description+du+fonctionnement

Boîte noire #1 décortiqué

Il y a plusieurs moyens pour transformer le signal d’un thermocouple en signal standard (ex : 4 à 20mA). Mais ces circuits sont dispendieux. Comme les concepteurs sont des ingénieurs et que nos professeurs sont aussi des ingénieurs ils y en a un d’entre eux qui a développé ce circuit au prix de quelques pièces électroniques. Pour une fois, c’est plus avantageux de faire son appareil soit même.

Le fonctionnement général de ce circuit est le suivant :

À la base, il y a le thermocouple qui envoi un signal en mV à notre circuit. Le fonctionnement du thermocouple va être expliqué par Alain. Par contre, dans notre circuit nous avons un système qui fait la compensation car la soudure froide n’est pas à 0°. Avec le régulateur de tension LM134H et quelques résistances il y a une tension très précise de 64mV à 25° C comme tension de sortie et le circuit est fait en sorte que la tension de sortie de cette partie du circuit est négative, donc elle se soustrait à celle d’entrée ce qui donne la bonne température, cette manière de faire est appelée compensation électrique.

Par la suite, il faut se méfier du bruit car comme nous le savons un thermocouple agit comme une antenne et capte les fréquences des autres fils qui habituellement sont de 60 Hz, alors il faut faire en sorte que le bruit soit filtré. La manière la plus simple est de mettre des condensateurs dans notre circuit c’est pourquoi il y a ces trois condensateurs. Pour être bien sur qu’il n’y a que le DC qui passe, ils filtrent le signal de seulement 2 à 4 Hz et tout ce qui va plus vite est supprimé.

Une fois que le signal est propre il faut l’amplifier afin de pouvoir le travailler. Cela se fait grâce à un ampli op (LM10CN8). À la sortie de l’ampli le signal est encore en tension mais beaucoup plus élevée, on parle de 1 à 5V.

Il est important de savoir qu’une linéarisation est nécessaire car les thermocouples ne donnent pas une mesure linéaire. Souvent, c’est une équation du 5ième et même du 9ième degré qui est nécessaire pour trouver la relation mV / ° C. Mais dans notre cas nous sommes chanceux car dans notre « range » la mesure est presque linéaire de sorte que l’on peut négliger ce fait.

Enfin, nous sommes rendu à changer la tension en courant et pour cela il y a un circuit de résistances et deux potentiomètres. Les pots. servent à ajuster les valeurs de 4 et 20 mA à la valeur maximal et minimal de la température soit 0 à 300° C.

En résumé, le thermocouple envoie un signal en mV à notre circuit. Notre circuit s’occupe ensuite de compensé la soudure froide avec sa partie différentielle, il filtre le signal, l’amplifie et le change en signal de courant.

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