II.2 Conditionneur du signale

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Elimination des perturbations dues aux fils de liaison :
Lorsque le capteur est situé à distance importante des autres résistances du pont, il s'y trouve
relié par deux fils dont les résistances Rf peuvent n'être pas négligeables par rapport à celle Rc
du capteur. Cela ne pose de problème pour l'équilibrage initial du pond, par contre si les deux
fils font partie de la même branche de pont que le capteur, il est impossible de distinguer leurs
variations éventuelles de résistance ΔRf, due à la température par exemple, de celle de ΔRc du
capteur.
 Montage dit à trois fils : deux montages sont possibles selon que le troisième fils (R'f)
est relié soit à la source (figure a) soit à l'appareil de mesure (figure b)
 Pont à deux fils de compensation
(dit, abusivement, pont à quatre fils)
: Le capteur et ces deux fils de
liaison au pont forment une branche
du pont : R2=Rc+2.Rf. Une branche
contigüe est constituée par une
résistance fixe R"0 et deux fils de
liaison identiques aux précédents et
placés à leurs voisinage :
R4=R0+2.Rf.
Les quatre résistances du pont sont
choisies égales à l'équilibre :
R1=(Rc+2.Rf)=R3=(R4+2.Rf).
R4
R
3
es
R
c
Vm
R1
Figure a
D
A
C
B
R3
Vm
Rc
R4
R1
es
Figure b
R1
R3
Vm
R4
Rc
es
Rf
Rf
R
f
Rf
Montage à deux fils de
compensation

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 Le montage dit à quatre fils : Dans le montage à trois(03) fils la résistance du capteur
ne peut être connue que si les résistances Rf des fils de liaison et leurs variation s sont
parfaitement identiques, la mesure peut être faite soit par la méthode de zero (équilibre
du pont) soit par méthode de déviation à partir de la tension Vm de déséquilibre du
pont.
Le montage à quatre fils rend possible la détermination de la résistance Rc du capteur
sans hypothèse sur la résistance des fils de liaison mais par méthode de zero
uniquement.
La valeur de la résistance du capteur Rc est obtenue après deux équilibrages du pont
pour deux configurations différentes des liaisons.
 Premier équilibrage du pont : On relie les bornes suivantes, indiquées dans le
schéma ci-dessus : (A et a), (D et f), (F et b) :
Le pont est équilibré au moyen de la résistance variable R1 dont la valeur à
l'équilibre devient R'1 tell que :
 Second équilibrage du pont : Les bornes suivantes sont reliées : (A et a), (D et
f), (F et b) :
Le pont est, encore une fois, équilibré au moyen de la résistance variable R1 dont
la valeur à l'équilibre redevient R''1 tell que :
Montage à deux fils de compensation
Rc
A
es
Rf1
Rf2
R1
R3
Vm
R4
F
D
C
C
a
b
e
f

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Des valeurs prises par R1 lors des deux équilibres, on obtient :
Essai 1 on a : 
Essai 2 on a : 
On voit bien que l'expression de Rc est indépendante des résistances des fils.
II.2.4.1 La correction de la non linéarité d'un capteur passif :
Lorsqu'on utilise un capteur unique, par exemple résistif, avec pour conditionneur un pond de
Wheatstone ou un montage potentiométrique à alimentation symétrique, la tension délivrée
n'est pas linéaire, elle a pour expression :
On utilise un multiplieur et un sommateur pondéré pour réaliser la linéarisation, voir la figure
ci-dessus :
La tension de sortie du multiplieur est :
Les gains sur les deux voies d'entrée du sommateur étant a et b, on a en sortie une tension :
Linéarisation du pont de Wheatstone par un multiplieur

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D’où : 
Donc :
Par un choix approprié pour 
 , on élimine le terme responsable de la non linéarité,
alors : 
II.2 Conditionneur du signale :
II.2.1 Adaptation d'impédance :
Le capteur, associé a son conditionneur, équivaut à un générateur constitué d'une source et
d'une impédance interne délivrant le signal au circuit qui le charge. Afin que le signal soit
obtenu dans les meilleures conditions de sensibilité et de stabilité vis-à-vis des variations
éventuelles de l'impédance interne, le générateur équivalent doit être chargé par une
impédance appropriée.
a. Cas d'un capteur source de tension :
Lorsqu'un capteur délivre une tension ec(m), sous
l'influence de mesurande, cette tension est en série
avec une impédance Zc du capteur. Pour minimiser
l'influence de cette dernière, Le dispositif de
mesure doit avoir une impédance d'entrée, Zi, très
grande devant Zc.
Si  on a alors :  
Les dispositifs à grande impédance d'entrée utilisable pour réaliser l'adaptation
d'impédance sont à base d'amplificateur opérationnel en montage suiveur simple ou
suiveur/amplificateur, amplificateur différentiel sous forme d'amplificateur
d'instrumentation ou d'amplificateur d'isolement.

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b. Cas d'un capteur source de courant :
Le capteur peut aussi se présenter sous une forme
équivalente à une source de courant (ic) en parallèle avec
une impédance Zc. Le signal électrique Vm est alors
donné par (figure 2.7.1.2) :
Pour que le courant im généré par le capteur soit peu
différent de ic, il faut que l'impédance du capteur soit très
importance devant celle du dispositif de mesure :
Si  on aura : 
II.2.2 Les amplificateurs opérationnels associés aux différents capteurs :
Les amplificateurs opérationnels, en plus de l'adaptation d'impédance qu'ils peuvent
garantir, ils permettent aussi en plus de l'amplification du signal, de convertir les signaux
de sorties, quant ils sont un courant ou une charge, à un signal de sortie tension. On
rappelle ici les trois montages fondamentaux, correspondant aux trois types des capteurs
actifs
 Cas d'un capteur source de tension :
Le capteur est équivalent à une source de tension ec en série avec une impédance Zc.
L'utilisation d'un amplificateur opérationnel avec le montage ci-dessus permet, avec
l’approximation de l’amplificateur opérationnel idéal, d'écrire :
-
+
Zc
ec
Vs
R1
R2