7/26/2019 Exercice Capteurs4444

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RHG, 11/10/2010

6.10.2010

Capteurs

exercice Matlab

Linarit des thermistances KTY81-110 et leur conditionneur associ

Les thermistances du type KTY permettent de raliser une mesure de la temprature trs

faible cot (5...10x moins cher que les thermistances platine). Contrairement aux PT100,

leur caractristique est fortement non-linaire, et la prcision quon peut obtenir est moins

leve (~2-3C). Le tableau ci-dessous rsume la caractristique dun KTY81-110.

temprature [C]

-20

0

20

40

60

80

100

rsistance [Ohm] 684 815 961 1122 1299 1490 1696

On propose deux conditionneurs diffrents :

a) conditionneur linaire (source de courant)

compos dune source de courant de I = 1 mA qui alimente le thermistor, et de la

mesure de la tension aux bornes du thermistor.

b) conditionneur nonlinaire (diviseur de tension)

compos dun diviseur de tension aliment par une tension de 5V. La rsistance en

srie est dterminer de faon amliorer la linarit du montage. Le courant qui

passe dans la thermistance ne doit pas dpasser une valeur de 1.5 mA pour viter unauto-chauffement excessif, et ceci pour la plage entire de mesure.

+C

I R(T)U = f(R)

linaire !

+C

R(T)U = f(R)

nonlinaire !

R0

U0

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1) Introduire les valeurs de la temprature T et les valeurs correspondantes de la rsistance

R de la thermistance dans des vecteurs Matlab. Dterminer la droite de rgression, et unpolynme dordre 2 approximant les valeurs mesures (commande polyfit). Afficher sur

un seul graphique les valeurs, la droite de rgression et le polynme dordre 2.

2) Pour le conditionneur linaire a) (source de courant), calculer avec Matlab lerreur de

linarit en % sur ltendue de mesure allant de -20C...100C.

3)

Toujours pour le conditionneur linaire (source de courant), dterminer la sensibilit

globale du capteur en fonction de la temprature (conseil: utiliser la commande polyder

pour driver le polynme). Quelle est lunit physique associe ?

4)

Pour le conditionneur nonlinaire (diviseur de tension), dterminer la valeur de larsistance R0 permettant doptimiser la sensibilit globale autour du point de

fonctionnement 40C. Pour cette valeur de R0 calculer lerreur de linarit en % sur

ltendue de mesure allant de -20C...100C.

5) On souhaite maintenant optimiser la linarit en utilisant la fonction doptimisation

fminsearch. Dterminer la valeur optimale de R0 donnant lieu une erreur de linarit

optimale. Pourquoi est-ce que le conditionneur nonlinaire arrive amliorer la linarit ?

6) On souhaite interfacer le capteur de temprature un microcontrleur disposant dun

convertisseur A/D intgr de 10 bit. La plage de tension du convertisseur est de 0 3.3V.

Dterminer la rsolution en C.

7) Est-ce quil y a un moyen daugmenter la rsolution sans changer la partie hardware ?

8)

Le microcontrleur dispose dune broche Vref pour la tension de rfrence.

Est-ce que la prcision de la mesure dpend de Vref ?

Comment peut-on compenser leffet dune drive de la source de tension qui alimente le

diviseur de tension ?