Gilles Bessens

Gilles Bessens
Capteurs et traitements de signaux
Laboratoire 3 : Le pont de Wheatstone et l’amplificateur
Introduction: Ce laboratoire va vous initier au pont de Wheatstone, qui permet de convertir un
petit changement de résistance en un changement de tension, qui est proportionnel à la variation
de résistance. L’utilité du pont de Wheatstone est que le changement de résistance peut être très
minime et difficile à lire tandis que le changement de tension va être lisible. En plus, en variant
les valeurs des résistances, nous pouvons ajuster le niveau du changement de tension que le pont
produit. Avec un amplificateur, il est ensuite possible d’amplifier le signal (donc multiplier par
un certain facteur) pour que la gamme de tension que donne le circuit soit étalonnée entièrement
sur la gamme de réception du ADC (Analog to Digital Converter), qui lui, effectuera la
transformation en code binaire, qui à son tour sera passé à l’ordinateur. Notez que la majorité
des cartes pour l’ordinateur contiennent déjà un ADC, et quelques fois un amplificateur.
Matériel nécessaire :
Partie I : RTD, AD524, Potentiomètre 1k, 10k.
Voltmètre, bécher, thermomètre,
plaque chauffante, glace, eau.
GARDEZ votre montage pour le prochain laboratoire.
ASSUREZ VOUS QUE LE CIRCUIT FONCTIONNE AVANT
D’ALLUMER LA PLAQUE CHAUFFANTE !!!!
Demandez à l’assistant de laboratoire pour vérifier le circuit.
Partie I
Marche à suivre :
1) Montez le circuit suivant :
Les potentiomètre de 100  ont été inséré pour facitliter le réglage physique du circuit, le
potentiomètre de 100 de gauche doit être ajusté à une valeur de 123.2 – 82 = 41.7 . Le
potentiomètre de droite devrait avoir une valeur de 90 pour que 90 + 910 = 1000 . Donc
mesurez les avant de les insérer dans le circuit mais ne vous acharnez pas à les régler
précisément car on va les régler plus tard.
Le gain variable est déterminé par la résistance variable de 10k, qui veut dire que cette résistance
peut varier jusqu’à une valeur de 10k. La formule pour savoir la valeur du gain est :
Gain = 40000 / Résistance
Donc, puisque nous voulons une valeur pour le gain de 29.1, nous allons régler le potentiomètre
de 10k à 1375 .
3) Avec le circuit fonctionnel, ajustez les sources de tension aussi près de 15.00 V que possible,
donc branchez le VOLTMÈTRE (échelle de 20V) à la source +15 et –15 et ajustez.
4) On ajuste le niveau de tension de la borne négative (la branche de gauche dans le diagramme)
à 1.652 V. Il faut utiliser le voltmètre (échelle de 2V) avec la borne négative du voltmètre au
‘Ground’ (Pas le –15V) et on tourne le potentiomètre de 100 jusqu’à ce que l’on ai 1.652V.
5) On ajuste maintenant la tension à la borne positive en ajustant le potentiomètre de 100 de la
branche droite (qui est en série avec la 910 ) pour avoir une tension de 1.481V au RTD sur la
branche de droite (Donc à la borne positive). Ceci suppose que l’on soit à 25C et que le RTD y
soit aussi.
6) Avec le RTD à l’air libre, prenez note des tensions aux bornes positves et négatives.
a) Tension à la borne + de l’ampli : ________ V
b) Tension à la borne – de l’ampli : ________ V
c) Différence entre les deux (a-b): ________ V (Devrait être négative)
Si on veut un gain de 29.1, il faut multiplier la différence par 29.1 et ceci est la tension qu’il
faudra à la sortie pour l’étape 7.
d) Différence * gain : (c * 29.1) = ________ V (Devrait être négative)
7) On veut ajuster le gain aussi près de 29.1 que possible avec le potentiomètre de 10k
connecté entre RG1 et RG2. Il faut donc aller mesurer la tension à la sortie de l’ampli (Échelle
de 20 V) et s’assurer que la tension est bien la bonne. Donc on veut la valeur de la différence
entre les deux bornes multipliée par 29.1 à la sortie. Ajustez le potentiomètre de 10k jusqu’à
ce que vous avez la bonne tension.
8) L’amplificateur devrait donner une tension  -5V, mais ne soyez pas surpris d’avoir une
valeur telle que –4.5 V.
9) Mettez le RTD dans l’eau sans qu’il touche le fond, utilisez aussi un thermomètre sans qu’il
ne touche le fond. N’allumez pas la plaque chauffante!!
Nous allons faire le graphique de la tension à la sortie de l’ampli en fonction de la température
en utilisant des plaques chauffantes et des thermomètre.
Nous allons faire chauffer l’eau de  25 100Cle RTD dans l’eau et

 N’allu
mez pas encore la plaque chauffante!!
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10) Une fois que le montage est fait et vérifié, et avec l’élément résistif dans le bécher, branchez
la sortie du circuit au voltmètre pour qu’il soit prêt. Utilisez l’échelle de 20 V sur le voltmètre et
ne pas la changer.
11) Allumez maintenant la plaque chauffante et chauffer l’eau jusqu’à 100C, en prenant
la valeur de la tension à tous les 5C. Notez les valeurs sur le graphique.
12) Éteindre la plaque chauffante, retirer le bécher de la plaque et éloigner la plaque de l’aire de
travail. (ATTENTION : Ne vous brûlez pas)
Graphiques des valeurs de la tension de sortie par rapport à la température :
Mettez les échelles de tension pour la sortie
Rapport : (UN rapport par groupe de DEUX, soulignez le nom de l’auteur !)
-Page titre
-Description de ce que l’on essai de déterminer
-Données et graphiques
-explication du fonctionnement du pont de Wheatstone, ce qu’il donne comme sortie
-expliquer l’utilité de l’amplificateur
-Analyse complète
-Conclusion