Etude Des Caracterestiques D'un Capteur de Temperature [PDF]

Zitiervorschau

Université de Ghardaia Master1_Maintenance

Niveau:

Faculté des Sciences et de la Technologie techniques de mesures Département d’automatique et de l’électromécanique module: O. MOUSSA Filière: Electromécanique Universitaire: 2021/2022

Module: Capteurs et Responsable de Année

Présenté par : 

⮚ Reddah djaber ⮚ Khiroune lyes ⮚ Zit imad  TP N°2 ETUDE DES CARACTERESTIQUES D’UN CAPTEUR DE TEMPERATURE A COEFFICIENT DE TEMPERATURE POSITIF (CTP) A BASE D’UNE SONDE PT100

BUT DE CE T.P: 0

* Familiarisation de l’étudiant avec les circuits électriques. * Apprendre le fonctionnement de ce type de capteurs. * Etudier les caractéristiques d’une sonde de température de type PT100. * Déterminer les caractéristiques d’une sonde Pt100 utilisée en tant que capteur de température. * Relever la température d’un corps avec une sonde Pt100.

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I. INTRODUCTION:

Différents composants peuvent être utilisés pour mesurer la température. Parmi les plus simples :  Thermistances CTP: coefficient en température positif. Les CTP les plus courantes sont les éléments à base de platine (Pt100, Pt500, Pt1000, …), qui offrent une bonne précision absolue et une bonne stabilité en température (≥500°C possibles). Alternativement au platine, des PTC métalliques au nickel ont une meilleure sensibilité, sont moins chères, mais utilisables sur une plage de température plus réduite. La résistance électrique des matériaux conducteurs et semi-conducteurs dépend fortement de leur température. Généralement, cette dépendance peut être traduite par l’équation : R(T) = R0.f (T -T0) Ou: •

R(T) est la résistance du matériau à la température T R0 est sa résistance à la température 0°C.

•

f(T-T0) une fonction caractéristique du matériau dépendante

de

sa

résistance

vis-à

vis

de

la

température. f (T -T0) =1 si T=T0 La nature du matériau (métal ou semi-conducteur), de pureté, conductivité ainsi que le domaine de température exploré jouent un rôle important dans la variation de R(T). Dans le cas d’un matériau métallique sa résistance électrique pour T=0°C dépend de la température suivant la relation : Pour une sonde de platine Pt100.

RPt100 =0,385×ø+100 à 0 °C RPt100 = 100 Ω. Pour une sonde de platine Pt1000.

RPt1000 = 3,85×ø+1000 à 0 °C RPt10à0 = 1000 Ω. Une sonde de platine fonctionne de –200 °C à +850 °C II. PREPARATION :

1. Faire des recherches et trouver la différence entre les différents capteurs de température RTD, CTA et CTP ? 2|Page

RTD : Les détecteurs de température à résistance (RTD) , comme leur nom l’indique, sont des capteurs mesurant la température par corrélation de la résistance de l’élément RTD et de la température. La plupart des éléments RTD sont constitués d’une certaine longueur de fil de résistance très fin, entouré autour d’un noyau de céramique ou de verre. L’élément est habituellement assez fragile, il est donc souvent placé à l’intérieur d’une sonde gainée pour le protéger. L’élément RTD est fabriqué à partir d’un matériau pur, dont la résistance à différentes températures a été attestée. La résistance de ce matériau varie de manière connue et prévisible en fonction des modifications de températures; c’est précisément cette variation de résistance qui sert à déterminer la température. CTP : Une thermistance CTP est une résistance à semi-conducteur dépendante de la température et constituée de céramique polycristalline. En principe, la céramique a des propriétés isolantes, la caractéristique de la courbe linéaire est atteinte par une dotation ciblée de céramique semi-conductrice de titane de baryum et d'autres substances, formée dans le processus de fabrication en une petite pilule brasée sur laquelle un câble est posé.

La conductivité de la thermistance CTP est plus faible à hautes températures qu'à basses températures. La thermistance CTP a un coefficient de température positif (CTP), de ce fait sa résistance électrique augmente avec une montée en température. 2.Quelle est la différence entre un capteur actif et un capteur passif Capteur actif : Les capteurs actifs qui transforment directement la grandeur physique en grandeur électrique (Ex: un thermocouple transforme directement la "température" en tension électrique). Capteur passif : Les capteurs passifs qui utilisent un élément intermédiaire qui réagit au phénomène physique et une alimentation électrique extérieure pour obtenir un signal électrique. Mais ce n'est qu'une remarque. Un capteur passif ne fournit pas d'énergie, il faut dans de nombreux cas en dépenser pour obtenir l'information de mesure. Un capteur actif fournit l'énergie nécessaire à la mesure, il suffit de mesurer une grandeur de sortie qu'il fournit.

III. MANIPULATION ET EXPLOITATION III.1. MONTAGE (AVEC MULTIMETRE) :

Afin de tester l'un des capteurs de température, nous avons utilisé un bécher de 100 ml rempli d’eau, ensuite nous avons placé le bécher sur la plaque chauffante. En faisant varier la température de l'eau et surveiller la température de l'eau avec un thermomètre. Le capteur de température a été placé dans l'eau et connecté à un ohmmètre comme il est illustré sur la figure.

On a remarqué que le changement de température T de l'eau entraîne un changement de la résistance électrique du capteur de température. Les valeurs de 3|Page

CTP

température associées à chaque valeur de résistance électrique R du capteur sont illustrées sur le tableau suivant : Température

4

10

15

20

25

30

35

40

45

50

(°C) Résistance

102.2 103.2 104.6 105.5 108.6 109.8 111.8 113

114.6 116.3

(R Ω)

Température (°C) Résistance (R Ω)

55

60

118,1 119,7

65 122

70

75

123,9 126,1

1. Tracez la courbe R en fonction de T

sur un papier millimétrique. 2. Quel

type de capteur de température s’agit-il ? justifiez votre repense

 Le type de capteur de température s’agit-il est : pt100 (RTD).  Justification : il est un capteur mesurant la température par corrélation de la résistance de l’élément RTD et de la température. 3. Est-ce le capteur passif ou actif, justifiez votre réponse ?

 Le capteur est passif.  Justification : parce que la grandeur de sortie est résistivité. 4. Selon la courbe, peut-on modéliser ce capteur par la relation d’une droite T= a.R+b (a, b étant

des constantes) ? Justifier votre repense.  Y=0.336x + 100  a=(126.1-102.2)/(75-4)=0.336 et b=100  Justification : parce que le capteur dans température 0°=100Ω.

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La courbe Résistance (R Ω) en fonction de Température (°C) 140 120

Résistance (R Ω)

100 80 60 40 20 0

0

10

20

30

40

50

Température (°C)

5|Page

60

70

80