Sonde thermométrique.

¤ PCSI ¤ 2013\2014 TD2
Sonde thermométrique.
Une sonde à thermocouple présente deux électrodes E1et E2entre lesquelles existe une différence de
potentiel v, fonction affine de la température. Une chaîne de mesure est alors utilisée pour générer un
signal sproportionnel à v.
Le dispositif utilise deux circuits intégrés appelés amplificateurs opérationnels, dont on admettra les
propriétés suivantes, correspondant à un fonctionnement linéaire idéal:
les potentiels des entrées - et + sont identiques:
V V
;
les intensités des courants entrant par ces entrées sont nulles ;
un courant d'intensité Isest délivré par le circuit en sortie, sa valeur s'ajuste de manière à assurer
l'égalité V=V_ (une régulation intervient automatiquement, nous ne l'étudions pas ici).
La gamme de valeurs de vmesurables est [0,5 mV], on désire générer une tension de sortie sde valeur
maximale égale à 5 V.
1. En appliquant le théorème de Millman aux points + et - de l’amplificateur de gauche, exprimer le
potentiel de sortie s1du premier amplificateur en fonction de V1et V2,potentiels respectifs de E1et E2.
2. Quelle relation doivent vérifier les résistances R1àR4pour que s1soit proportionnel à v=V2-V1?
On choisit R1=R3= 1 kΩ, calculer R2et R4si l'on désire, en sortie du premier circuit intégré, observer une
tension s1= 100v.
3. Exprimer sen fonction de s1et en déduire le rapport R6/R5requis.
4. En pratique, un signal parasite engendré par les perturbations alentour vient modifier les potentiels V1et
V2.Son action se traduit par l'ajout d'une tension de valeur Vp,identique sur les deux électrodes E1et E2.
Quel est alors le comportement du dispositif ? A quoi doit-on notamment veiller lors de la réalisation
du circuit?
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