Notice du pont de Wheatstone pour thermistances
ENSC 348-1
Le schéma électrique du système est le suivant :
• Structure :
Entre C et B et B et D, on trouve des résistances R de précision de 20kΩ.
Entre C et A, on place la thermistance Rth. Il s’agit d’une CTN de résistance 4,7 kΩ environ à 20°C. Rth est
fixée au bloc de cuivre relié au Peltier. Elle sera ramenée dans le pont par une ligne coaxiale BNC/Banane.
Entre A et D, on trouve, en série, une résistance fixe de 2kΩ et une résistance variable Rv. Cette dernière est
constituée par la mise en sérire d’un potentiomètres de 4,7kΩ, d’un potentiomètre de 220Ω et d’un autre de 10Ω
(les deux derniers pour affiner). La résistance entre A et D peut donc fluctuer entre 2kΩ et 7kΩ environ. Faire
fluctuer cette résistanc permet par exemple de faire le zéro dans un dispositif de mesure relative de température.
Changer la valeur de Rv permet aussi de fixer une consigne de température dans une boucle d’asservissement.
Entre A et B, on appliquera la tension d’alimentation du pont (continue ou variable suivant les applications).
On fera attention aux éventuels problèmes de masse suivant la nature de la source. Par le suite cette tension sera
appelée e.
Entre C et D, on récupèrera un tension image de la variation de résistance de Rth.
• Tension de sortie : Pour la suite, nous allons considérer que le dispositif électronique qui récupère la
tension entre C et D présente une impédance d’entrée très grande devant l’ensemble des résistances du pont.
Lors de l’emploi du dispositif, on vérifiera que cette hypothèse est justifiée.
Si e est la tension entre A et B, si Rth = Ro-∆R(T) et si R’=Rv+2kΩ alors on a
+
−
∆−+
='RR
1
RRR
1
.e.Ru
o
CD
Si on a fait en sorte qu’à température ambiante, uCD=0, alors c’est que l’on a R’=Ro. On en déduit que
()()
+∆−+
∆
=
oo
CD RR.RRR
R
.e.Ru
Si on suppose que ∆R << R+Ro (vérifier si c’est le cas expérimentalement!), on obtient
()
R.
RR
e.R
u2
o
CD ∆
+
≈
Si de plus on peut linéariser le capteur dans la plage de fonctionnement choisie, alors ∆R = α.∆T où ∆T est
l’écart de température par rapport à la température ambiante initiale.