convertion logarithmique / lineaire

[invite1fc93821]

Bonjour,

Je vais essayer d'être aussi clair que possible mais d'avance je m'excuse si les thermes sont pas tout a fait bien utilisé.

J'essaie au mieux de fabriquer un appareil de mesure d'humidité pour céréales qui serrai installer sur moissonneuse batteuse.
Le capteur que j'ai fabriqué se comporte comme une resistance dont la resistivité varie avec le taux d'humidité.
se capteur est monté en serie avec une resistance formant ainsi un pont diviseur dont je lis la tension pour determiné le pourcentage d'humidité.
La plage d'humidité à mesurer qui m'interresse est comprise entre 10 à 20 %.

Le probleme est que la tension n'évolue pas de façon linéaire par rapport au taux d'humidité mais de façon logarithmique (j'espere que c'est le bon therme).
c'est a dire que pour 9 % d'humidité j'ai 0.20 V
11 % = 0.5 v +0.3 v
13 % = 1.5 v +1.0 v
15 % = 3.0 v +1.5 v
17 % = 5.5 v +2.5 v

j'aurais aimer lire le resultat via un voltmetre avec afficheur 7 segment, en faisant corresponde humidité / tension, mais la je ne peut pas ..
je pourrais me rabatre sur un drivers a led style LM3915 qui travaille de façon logarrithmique ( j'ai verifié l'echelle correspondrais pas trop mal ) mais l'affichage se ferais simplement par baragraphe et je trouve sa bien dommage.

Ma question est donc: y'aurais t'il un moyen de convertir cette tension en quelque chose de plus lineaire (ou proportionelle plutôt?) par rapport au % d'humidité ?

Merci d'avance.

Cordialement.
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[erff]

Salut

N'as-tu pas une documentation de ton capteur ? En principe on devrait trouver la caractéristique.
Sinon en faisant un fit d'ordre 2 (V ~ 0.109*h²-1.87*h+8.19), on a une erreur relative de 3% (si on appelle h le taux d'humidité en %).
Qu'est ce que tu comptes utiliser pour linéariser (µC, tout analogique) ?

Ma question est donc: y'aurais t'il un moyen de convertir cette tension en quelque chose de plus lineaire (ou proportionelle plutôt?) par rapport au % d'humidité ?

Oui c'est faisable, il "suffit" d'inverser l'expression de la caractéristique (par exemple si s=ax²+bx+c, on sort une tension Out=K*(-b+sqrt(b²-4*a*(c-s))) histoire d'avoir proportionnalité entre Out et x... mais il faut se farcir les calculs de racines ...

[invite2313209787891133]

Bonjour

Oui c'est relativement simple à faire, il suffit d'ajouter une résistance en parallèle à ton capteur. La réponse ne sera pas exactement linéaire, mais tu t'en approchera bien.
Pour le calcul de cette résistance il faut connaitre les caractéristiques du capteur.

[invite1fc93821]

Documentation du capteur ? je l'ai fabriqué moi meme, principalement car il doit subir beaucoup de vibrations et il doit resisté au frotement quasi continuel du grain soit 200 heures par saison.
le capteur est pour resumé très simplement, constitué de plaque en inox de 100*200 mm isolé entre elle, le grain au contact de ces plaques crée une resistantces entre elle, resistance qui diminu plus le taux d'humidité augmente.

Par µC j'ai le materiel, mais pas vraiment les connaissances, je sais modifié un code existant selon mes besoin mais pas le crée, d'ailleur pour l'interface d'affichage je pensais simplement utilisé un PIC et multiplexer avec 2 afficheur 7 segments en modifiant le code pour faire corresponde volt / % d'humidité mais pour ça faut que la tension soit lineaire, mais je suis vraiment pas competent pour aller plus loin avec un µc. Donc je serrais plus a l'aise avec du tout analogique.

je precise qu'une erreur relative de 3 % est acceptable, question bête :votre 1er formule peut être integrer dans le code d'un PIC?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitea3c675f3]

Tu peux aussi envisager un CAN dont la sortie parallèle est branchée à l’adresse d’une mémoire morte dans laquelle sont écrites les valeurs d’humidité relative BCD pour les 7 segments.

Avec quelques points de mesure par comparaison avec un hygromètre de référence, et un peu de calcul, c’est jouable (mais laborieux).

Si tu as besoin de mesure au-delà de 100% d’humidité relative, je peux te faire ça quand ma fille prend sa douche!

[invite1fc93821]

Dudulle, ba oui c'est tellement simple! par contre en effet sa ne serra pas tout à fait lineaire quelle caracteristique je devrai mesurer sur mon capteur pour vous renseigner au mieu ?
les mesure sont a reprendre car j'ai modifier mon capteur entre temps, mais de memoire les plages de variation du capteur pour 10 % d'humidité sont proche de 15 M ohms et pour 20 % d'humidité 600 k ohms.

merci pour votre aide .

[invite2313209787891133]

Dudulle, ba oui c'est tellement simple! par contre en effet sa ne serra pas tout à fait lineaire quelle caracteristique je devrai mesurer sur mon capteur pour vous renseigner au mieu ?

Je n'ai besoin que de connaitre la valeur de la résistance qui a été mise en série pour obtenir les valeurs que tu as donnés, ainsi que la tension d'alimentation du pont.

[invite1fc93821]

merci, donc la tension d'alimentation est de 9 V, la resistance en serie est d' 1 M ohms pour les valeurs donné dans mon 1post .

(j'essayer de retrouvé en vain un site qui expliquai le comportement de resistance en parralele de valeur differente illustré de graph et de formule mais impossible de remmetre les yeux dessu :s )

[invite2313209787891133]

Si tu places une résistance de 250k en parallèle avec le capteur tu obtiendra une série de points avec un coefficient de régression linéaire de 0.9898, avec 1.6V à 17% d'humidité. A voir si c'est suffisant.

[invite1fc93821]

merci beaucoup ! je vais tester demain et vous tenir au courant,
quelque chose qui me sera surement utile : pourriez vous me donner la formule qui vous a permis de determiner la résistance de 250K ?

Cordialement

[invite1fc93821]

voici un llien posté par daudet78 : http://www.discip.ac-caen.fr/phch/ly...capteurctn.htm
bien que la problematique s'applique sur une CTN, c'est valable egalement pour mon capteur ?

[invite2313209787891133]

Oui, c'est a peu près ce que j'ai fais ; on pourrait surement passer par une formule, mais ce serait assez complexe, tandis qu'avec le solveur c'est assez simple et rapide.

[erff]

Re

Si tu as un µC, tu peux te permettre à moindre coût d'avoir une très bonne précision en approximant tes relevés expérimentaux par une loi polynomiale par morceaux (constant par morceaux, affine par morceaux par exemple)... Dans ta plage de mesure tu prends 10 points (11% à 20%) ...
Si 11% est donné par 1 Volt, que 12% est donné par 2 Volts, que tu mesures 1.3V alors ton taux d'humidité est de 11% (constant par morceaux avec arrondi) ou de 11.3% (linéarisation par morceaux).

En terme de coût de calcul et mémoire c'est 3 fois rien (quelques additions/multiplications et tests, mémoriser les 10 points de mesures).

[invite1fc93821]

merci beaucoup Dudulle er erff pour ces precisions, je vais etudier ces 2 pistes et garder celle qui me satisfait le mieux. je posterrais les resultats dès que j'ai un moment.

Cordialement.

[invite2313209787891133]

Re

Si tu as un µC, tu peux te permettre à moindre coût d'avoir une très bonne précision en approximant tes relevés expérimentaux par une loi polynomiale par morceaux (constant par morceaux, affine par morceaux par exemple)... Dans ta plage de mesure tu prends 10 points (11% à 20%) ...
Si 11% est donné par 1 Volt, que 12% est donné par 2 Volts, que tu mesures 1.3V alors ton taux d'humidité est de 11% (constant par morceaux avec arrondi) ou de 11.3% (linéarisation par morceaux).

En terme de coût de calcul et mémoire c'est 3 fois rien (quelques additions/multiplications et tests, mémoriser les 10 points de mesures).

En ce qui concerne la précision il faut déjà voir si le capteur lui même est précis et surtout si il a une bonne répétabilité ; utiliser un µC ne servira à rien si il y a déjà une incertitude de 0.5% dans les mêmes conditions, ce que je subodore fortement.

[Gérard]

En mettant un tableau de valeurs (qui correspondent à la conversion) en mémoire d'un µC, quand tu auras lu la valeur de ton capteur, tu vas chercher la valeur correspondante.

[invite1fc93821]

Bonjour,

Alors pour les resultats c'est " mitigé ! en se qui concerne la resistance mise en parrallele du capteur, c'est mieux mais toujour pas linéaire, pourtant je me suis pas arrêté au calcul, j'ai essayé d'adapter la valeur de cettre resistante et celle du pont diviseur en rapport avec la reponse obtenu au voltmetre. mais rien de parfait, au mieux que j'ai obtenu c'est de 12 % d'humidité à 20 %. lineairalité quasi parfaite, par contre entre 10 et 12 % la tension s'ecroule ou suivant la valeur des resistances la tension ne bouge quasiment pas.

Avec un capteur fait à la va vite en cuivre et une résistance en parallle de 20 Mohms et une 10 Mohms en serie, la sa deviend linéaire, donc je constate que la qualité du conducteur a son importance, mais le cuivre ne resistera pas au traitement infligé et s'oxyderra trop vite, donc je reste sur mon capteur en inox.

Hier soir bien fatigué de cherché une solution, j'ai fini par allé voir du côté du code de mon pic, bien que je suis novice en la matiere en integrant un calcul pas forcement bien adapté, la réponse était meilleur, soit une erreur de max 0.8 %, donc en me creusant la tête j'espere arriver à un resultat acceptable.

merci beaucoup de tout vos conseilles .

Cordialement.