenir un amplificateur différentiel dont on déterminera le gain en
fonction de k1.
Hidri.I
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EXAMEN
DATE : Janvier 2009
Semestre : 1
Durée : 1h 30mn
CLASSE : GE3M
ISET
: Radès
Département : GE
Matière
: Electronique
Exercice N°1 :
Le filtre représenté ci-dessous utilise un amplificateur opérationnel idéal en fonctionnement linéaire. Il est

alimenté en régime sinusoïdal de fréquence f 
. On donne R1 = 10kΩ, R2 = 100kΩ et C2 = 10nF.
2
K
C1
C2
R2
R1
-
ve
+
vs
I- l’interrupteur K est ouvert.
4) Déterminer l’expression du gain GV 
vS
. Montrer que le gain maximal obtenu est indépendant
ve
de C1; Le calculer.
5) Entre quelles limites varie la fréquence de coupure à -3dB si la variable C1 peut varier de 10 à
100nF ?
6) Donner l’allure de la courbe GdB (ω). Que peut-on dire de ce filtre ?
II- l’interrupteur K est fermé et C1=100nF.
1) Déterminer la fonction de transfert de ce circuit sous la forme: H  j  
-a
     
1  j  -  2 
 1    
2) Montrer que pour une fréquence ω0 que l’on calculera, le gain G  H j  passe par un
maximum G0 que l’on calculera.
3) Quelle est la fonction réalisée par ce circuit si ω >> ω1 ? puis si ω2 >> ω ? donner l’allure de la
courbe GdB (ω). Que peut-on dire de ce filtre ?
Hidri.I
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Exercice N°2 :
On supposera les amplificateurs opérationnels
1) Montrer que la dispositif représenté ci-dessous est un amplificateur différentiel qui délivre à la
sortie la tension vS = A(vE1 – vE2)
R/k
R.k
R
-
R
-
+
+
vS1
vE1
vS
vE2
2) On considère l’opérateur soustracteur pondéré, représenté ci-dessous
R1 .k1
R1
R2 .k2
+
vE1
vE2
R2
vS
2-a) Exprimer la tension de sortie vS en fonction des tensions d’entrée vE1 et vE2 et
des coefficients k1 et k2.
2-b) Quelle relation doit relier k1 et k2 pour obtenir un amplificateur différentiel dont on
déterminera le gain en fonction de k1.
2-c) Déterminer, en fonction de R1, les résistances d’entrée de chacune des voies 1 et 2.
Hidri.I
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EXAMEN
CLASSE : MI2
ISET
: SOUSSE
Département : M.I
Matière : Electronique
DATE : 14 /06/2007
Semestre : 2
Durée : 2 heures
Exercice N°1 (5 points)
Soit le montage de la figure suivante
RC
R1
iB1
RC
T1
T2
vS1(t)
v1(t)
R1
iB2
vS2(t)
R2
R2
v2(t)
RE
Les transistors T1 et T2 ne sont pas identiques avec h12 = h22 = 0 (Pour T1 en a β1 et pour T2 on a β2)
on pose β1»1, β2»1 et h11de T1 = h11 de T2.
1- Donner le schéma équivalent en petits signaux.
2- Déterminer la tension aux bornes de RE en fonction de v1(t), v2(t) et les éléments de
montage.
3- Calculer iC1 et iC2.
4- Calculer vSl - vS2 et la mettre sous la forme Add (v1 – v2) + ACC (v1 + v2).
Exercice N°2 : (5 points)
Soit le montage de la figure suivante
C1
T
RE
ve(t) ~
R1
E
RC
C2
vS(t)
E
On donne :
E = 10v, VBE = 0,7v et β = 100. RE = 790Ω, R1 = 190Ω et h11 = 260Ω.
Hidri.I
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1) Donner le montage équivalent en régime statique (continu).
2) Déterminer la valeur de RC pour que IC = 9,5mA et VCE = 5v.
3) Donner le montage équivalent de l’amplificateur en régime dynamique.
4) Donner l’expression du gain en tension Av.
5) Déterminer la valeur de RC pour que le gain Av = 100.
6) Si RC trouvée en question 2) est différente de celle trouvée en 5), modifier le schéma de
l’amplificateur pour que les deux résultats soient compatibles.
7) Déterminer la résistance de sortie ainsi que la résistance d’entrée de l’amplificateur.
Exercice N°3 : (10 points)
Pour tout le problème, on suppose que tous les condensateurs assurent leurs rôles de couplage ou de
découplage, et qu’en régime variable ρ = ∞, h11=3kΩ et β = 100 pour T1 et RDS = ∞ pour T2.
I) Soit le montage amplificateur suivant :
RC
R1
C3
C1
T1
RE1
R2
ve(t)
E
RCH
v1(t)
RE2
C2
1) Déterminer le point de fonctionnement (régime statique) du transistor T1. En déduire la valeur de
h11 la résistance entre base et émetteur de T1 en régime variable
2) Donner le schéma équivalent de l’amplificateur en régime variable.
3) Déterminer la résistance d’entrée Re ainsi que la résistance de sortie Rs de cet étage.
4) Déterminer le gain en tension en charge.
On donne : R1 = 10kΩ, R2 = 3,6kΩ, RE1 = 20Ω, RE2 = 200Ω, RC = 470Ω, RCH = 500Ω, VBE = 0,7v
et E = 12v.
II) On pense, aussi à étudier un autre montage amplificateur celui de la figure suivante et on souhaite
fixer le point de fonctionnement de T2 (régime statique) à : VGS0, ID0 et VDS0.
RD
RB
C4
G
D
T2
C5
E
S
v1(t)
RG
vs(t)
RU
RS
Hidri.I
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Recueil de sujets d’électronique, d’électronique de command et de capteurs actionneurs
1) Si VGS0 = -1v, déterminer ID0 et VDS0.
2) Donner le schéma équivalent de l’amplificateur en régime variable.
3) Déterminer le gain en tension.
4) Déterminer la résistance d’entrée Re et la résistance de sortie Rs du montage.
On donne: RG = 2MΩ, RB = 4MΩ, RD = 300Ω, RS = 470Ω, RU = 470Ω, gm = 3 10 3 siemens, E = 12v.
III)
Notre but, enfin, est d’associer les deux étages précédents de la manière suivante :
R1
RC
C3
C1
G
T1
ve(t)
R2
D
T2
C5
RG
vs(t)
Calculer le gain globale AVT =
E
S
RE1
RE2
Hidri.I
RD
RB
C2
RU
RS
v s (t )
ve (t )
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Recueil de sujets d’électronique, d’électronique de command et de capteurs actionneurs
DEVOIR
CLASSE : MI2
ISET
: SOUSSE
Département : M.I
Matière
: Electronique
DATE : 11/04/2007
Semestre : 2
Durée : 1heure 30mn
Exercice N°1 : (6 points)
1) Représenter le schéma d’un montage redresseur simple alternance alimentant une charge résistive.
• Expliquer son fonctionnement. (On suppose que la diode est idéale)
• Calculer la valeur moyenne et la valeur efficace de la tension redressée.
2) Représenter le schéma d’un montage redresseur double alternance à pont de Graëtz pour une charge
résistive.
• Expliquer son fonctionnement. (On suppose que les diodes sont idéales)
• Calculer la valeur moyenne et la valeur efficace de la tension redressée.
3) Comparer ces deux types de redresseurs. Quel est le plus avantageux ?
Exercice N°2 : (7 points)
On se propose d’étudier le régulateur de tension à diode Zener de la figure 1 contre les fluctuations de la
tension d’alimentation Eg et de la résistance de charge Ru.
RP
DZ
RU
Eg
vS
IZ
- Figure 1 1) Lorsque Eg = 24v, RZ = 20, RU = 625, RP = 625 et VZ = 10v. Calculer les courants IS et IZ ainsi
que la tension de sortie VS.
2) Exprimer VS en fonction de VZ, RZ et IZ. Exprimer VS en fonction de Eg, RP, VZ, RZ et IZ
3) En différentiant VS par rapport aux variables Eg et IS, on à : dVS = K dEg + ρ dIS.
Calculer la résistance interne ρ et le coefficient de régulation K
On utilisera :
Hidri.I
  VS IS Egcst
et
K  VS Eg Iscst
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Recueil de sujets d’électronique, d’électronique de command et de capteurs actionneurs
Exercice N°3 : (7 points)
Dans le montage suivant on suppose que :
- les diodes sont parfaites,
- le courant débité iS est nul.
- Les f.é.m sont telles que E1= 2,5v, E2 = 4v, E3 = 5v, E4 = 5,5v, E5 = 6v.
R0
iS = 0
R1
R2
R3
R4
D1
D2
D3
D4
vE
E1
E2
i D1
-
E3
i D2
vS
E4
i D3
i D4
La courbe vE = f ( t ) a l’allure indiquée dans la figure suivante
vE
E5
E4
E3
E2
E1
t
0
1) Pour chaque intervalle de vE(t) déterminer l’équation de vS en fonction de vE(t) et des éléments du
montage.
2) Représenter la courbe vS(t) sachons que R0 = R1 = R2 = R3 = R4.
Hidri.I
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EXAMEN
CLASSE : MI2
ISET
: SOUSSE
Département : M.I
Matière : Electronique
DATE : 10 /01/2007
Semestre : 2
Durée : 2 heures
Exercice N°1 : Etude du circuit conformateur à diodes (8 points)
Dans le montage suivant on suppose que :
- les diodes sont parfaites,
- le courant débité iS est nul.
- Les f.é.m sont telles que E1 < E2 < E3 < E4 < E5 < E6.
R0
iS = 0
R1
R2
R3
R4
R5
R6
D1
D2
D3
D4
D5
D6
vE
E1
E2
i D1
E3
i D2
E4
i D3
E5
i D4
vS
E6
i D5
i D6
1) Montrer que la courbe vS = f ( vE ) a l’allure indiquée dans la figure suivante
vS
vE
0
2) Donner l’expression des pentes des segments de droite obtenus. Les mettre sous la forme :
1
1  g ( R0 , R1 , R2 , R3 , R4 , R5 , R6 )
3) Préciser les valeurs de vS lors des changements de pente.
Hidri.I
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Recueil de sujets d’électronique, d’électronique de command et de capteurs actionneurs
4) On souhaite générer une alternance négative. Proposer un schéma de montage permettant d’avoir
une courbe vS = f ( vE ) symétrique par rapport à l’origine.
Exercice N°2 (12 points)
Soit le montage de la figure suivante
+VCC
R1
RC
iB1
RC
T1
iB2
T2
vS1(t)
v1(t)
R1
vS2(t)
R2
R2
v2(t)
RE
B- Les transistors T1 et T2 sont supposés identiques avec h12 = h22 = 0.
1- Donner le schéma équivalent en petits signaux.
2- Exprimer les courants iB1 et iB2 en fonction de v1 + v2 et de v1 – v2.
3- On dit que le montage est parfaitement linéaire si lim i B1 ( v1 v2 )0  0 Quelle est la
condition sur ce montage pour qu’il soit parfaitement linéaire.
v -v
4- Calculer l’amplification différentielle Add  S1 S2 .On note h11 = r et h21 = β.
v1 - v 2
C- Les transistors T1 et T2 ne sont plus identiques.
On pose s1 
1
r
, s2 
2
r
, s 2 - s1  s et s1  s 2  2s .
1- Déterminer la tension aux bornes de RE en fonction de RE , v1, v2, s1, s2 et s.
2- Calculer iC1 et iC2.
3- Calculer vSl - vS2 et la mettre sous la forme Add (v1 – v2 ) + ACC (v1 + v2 ).
Hidri.I
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DEVOIR
CLASSE : MI3
ISET
: SOUSSE
Département : M.I
Matière
: Electronique
DATE : 21/11/2006
Semestre : 3
Durée : 1heure 30mn
ETUDE DU MULTIVIBRATEUR ASTABLE
Exercice N°1 : ETUDE DU COMPARATEUR ASTABLE (10 points)
On considère le montage de la figure suivante : (Les amplificateurs opérationnels sont supposés parfaits, les
tensions de saturation sont ± Vsat = ± 15v ).
-
ε
+
ue
us
v+
R2
R3
7) Exprimer la tension v+ en fonction de R2, R3 et us.
8) Etablir les expressions des tensions de seuils VH et VB ( VH > VB ). Exprimer VB en fonction de
VH.
9) On donne R2 = R3 = 10kΩ. Calculer VH et VB.
10) Tracer la caractéristique de transfert us en fonction de ue varie de -10v à +10v, et flécher le sens
de parcours.
Exercice N°2 : ETUDE DU MONTAGE COMPLET (10 points)
ε
+
uC
C
us
R2
R3
Hidri.I
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Recueil de sujets d’électronique, d’électronique de command et de capteurs actionneurs
1) A l’instant initial t = 0, le condensateur C est déchargé, et on suppose que us = + Vsat. Etablir
duC
l’équation différentielle liant uC et
.
dt
2) On montre que la solution de cette équation différentielle s’écrit sous la forme :
uC t   V  V0 - V e 
Etablir l’expression littérale de uC(t) en fonction des éléments du montage.
3) On donne le chronogramme uC(t) :
-t
uC
+Vsat
VH
t
0
VB
-Vsat
Δt1
Δt2
Période T
Exprimer en fonction de Vsat, VH, τ (constante de temps), les durées Δt1 et Δt2. En déduire la période T.
On rappelle qu’un condensateur dont la tension v évolue exponentiellement, avec la constante de temps τ,
vers une limite asymptotique V(∞) (pour t → ∞) met, pour passer d’une valeur Vi ( à l’instant initial ti) à une
valeur Vf ( à l’instant final choisi tf) une durée :
V  - Vi
t   ln
V  - Vf
4) Représenter le chronogramme uS(t) tension de sortie du montage.
5) Calculer le rapport cyclique η :
durée de l' état haut de u S

période T de u S
Hidri.I
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DEVOIR
CLASSE : MI2
ISET
: SOUSSE
Département : M.I
Matière
: Electronique
DATE : 13/11/2006
Semestre : 2
Durée : 1heure 30mn
Exercice N°1 : (8 points)
On se propose d’étudier le régulateur de tension à diode Zener de la figure 1 contre les fluctuations de la
tension d’alimentation Eg et de la résistance de charge Ru.
RP
DZ
RU
Eg
vS
IZ
- Figure 1 4) Lorsque Eg = 24v, RZ = 20, RU = 625, RP = 625 et VZ = 10v. Calculer les courants IS et IZ ainsi
que la tension de sortie VS.
5) Exprimer VS en fonction de VZ, RZ et IZ. Démontrer que :
VS  R Z Eg  R P VZ - R Z  R P IS .
RZ  RP
RZ  RP
RZ  RP
6) En différentiant VS par rapport aux variables Eg et IS, on à : dVS = K dEg + ρ dIS.
Calculer la résistance interne ρ et le coefficient de régulation K
  VS IS Egcst
On utilisera :
et K  VS Eg Iscst
Exercice N°2 : Etude du circuit conformateur à diodes (8 points)
R0
iS = 0
R1
R2
R3
R4
R5
R6
D1
D2
D3
D4
D5
D6
vE
E1
E2
i D1
Hidri.I
E3
i D2
E4
i D3
E5
i D4
vS
E6
i D5
i D6
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Recueil de sujets d’électronique, d’électronique de command et de capteurs actionneurs
Dans le montage suivant on suppose que :
- les diodes sont parfaites,
- le courant débité iS est nul.
- Les f.é.m sont telles que E1 < E2 < E3 < E4 < E5 < E6.
1) Montrer que la courbe vS = f ( vE ) a l’allure indiquée dans la figure suivante
vS
vE
0
2) Donner l’expression des pentes des segments de droite obtenus. Les mettre sous la forme :
1
1  g ( R0 , R1 , R2 , R3 , R4 , R5 , R6 )
3) Préciser les valeurs de vS lors des changements de pente.
4) On souhaite générer une alternance négative. Proposer un schéma de montage permettant d’avoir une
courbe vS = f ( vE ) symétrique par rapport à l’origine.
Exercice N°3 : (4 points)
Proposer trois types de montage redresseur, analyser leurs fonctionnements , démontrer et calculer la valeur
moyenne de la tension redressée ainsi que la valeur efficace de la tension redressée.
vE(θ)
MONTAGE
REDRESSEUR
vS(θ)
Avec vE (θ) = 8 sin (θ) avec θ = ωt = 2π104t
Hidri.I
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EXAMEN
CLASSE : MI2
ISET
: SOUSSE
Département : M.I
Matière : Electronique
DATE : 14/06/2006
Semestre : 2
Durée : 2 heures
Problème (10points)
1er partie (5 points)
On se propose d’étudier le régulateur de tension à diode Zener de la figure 1 contre les fluctuations de la
tension d’alimentation Eg et de la résistance de charge Ru.
RP
DZ
RU
Eg
vS
IZ
- Figure 1 -
7) Lorsque Eg = 24v, RZ = 20, RU = 625, RP = 625 et VZ = 10v. Calculer les courants IS et IZ ainsi
que la tension de sortie VS.
8) Exprimer VS en fonction de VZ, RZ et IZ. Démontrer que :
VS  R Z Eg  R P VZ - R Z  R P IS .
RZ  RP
RZ  RP
RZ  RP
9) En différentiant VS par rapport aux variables Eg et IS, on à : dVS = K dEg + ρ dIS.
Calculer la résistance interne ρ et le coefficient de régulation K
  VS IS Egcst
On utilisera :
et K  VS Eg Iscst
2éme partie (5 points)
Dans le but d’améliorer la stabilisation de la tension continue fournie par le redresseur on utilise le montage
stabilisation par transistor et diode zener suivant :
Hidri.I
Page 18
Recueil de sujets d’électronique, d’électronique de command et de capteurs actionneurs
T
RP
10KΩ
eg ~
vE
vS
Dz
RU
625Ω
Eg
- Figure 2 -
1) En régime statique ( eg = 0 ) calculer les courants IZ, IB et IE = IS ainsi que la tension de sortie
VS et VCE avec Eg = 24v, VZ = 10v, RZ = 20Ω, VBE = 0,6v et β = 40.
2) En régime variable ( Eg = 0 et VZ = 0 ) pour h11 = 1KΩ, h12 = h22 = 0 et h21 = β = 40.
2-a) Donner le schéma équivalent du montage
2-b) Calculer le gain en tension K = v s
eg
2-c) Calculer la résistance de sortie ρ.
3) Interpréter les résultats trouvés des deux montages ( Figure N°1 et N°2 ).
Exercice N°1 (5 points)
Soit le montage de la figure N°3 pour lequel : R = 2 KΩ, RE = 1KΩ, RB = 1MΩ, β = 200 et VBE = 0,7v.
Les deux transistors sont identiques avec h12 = h22 = 0.
R
RB
iB1
v1(t)
R
T1
RB
iB2
T2
vS1(t)
VCC
15v
vS2(t)
v2(t)
RE
- Figure 3 1) Donner le schéma équivalent en petits signaux.
2) Exprimer les courants iB1 et iB2 en fonction de v1 + v2 et de v1 – v2. En déduire les valeurs de vS1 et
vS2 en fonction de v1 et v2.
3) Au point de fonctionnement, h11 = 3,5KΩ et h21 = 200.Calculer vS1 et vS2.Quel est le rôle de ce
circuit ?
Hidri.I
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Recueil de sujets d’électronique, d’électronique de command et de capteurs actionneurs
Exercice N°2 (5 points)
Soit l’amplificateur schématisé sur la figure suivante :
20μF
C1
R1
1MΩ
G
D
RD
1KΩ
470 μF
C2
E
20v
T1
S
ve(t)
R2
- Figure 4 -
vs(t)
RS
1) Etude statique :
Pour VDS = 10v, VGS = -1,9 v et ID = 7mA Calculer RS et R2.
2) Etude dynamique:
Déterminer le schéma équivalent et les valeurs numériques de Gv, Re et Rs
avec gm = 3mA/v et rds = 50KΩ
Hidri.I
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Recueil de sujets d’électronique, d’électronique de command et de capteurs actionneurs
DEVOIR SURVELLE
CLASSE : MI2.1
DATE : 20/04/2006
Semestre : 2
Durée : 1heure30mn
Enseignant : Hidri Imed
ISET
: SOUSSE
Département : M.I
Matière
: Electronique
Exercice N°1 (10 points)
Soit le montage suivant :
D1

D2
Ue(t)
R
D3
US(t)
D4
ue(t) = 5. sin 2π 102 t (v) ; R = 100Ω
1- Les diodes sont supposées idéales
a- Représenter la caractéristique courant-tension d’une diode idéale.
b- Expliquer le fonctionnement du montage.
c- Représenter les allures de ue et us.(Echelle :1v/cm ; 1ms/cm)
2- Les diodes sont au silicium et sont caractérisées par U0 = 0,6v et Rd = 10Ω.
a- Représenter la caractéristique courant-tension d’une diode idéale.
b- Exprimer us en fonction de ue , U0 , Rd et R.
c- Représenter les allures de ue et us.(Echelle :1v/cm ; 1ms/cm).
Exercice N°2 (10 points)
Soient les deux montages ci-après:
R1
Ue
RT
R2
- Figure 1 -
DZ
US
UT
DZ
US
- Figure 2 -
On donne : R1 = 1kΩ, R2 = 2kΩ. la diode Zener est caractérisée par UZ = 6v et RZ = 0.
L’allure de la tension Ue est la suivante :
Hidri.I
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Ue
UM
Um
t
0
T
2T
1- Démontrer que le montage de la figure 1 et équivalent au montage de la figure 2 et que :
UT  R 2 Ue
et
R T  R1R 2
R1R 2
R1R 2
2- D’après la figure 2, quelle est la condition de conduction de la diode Zener ainsi polarisée?
3- On suppose que UM = 15v. Représenter l’allure de la tension de sortie US dans les cas suivant :
a- Um = 12v.
b- Um = 6v.
4- Quelle est la fonction du montage de la figure 1.
Hidri.I
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EXAMEN
CLASSE : MI2
ISET
: SOUSSE
Département : M.I
Matière : Electronique
DATE : 12 /01/2006
Semestre : 2
Durée : 2 heures
Problème(15points)
Soit le montage Amplificateur à deux étages suivant :
Figure N°1
RC
12KΩ
RB1
680KΩ
1μF
C1
T2
10 μF
C2
VCC
22v
T1
ve(t)
RB2
82KΩ
RE1
82Ω
RE2
3,3 KΩ
T1 : BC 109
β1=300
RL
4,7 KΩ
RE
vs(t)
2,7 KΩ
CE
100μF
T2 : 2N2222
Β2=100
Montage N°1
Montage N°2
I) Etude statique:(5points)
1-Donner le type de montage N°1 et N°2.
2-Donner l’équation de la droite de charge et d’attaque de chaque montage.
3-Déterminer l’intensité des courants collecteurs IC1 et IC2 et les tensions VCE1 et VCE2
de chaque transistor avec VBE1= VBE2 = 0,6v.
II) Etude dynamique:
Les paramètres hybrides des transistors T1et T2 sont les suivants :
Transistors
T1 :BC109
T2 :2N2222
Hidri.I
h11
1,5KΩ
1,5KΩ
h12
0
0
h21
300
100
h22
0
0
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II-1) Etude du montage N°1 (figure N°2)(5points)
1μF
C1
RC
12KΩ
RB1
680KΩ
10 μF
C2
T1
ve(t)
RB2
82KΩ
RE1
82Ω
RE2
3,3 KΩ
vs(t)
RL
4,7 KΩ
VCC
22v
CE
100μF
T1 : BC 109
β1=300
Figure N°2
1-a) Donner le schéma équivalent en alternatif-petits signaux du montage N°1
1-b) Calculer la résistance d’entrée Re= ve
ie
v
s
1-c) Calculer le gain en tension AV =
ve
1-d) Calculer le gain en courant Ai = is
ie
1-e) Calculer la résistance de sortie Rs
II-2) Etude du montage N°1 et N°2 (Figure N°2)(5points)
2-a) Donner le schéma équivalent en alternatif-petits signaux du montage N°2
2-b) Donner le schéma équivalent en alternatif-petits signaux du montage N°1
et montage N°2 puis calculer :
b-1) la résistance d’entrée Re= ve
ie
v
s
b-2) le gain en tension AV =
ve
b-3) le gain en courant Ai = is
ie
b-4) la résistance de sortie Rs
2-c) Donner le rôle du montage N°2
Hidri.I
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Exercice(5points)
Soit l’amplificateur schématisé sur la figure suivante :
20μF
C1
R1
1MΩ
G
D
RD
1KΩ
470 μF
C2
E
20v
T1
S
ve(t)
vs(t)
R2
RS
CS
470μF
Figure N°3
I) Etude statique (2points) :
Pour VDS = 10v, VGS = -1,9 v et ID = 7mA Calculer RS et R2.
II) Etude dynamique (3point):
Déterminer le schéma équivalent et les valeurs numériques de Gv, Re et Rs
avec gm = 3mA/v et rds = 50KΩ
Hidri.I
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EXAMEN
CLASSE : MI2.1 & MI2.2
DATE : 16 /06/2005
ISET
: SOUSSE
Semestre : 2
Département : M.I
Durée : 2 heures
Matière : Electronique
Exercice N°1(10points)
On considère l’amplificateur de la figure N°1.On donne h11=1K, h12=0, h21==200 et h22=0;
R1 = 33K , R2 = 10K , RC = 2K , RE = 270, RU = 330 et VCC =15v
VCC
R1
RC
Figure N°1
C2
C1
T
vs
IP
ve
R2
RE
RU
CE
Etude statique(3points)
Pour IP = 20IB
1) Donner l’équation de la droite de charge et d’attaque.
2) Donner les coordonnées du point de fonctionnement du transistor (VCE0 ,IC0, IB0 et VBE0).
Etude dynamique(7points)
1)
2)
3)
4)
Donner le schéma équivalent du montage en alternatif- petits signaux.
Déterminer le gain en tension AV.
Déterminer les impédances d’entrée Ze et de sortie Zs.
Si on supprime le condensateur CE :
4-a) Donner le schéma équivalent du montage en alternatif- petits signaux.
4-b) Déterminer le gain en tension AV.
4-c) Déterminer les impédances d’entrée Ze et de sortie Zs.
4-d) Conclure.
Exercice N°2(5points)
Soit le circuit de l’amplificateur de la figure N°2 où les condensateurs de liaison ont des
impédances nulles. On donne h11=1K, h12=0, h21=100 et h22=0; RB = 120K , RE = 800.
1) Donner le schéma équivalent du montage en alternatif- petits signaux.
2) Déterminer le gain en tension AV.
3) Déterminer les impédances d’entrée Ze et de sortie Zs.
Hidri.I
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VCC
Figure N°2
RB
C1
T
ve
C2
vs
RE
Exercice N°3(5points)
Soit le montage à diodes de la figure N°3 :
I
R1
E
D2
D1
Figure N°3
R2
V
E2
On suppose que les diodes de ce montage sont idéales et identiques ; on donne R1 = 3,3K ,
R2 = 961 , E2 = 3,3v et E varie de 0 à 10v.
1) Pour E < 3,3v :
a- Préciser l’état de la diode D1 et de la diode D2.
b- Faire le schéma équivalent du montage.
c- Etablir l’expression de I.
2) Pour E >3,3v :
a- Préciser l’état de la diode D1 et de la diode D2.
b- Faire le schéma équivalent du montage.
c- Etablir l’expression de I.
4) Tracer la caractéristique I = f(V) de ce montage, dans le cas ou : E varie de 0 à 10v.
Hidri.I
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Durée : 1 h30mn
D.S. 2015
Calculatrice
autorisée
Electronique de commande
Multivibrateur astable
De 11h à 12h30
Le 4/6/2015
ISET. Nabeul
Classe : EI21
EXERCICE 1 : Etude du fonctionnement du circuit 555
1) Quelles sont les tensions constantes qui apparaissent sur les entrées des comparateurs
internes au NE555 câblé selon le schéma représenté figure1 ?
Figure 1. Circuit de test du temporisateur
2) En déduire la table de vérité de la bascule RS, sachant que :
- le niveau de la broche de sortie (3) correspond à Q
- la sortie d'un comparateur est au niveau haut, quand U- < U+ et au niveau bas quand U- > U+
3) Tracez Vs en fonction de Ve
Hidri.I
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EXERCICE 2 : Générateur de signal carré
Pour faciliter l'analyse du montage, on pourra considérer que les tensions aux bornes des
condensateurs sont nulles à l'instant initial.
1) Quelle est la fonction réalisée par chacun des NE 555 ?
2) En régime permanent, quelles sont les valeurs minimales et maximales des tensions aux
bornes des condensateurs ?
3) En régime permanent, quelles sont les durées à l'état haut et à l'état bas de la tension sur
la borne 3 du NE555(1) ?
4) Calculez les résistances R1 et R3 pour que la tension de sortie (vs) du montage représenté
sur la figure 5 soit un créneau de fréquence 1 kHz et de durée (à l'état haut) de 0,1 ms.
5) Quelle est la condition pour que le montage 2 fonctionne.
Figure 1
Figure 2
Hidri.I
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Exercice 3 : Oscillateur à largeur d’impulsion variable
Soit le montage suivant, on supposera que les diodes ont des caractéristiques idéales et que
R1 =5kΩ, R2 = 10kΩ, 0<α <1
D1
R3
(1-α)R
α.R
D2
R4
+Vsat
C
ε
+
-Vsat
vs(t)
R2
R1
1) En considérant le condensateur déchargé avant la mise sous tension, dessinez les évolutions
temporelles de la tension aux bornes du condensateur et de la tension de sortie.
Déterminer les seuils de basculement.
2) Déterminer les durées à l’état haut et à l’état bas de la tension vs en régime permanent.
3) Pour R3 = 6kΩ, R4 = 40kΩ, C = 0.1μF, quelle doit être la valeur de la résistance variable
(R), pour obtenir un signal vs de période de 10ms.
4) On veut maintenant un signal vs de période de 20ms, proposez une solution.
Hidri.I
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Durée : 1 h
D.S. 2015
Calculatrice
autorisée
Electronique de commande
Multivibrateur astable
De 10h30 à 11h30
Le 20/4/2015
ISET.Nabeul
Classe : EI21
EXERCICE 1 : Multivibrateur astable utilisant un comparateur à hystérésis (ou trigger) à AOP
1°) Tracer la caractéristique du trigger seul (en considérant VC comme tension d’entrée).
2°) Suivant les deux valeurs de s possibles, trouver l’expression de VC(t) en fonction des
composants du circuit et de VSAT.
3°) En vous aidant des deux questions précédentes, tracer VC(t) et s (t) en correspondance
de temps.
4°) Déterminer l’expression de la fréquence du signal de sortie.
5°) Application numérique : VSAT = 14V, R = 2,2kΩ, C = 4,7 μF, R1 = 2.R2
EXERCICE 2 : Multivibrateur astable à porte logique à hystérésis
On utilise un élément d’un circuit logique de type 74HC14 (composé de 6 portes inverseuses à
hystérésis). Les valeurs de s sont 0V et VCC.
1°) Tracer s = f(VC). Sur le cycle obtenu, indiquer les segments correspondant à la charge et
le décharge du condensateur.
2°) Tracer s(t) sur 2 périodes (on a VC(0) = 0).
3°) Déterminer l’expression de la fréquence en fonction de VCC, R, C et des seuils
VL= VCC / 3 et VH = 2.VCC / 3 du cycle d’hystérésis.
4°) Application numérique : VCC = 15V. Calculer R et C pour avoir en sortie une fréquence
de 100 kHz.
5°) Modifier le schéma pour avoir un rapport cyclique pouvant varier de 0,1 à 0,9.
Hidri.I
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DEVOIR DE CONTROLE
CLASSES : L2 GE EI 1 et 2.
DATE : Mai 2011
ISET
: Radès
Semestre : 2
Département : GE
Durée : 1h
Matière : Electronique de commande
Exercice N°1.
On considère le montage de la figure suivante : (Les amplificateurs opérationnels sont supposés parfaits, les
tensions de saturation sont ± Vsat = ± 15v ).
ε
+
ue
us
v+
R2
R3
11) Exprimer la tension v+ en fonction de R2, R3 et us.
12) Etablir les expressions des tensions de seuils VT1 et VT2 ( VT1 > VT2 ). Exprimer VT2 en fonction
de VT1.
13) On donne R2 = R3 = 10kΩ. Calculer VH et VB.
14) Tracer la caractéristique de transfert us en fonction de ue varie de -10v à +10v, et flécher le sens
de parcours.
Exercice N°2.
Admettant VCC = ±12V = Vsat, proposer un comparateur à seuil permettant de réaliser la
caractéristique de transfert de la figure suivante :
Vs
12v
4v
6v
Ve
-12v
Hidri.I
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DEVOIR DE CONTROLE
CLASSES : L2 GE EI 1 et 2.
DATE : Avril 2010
ISET
: Radès
Semestre : 2
Département : GE
Durée : 1h
Matière : Electronique de commande
Exercice N°1.
Considérant le circuit suivant avec :
ue(t) = 6 sin(2π 100 t), Vsat = ±12V,
R1 = 20 kΩ,
R2 = 40 kΩ,
-
ε
+
ue
us
v+
R2
R1
1) Dessinez la caractéristique de transfert du circuit us en fonction de ue;
2) Calculez littéralement puis numériquement ses niveaux de seuil ;
3) Dessinez la tension de sortie us(t).
Exercice N°2.
Considérant le circuit suivant avec :
ue(t) = 6 sin(2 π 100 t),
Vsat = ±12V,
U0 = +2V,
R1 = 10 kΩ,
R2 = 60 kΩ
R2
R1
ε
+
-
R1
ue
us
U0
R2
1. Dessinez la caractéristique de transfert du circuit us en fonction de ue;
2. Calculez littéralement puis numériquement ses niveaux de seuil.
3. Dessinez la tension de sortie us(t) et calculez le rapport cyclique du signal de sortie.
Hidri.I
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‫ المعهد العالي للدراسات التكنولوجيّة برادس‬:‫وزارة التعليم العالي والبحث العلمي‬
Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique
Radès
Institut Supérieur des Etudes Technologiques de Radés
Département Génie Electrique
Département : GENIE ELECTRIQUE
Matière
: CAPTEURS ET ACTIONNEURS
Classes
: L2_GE1, 2, 3, 4, 5 et 6
Equipe pédagogique : Bélaid, Fezzani et Hidri
Documents : Non autorisés
Date : janvier 2011
Durée : 1 heure 30 minutes
Nombre de pages : 4
Devoir de synthèse
Exercice n° 1
La lame de céramique piézoélectrique de capacité Cc = 5 pF d’un
accéléromètre est reliée, par un câble coaxial de longueur
L = 2 m et de
capacité linéique distribuée Cd égale à 100 pF/m, à un amplificateur ayant
une résistance d’entrée Re = 10 M en parallèle avec une capacité Ce = 10
pF.
Quand l’accéléromètre est soumis à une accélération a, des charges
électriques de quantité q = .a et de polarités opposées apparaissent sur les
deux faces utiles de la lame de céramique. On donne le coefficient  = 2 . 1013 Coulomb .s2/m.
Le schéma équivalent de ce système de mesure est alors celui
représenté à la figure n° 1.
v
C
Re
Figure n° 1
1 – Calculer la valeur de la capacité équivalente C.
L’accéléromètre étant initialement au repos, on le soumet à l’instant t =
0 à un échelon d’accélération a = 10g où g = 9,8 m.s-2 est l’accélération de la
pesanteur.
2 – Calculer la valeur initiale v(0) de la tension aux bornes du capteur.
3 – Ecrire l’équation différentielle régissant la tension v(t) pour t  0. En
-t
résolvant cette équation, montrer que l’on a : v t   V0 e  . On précisera les
valeurs de V0 en mV et  en ms, t étant exprimée en ms.
Hidri.I
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Recueil de sujets d’électronique, d’électronique de command et de capteurs actionneurs
On raccorde cet accéléromètre à un amplificateur de charge. Le
schéma équivalent du système de mesure est alors celui représenté à la
figure n° 2.
Cr
i
Cc
Cl
+
vm
Figure n° 2
La ligne de raccordement intervient par sa capacité Cl = 200 pF. Le courant
dq
débité par l’accéléromètre est : i 
. L’amplificateur opérationnel utilisé est
dt
parfait (de gain différentiel infini, d’impédance d’entrée différentielle infinie
et d’impédance de sortie nulle).
4 – En supposant que la charge initiale q(0) du capteur est nulle, exprimer
la transformée de Laplace I(p) du courant i(t) en fonction de la variable de
Laplace p et de la transformée de Laplace Q(p) de la charge q(t).
On applique le théorème de Thévenin pour transformer la source
 1   1 
 //
 .
débitant le courant i et d’impédance interne 
C
p
C
p
 c   l 
5 – En tenant compte de cette transformation, donner le schéma équivalent
simplifié de ce système de mesure et la transformée de Laplace de la f.é.m.
de Thévenin Vth(p) en fonction de Q(p), CC et Cl.
q
6 – Montrer que l’on a : v m  . Calculer la valeur qu’il faut retenir pour la
Cr
capacité Cr pour avoir à la sortie la tension
vm = -0,1 V quand le
capteur et sollicité à l’accélération 10g.
Exercice n° 2
Un capteur de courant est constitué d’une sonde à effet Hall placée
dans l’entrefer d’un circuit magnétique et raccordée à un amplificateur
d’instrumentation (A.I.) de gain différentiel A et associé à un convertisseur
tension – courant réalisant une rétroaction sur le circuit magnétique comme
c’est indiqué à la figure n° 3. On donne la tension de référence Vr = -1 V.
Hidri.I
Page 35
Recueil de sujets d’électronique, d’électronique de command et de capteurs actionneurs
Le courant à mesurer Im circule dans un enroulement à N1 = 10 spires.
Un enroulement de compensation à N2 = 1000 spires permet de créer les
ampères-tours N2.Ic.
On sait que la tension de Hall VH, délivrée par cette sonde, est donnée
par : VH = .(N1.Im - N2.Ic) où  = 8,5 . 10-5 .
On suppose que l’amplificateur opérationnel est parfait et qu’il
fonctionne en régime linéaire.
V - Vr
1 – Montrer que le courant de mesure est donné par : I c  m
.
Rs
 A N 1 I m - Vr
2 – En déduire que l’on a : I c 
.
 A N 2  Rs
Im
Ic
Vr
N1
N2
R
+
VH
-
Vm
+
Rs
Ic
Rm
R
Rs
Vs
Figure n° 3
Le domaine de mesure de cet ampèremètre est [0 , Immax] où Immax = 20
A. Le signal de mesure Ic doit évoluer à l’intérieur du domaine standard [Icmin
, Icmax] avec Icmin = 4 mA et Icmax = 20 mA. Le courant Ic doit valoir Icmin ou Icmax
selon que le courant à mesurer Im est nul ou égal à Immax.
3 – Déterminer la valeur à laquelle il faut régler le gain A de l’amplificateur
d’instrumentation. En déduire la valeur qu’il faut retenir pour la résistance
Rs .
4 – Quels intérêts présente cet instrument de mesure ?
Bon courage
Barème
Exercice n° 1 : 1 + 1 + 3 + 1 + 2 + 2 points
Exercice n° 2 : 3 + 2 + 3 + 2 points
Hidri.I
Page 36
Recueil de sujets d’électronique, d’électronique de command et de capteurs actionneurs
‫وزارة التعليم العالي والبحث العلمي‬
‫المعهد العالي للدراسات التكنولوجيّة برادس‬
Ministère de l’Enseignement Supérieur , de la recherche scientifique
Institut Supérieur des Etudes Technologiques de Radès
Matière : Capteurs et actionneurs
Classes : L2-GE1-2-3-4-5-6
Enseignants : MM. BELAID.F, HIDRI.I et FEZZANI.F
Radès
Documents : Non Autorisés
Date : 8 novembre 2010
Durée : 1 h
Exercice n° 1 :(3-3)
1) Définir les capteurs passifs et les capteurs actifs.
2) Quels sont les effets utilisés par les capteurs actifs de température, de courant et de
force.
Exercice n° 2 :(2-4-4-4)
Un capteur capacitif différentiel utilisé pour mesurer des positions angulaires est
constitué de trois armatures métalliques parallèles ayant la forme d’un quart de disque de
rayon r. L’armature intermédiaire mobile est séparée des armatures périphériques fixes par
deux couches diélectriques d’épaisseur e et de permittivité relative r. L’angle de rotation 
de l’armature mobile est compté algébriquement par rapport à la position centrale pour
laquelle les deux condensateurs ainsi constitués C et C’ présentent des capacités égales à C0.
 π π
L’étendue de mesure de ce capteur est  , 
 4 4
r
C

C’
e
C’
e
C
/4
Vue de dessus
Armature mobile
en position 
Vue de dessus des
armatures fixes
(projection sur un
même plan)
Vue de face du
capteur
différentiel
Vue de dessus de
l’armature mobile en
position d’origine
Axe de
rotation
Fig. - 1
Hidri.I
Page 37
Recueil de sujets d’électronique, d’électronique de command et de capteurs actionneurs
1 – Déterminer l’expression de la capacité C0 en fonction de r, r, e et la permittivité du vide
0.
2–
a- Montrer que les capacités C et C’ de deux condensateurs peuvent s’exprimer de la
façon suivante :
C = C0 + ΔC et C’ = C0 – ΔC
b- Exprimer alors ΔC en fonction de r, r, e,  et la permittivité du vide 0.
c- Pour quelle position angulaire, C est maximale, que vaut C’ pour cette position.
C - C'
,
C0
a- calculer la sensibilité de ce capteur et conclure quant à sa linéarité.
b- Tracer la courbe y( ).
c- Déterminer les angles  pour y = -2, -0,5, 1 et 2.
3 - En choisissant pour ce capteur comme grandeur de sortie y =
4 - On monte ce capteur dans le pont de Sauty représenté à la figure n° 2.
Etablir l’expression de la tension de déséquilibre v du pont en fonction de E et . En déduire
la sensibilité de l’instrument de mesure de position angulaire ainsi constitué admettant
comme grandeur de sortie v.
C
R
v
E
C’
R
Fig. - 2
N.B.
Hidri.I
On rappelle que l’aire d’un secteur de rayon R et d’angle au sommet  est R2/2.
Bon courage
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Recueil de sujets d’électronique, d’électronique de command et de capteurs actionneurs
DEVOIR DE SYNTHESE
CLASSE : L3 CO.CO
DATE : 23 Juin 2010
ISET
: Radès
Semestre : 2
Département : GE
Durée : 1h 30mn
Matière : Capteurs
Exercice N°1
On considère le circuit conditionneur schématisé à la figure N°1 et construit autour d’un pont alimenté par
une source débitant un courant constant I et de résistance interne infini et à quatre dipôles résistifs R 1, R2, R3
et R4 constituant les éléments sensibles d’un capteur.
Soit R la valeur ohmique des résistances R1, R2, R3 et R4 quand le capteur n’est pas sollicité à l’effet de la
grandeur à mesurer. On pose :
R1 = R+∆R1
R2 = R+∆R2
R3 = R+∆R3
R4 = R+∆R4
On suppose que, pour i  1,2,3,4, la variation ∆Ri évolue à l’intérieur de l’intervalle  R m , R m  sur
toute l’étendue de mesure du capteur.
1- Montrer que la tension de déséquilibre Vm du pont à vide est :
 R 2 R 3  R 1R 4 

Vm  Vth  I 
 R1  R 2  R 3  R 4 
En déduire la condition d’équilibre du pont que doivent vérifier les dipôles R1, R2, R3 et R4.
2- En appliquant de préférence le théorème de Thévenin, montrer que la tension de sortie de ce
conditionneur est :

R 2 R 3  R 1R 4 

Vs  R c I 
 R 1  R 3 R 2  R 4  
Que vaut la composante continue du signal de sortie Vs?
3- On suppose que seul le dipôle R1 est sensible au mesurande autrement dit qu’on a :
∆R2 = ∆R3 = ∆R4 = 0.
a- Montrer que la tension de sortie est :
R 1
R I
R
vs  C
4 1  R 1 2R 
Hidri.I
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b- Montrer que l’écart de linéarité de ce conditionneur, exprimé en pourcent, est :  l  50
 l  100
Max Vsa - Vs
Max Vs
R m
avec
R
avec Vsa  Vs pour 1  R 1 2R 
1
R3
RC
R1
–
I
Vm
+
Vs
R4
R2
Figure N°1- Schéma du conditionneur
Exercice N°2
1- Définir les capteurs actifs.
2- Décrire l’effet piézoélectrique.
3- Donner les principales caractéristiques des capteurs :
Hidri.I
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EXAMEN
CLASSE : SCI 21 & 22
DATE : 14/06/2008
ISET
: Radès
Semestre : 2
Département : SCI
Durée : 1h 30mn
Matière : Actionneurs industriels
Exercice N°1 (10 points)
On désire concevoir une machine pneumatique mettant en œuvre deux vérins à double effet A et B, réalisant le
cycle en « U » dont le graphe rapide est le suivant: A+, B+, A-, A+, B- et A-.
Comme pré-actionneurs, on prévoit pour chacun des vérins A et B un distributeur bistable 5/2 à double
pilotage pneumatique et pour la détection des positions de fin de course, on prévoit une paire de distributeurs
pneumatiques 3/2 à levier, à galet et à ressort pour chacun des deux vérins.
On désigne par a0 et b0 les détecteurs de position de fin de course négative et par a1 et a2 les détecteurs de
position de fin de course positive. Le redémarrage automatique du cycle de cette machine est assuré par un distributeur
à deux positions verrouillables 3/2 à levier qu’on désignera par m.
Pour élaborer le circuit de commande permettant, la réalisation de ce cycle, on applique la technique
de commande en cascade en subdivisant ce cycle en quatre groupes de mouvements :


A , B
,A
A  et B
,A


, 

.
I
II
III
IV
Suivant cette technique, il faut trois distributeurs auxiliaires pour représenter et mémoriser les quatre groupes.
Ces distributeurs composant la cascade délivrent quatre signaux pneumatiques V1, V2, V3 et V4 représentant
respectivement les groupes I, II, III et IV et sont raccordés comme c’est indiqué à la figure suivante :
V1
V2
P2
V3
P3
V4
P4
P1
1- En complétant le document réponse N°1, par les alimentations des composants, donner le
schéma de câblage détaillé du circuit de commande pneumatique de machine dans son état de repos.
2- Donner les expressions logiques des signaux de pilotage A+, B+, A- et B- des pré-actionneurs
associés aux vérins et des signaux de pilotage P1, P2, P3 et P4 de distributeur auxiliaire en fonction
de a0, b0, a1, a2, V1, V2, V3, V4 et m.
Hidri.I
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Nom :………………………………………Prénom :…………………………………………Classe :……….
A
Document
réponse N°1
a1
a0
A+
A-
B
b0
B+
b1
B-
&
&
a1
m
V1
V2
P2
V3
P3
V4
P4
P1
b1
&
b0
&
a0
Hidri.I
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Exercice N°2 (6 points)
Charge
La masse de la charge à soulever est de 500 kg, les pertes
par frottements internes sont estimées à 12%, la pression
d’alimentation en air est de 700 kPa.
a) Si les forces d’inertie et la contre-pression sont négligées,
déterminer le diamètre normalisé du piston D ainsi que
le diamètre de la tige normalisé d on utilisant le tableau.
b) Calculer le taux de charge t.
P
c) Calculer les efforts théoriquement développables, en poussant et en tirant.
Diamètres normalisés des vérins
Exercice N°3 (4 points)
Compléter le schéma sur la figure document réponse N°2
Hidri.I
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Nom :………………………………………Prénom :…………………………………………Classe :……….
Document réponse N°2
Hidri.I
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DEVOIR SURVEILLE
DATE : 22/05/2008
Semestre : 2
Durée : 1heures
CLASSE : SCI 2
ISET
: Radès
Département : SCI
Matière : Actionneurs industriels
Exercice N°1 (8 points)
La masse de la charge à soulever est de 500 kg, les pertes
par frottements internes sont estimées à 12%, la pression
d’alimentation en air est de 700 kPa.
Charge
b) Si les forces d’inertie et la contre-pression sont négligées,
déterminer le diamètre normalisé du piston D ainsi que
le diamètre de la tige normalisé d on utilisant le tableau.
b) Calculer le taux de charge t.
c) Calculer les efforts théoriquement développables, en poussant et en tirant.
P
Diamètres normalisés des vérins
Exercice N°2 (12 points)
On désire concevoir une machine pneumatique constituée de deux vérins à double effet A et B,
réalisant le cycle dont le graphe rapide est le suivant: A+, B+,B- et A-.
Comme pré-actionneurs, on prévoit pour chacun des vérins A et B un distributeur bistable 5/2 à
double pilotage pneumatique et pour la détection des positions de fin de course, on prévoit une paire de
distributeurs pneumatiques 3/2 à levier, à galet et à ressort pour chacun des deux vérins.
On désigne par a0 et b0 les détecteurs de position de fin de course négative et par a1 et a2 les
détecteurs de position de fin de course positive. Le redémarrage automatique du cycle de cette machine est
assuré par un distributeur à deux positions verrouillables 3/2 à levier qu’on désignera par m.
Pour élaborer le circuit de commande permettant, la réalisation de ce cycle, on applique la technique
de commande en cascade en subdivisant ce cycle en deux groupes de mouvements : (A+ ; B+) et (A- ; B-)
On attribue à ces groupes de mouvements les deux sorties V1 et V2 de la cascade correspondant à ses
entrées de pilotage P1 et P2.
3- En complétant le document réponse N°1, par les alimentations des composants, donner le
schéma de câblage détaillé du circuit de commande pneumatique de machine dans son état de repos.
4- Donner les expressions logiques des signaux de pilotage A+, B+, A- et B- des pré-actionneurs
associés aux vérins et des signaux de pilotage P1 et P2 de distributeur auxiliaire en fonction
de a0, b0, a1, a2, V1, V2 et m.
Hidri.I
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Nom :………………………………………Prénom :…………………………………………Classe :……….
Document réponse N°1
A
a0
A+
a1
B
A-
b0
B+
b1
B-
a1
m
b0
V1
V2
P2
b1
Hidri.I
P1
a0
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