Compte Rendu TP CAO Electronique]

TP CAO Electronique :
Réalisation d’un montage conditionneur pour
la sonde PT100
NIBAUDEAU Célia
SEVIN Maud
ING_2 TIE
2005/2006
INSTITUT POLYTECHNIQUE DES SCIENCES AVANCEES
24, rue Pasteur – 94270 LE KREMLIN-BICETRE * Tél. : 01.44.08.01.00 * Fax : 01.44.08.01.13
Etablissement Privé d’Enseignement Supérieur – SIRET N° 433 695 632 00011 – APE 803Z
Introduction
Le but du projet est de réaliser un dispositif, capteur et circuit associés, dont la consommation
en courant 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.
Pour cela, nous disposons du montage conditionneur suivant :
A l’aide du logiciel Orcade, nous avons pu réaliser un schéma électrique ainsi que son typon.
Puis nous avons déterminé le rôle de chaque étage amplificateur et prouver que le courant qui
parcourt la sonde est constant.
1. Schéma électrique:
Pour permettre une meilleure compréhension du schéma, nous avons pris soin de séparer
l’alimentation (à droite ) du montage principal (à gauche).
2. Montrer que le montage générateur de courant permet
d’alimenter la résistance de platine avec un courant
d’intensité constante : I  E  1mA .
R
On a : V  
Vs
 U 1  Rt  I
2
E 0 Vs
E  Vs
 
E  Vs R  Rt   U 1
Et : V   R Rt R  R 
1 1 1
2 1
R  2 Rt  R 
 

R Rt R R Rt
1

E  Rt
Rt

 Vs   
2Rt  R 
 2 2 Rt  R  
 2 Rt  R  2 Rt 
E  Rt

 Vs  
2Rt  R 
 2  2 Rt  R  
E  Rt  Vs 
R
2
E  Rt  2  Rt  I 
R
2
E  RI
On obtient alors : I 
E
R
Avec E=10V et R=10kΩ
Donc I=1mA.
3. Montrer que le deuxième étage amplificateur non
inverseur permet d’obtenir une tension varient entre 1
et 1,5V environ avec :
 R2 
U 2  1    U 1
 R1 
On a :
V   U1
 R1 
V   U 2 

 R1  R 2 
Or : V   V 
 R1 
Donc : U 1  U 2  

 R1  R 2 
 R1  R 2 
D’où : U 2  U 1  

 R1 
 R2 
U 2  U 1  1  
 R1 
4. Montrer que le dernier étage permet d’éliminer le
terme constant b a partir du montage diviseur de
tension (Up) et d’ajuster le gain avec la résistance R4
pour avoir une lecture directe de la température :
On utilise la méthode de Millmann :
On pose tout d’abord : U 2  0
V 0
 R4 
V   U 3  Up   
 R3 


V V
 R4 
Donc : U 3  Up   
 R3 
On pose ensuite : Up  0
V  U2
 R3 
V   U 3

 R3  R 4 
V  V 
 R4 
Donc : U 3  U 2  1  
 R3 
 R4 
 R4 
On obtient finalement : U 3  U 2  1    Up   
 R3 
 R3 
5. ROUTAGE AVEC PLAN DE MASSE :
Pour réaliser le routage, nous avons placé les composants de façon à n’avoir des liaisons que
du côté opposé aux composants.
6. Prix des composants :
Composants du circuit
Composants choisis
prix a l'unite
quantite
prix total
TL084
LM7915
LM7815
LM317
Condensateurs
0,33 μF
0,1 μF
2,2 μF
1 μF
resistances
2 kΩ
12 kΩ
10 kΩ
12,7 kΩ
3,3 kΩ
0,5 kΩ
240 Ω
resistances variable 5 kΩ
TL084
LM7915
LM7815
LM317
0,70 €
1,53 €
0,63 €
0,44 €
1
1
1
1
0,70 €
1,53 €
0,63 €
0,44 €
0,33 μF
0,1 μF
2,2 μF
1 μF
0,82 €
0,51 €
1,62 €
1,61 €
1
2
1
2
0,82 €
1,02 €
1,62 €
3,22 €
2,2 kΩ
12 kΩ
10 kΩ
15 kΩ
3,3 kΩ
560 Ω
270 Ω
resistances variable 5,6 kΩ
0,29 €
0,29 €
0,29 €
0,29 €
0,29 €
0,29 €
0,29 €
0,29 €
1
1
5
1
1
2
1
1
Total=
0,29 €
0,29 €
1,45 €
0,29 €
0,29 €
0,58 €
0,29 €
0,29 €
13,75 €
Si l’on réalisait le montage nous même (avec tout le matériel mis à notre disposition comme
les plaques et la machine à insoler), cela nous coûterait environ 14euros alors que si nous
commandions la carte nous en aurions pour plusieurs dizaines d’euros.