Montage pour mesure Pt1000

[Bruno]

Bonjour,

Je n'ai pas abandonné mon idée de mesurer la température par CTN, mais je cherche une alternative plus précise pour mesurer la température avec une sonde Pt1000. J'ai conçu le montage ci-joint et souhaiterais savoir s'il convient.

Quelques explications: le premier étage sert à générer un courant de 1mA en imposant une tension de 1V aux bornes de la résistance de 1kΩ. La résistance de la Pt1000 appartient à [940;1160] Ω sur [-15;40°C] (plage souhaitée). Un second étage effectue une mesure différentielle et amplifie le signal utile. Pour utiliser au max la plage du CAN, je soustrais 0,9V à ce signal avant d'amplifier. J'ai représenté les imperfections de l'AOP (2mV, 1 et 3nA) afin de voir leur impact (négligeable a posteriori).

Pour la soustraction, j'ai d'abord pensé à un diviseur de tension monté à l'envers, puis à une diode Zener mais existe-il des Zener programmables qui descendent à cette tension ?

Merci !

Pièce jointe 193424

Désolé pour le PDF, voici une version PNG.


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[Antoane]

Bonjour,
http://www.ntb.ch/infoportal/_media/...324_lm2902.pdf

Vue la précision demandée, soustraire ainsi 900mV risque de ne pas être simple. Plusieurs alternatives :
- soustraire 900mV*gain après l'amplification ;
- utiliser un montage soustracteur à AOP ;
- ce à quoi je ne pense pas ;
- utiliser le CAN sur une plage différente de 0-5V : la plupart (~tous) les can disposent d'une (ou deux) broche Vref, qui permettent de fixer la pleine échelle de mesure, c'est à dire de dire à quelle tension correspond le 0 (pas forcément 0V) et à quelle tension correspond le 1024 (pas forcément 5V) -- pour un 10bits.

D'où vient le 5V qui te permet de générer ta tension de référence de 1V ?
Pour améliorer le montage des trois AOP du bas voir l'"amplificateur d'instrumentation".
Quelle est la tension max que peut fournir un LM324 alimenté en 5V ? Conclusion ?
Tu modélises les défauts des AOP qui pourraient compromettre le bon fonctionnement du montage ; dans ce cas, il est plus prudent de se placer dans le pire des cas, et non dans un cas typique. Au passage, le pire des cas ne correspond pas toujours à 3mV d'offset partout et 100nA...
Vu que la température ne doit pas varier bien rapidement, un peu de filtrage un peu partout ne fera pas de mal
Soigner le câblage du capteur.

un pont diviseur de tension câblé à l'envers

Je vois pas...

[Bruno]

Salut !

Merci d'avoir répondu, je commençais à désespérer. Le 900mV ne doit pas être très précis, tant que c'est aussi proche que possible de 940mV mais jamais au-dessus. Soustraire 900mV*gain n'est pas possible car l'AOP diff saturerait. Pour le CAN, impossible car j'ai d'autres signaux 0-5V à numériser. Je n'avais pas pensé à utiliser un AOP diff en soustracteur, c'est pourtant la solution la plus facile avec un diviseur 5V->900mV. Pour le 5V, il vient du régulateur de l'Arduino Uno.

Pour améliorer le montage des trois AOP du bas voir l'"amplificateur d'instrumentation".

Ça simplifierait en effet le câblage, mais impossible d'en trouver en magasin d'électronique. Une solution sans passer par des sites aux frais de port prohibitifs ?

Vu que la température ne doit pas varier bien rapidement, un peu de filtrage un peu partout ne fera pas de mal

Filtrage numérique (déjà prévu mais peu utile) ou analogique ?

[Antoane]

L'amplificateur d'instrumentation peut s'acheter en circuit intégré, ou bien se faire en composants discrets. Il faut juste soigner l'appariement des résistances si tu veux un résultat propre : choisir des résistance à 1% (voir mieux), ou les choisir à la main.
Ou prévoir des éléments réglables.

J'avais pas réfléchi au fait qu'effectivement, 900mV*19, ça fait pas mal.

Moyenner quelques échantillonnages est probablement une bonne idée, mais ajouter quelques condensateurs de découplage-filtrage ne fera pas de mal.

Le 5V fourni par un 7805 est :
- peu précis ;
- peu stable.
(cf la datasheet).
Utilise plutôt une référence de tension intégrée type TL431 : http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tl431.pdf (ou LT1004, ou autre) c'est pas cher et tu gagneras beaucoup.

Quelle est la tension max que peut fournir un LM324 alimenté en 5V ? Conclusion ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Bruno]

D'accord, mais où puis-je me procurer l'ampli d'instru ? Je ne vais pas aller sur Farnell pour payer 5x la valeur du composant en frais de port... Bien noté pour un meilleur régulateur de tension, je sais me procurer un TL780, est-ce suffisant ? Pour la tension max du LM324, je ne vois pas où tu veux en venir: un AOP peut fournir au max ses tensions d'alimentation, si c'est un problème de saturation je ne le vois pas.

[Antoane]

Pour l'ampli d'instrumentation, tu as deux options :
- acheter un composant tout fait, intégré (par exemple un INA121 : http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tl780-15.pdf) ;
- acheter 3 AOP et 5 résistances et monter ton ampli d'instrumentation.

Mieux vaut séparer alimentation de "puissance" (alimentation des AOP, du µC) et de référence (génération du 1,00V et des 900mV), d'où la proposition d'utiliser une référence de tension type TL431.

Il est de bon gout, quand on parle d'un composant, de mettre un lien vers sa datasheet pour éviter à ses lecteurs d'aller la chercher.

Pour les tensions limites de sortie du LM324 : http://www.ntb.ch/infoportal/_media/...324_lm2902.pdf voir la rubrique "output voltage swing" :
alimenté en 30V, la sortie est spécifiée comme pouvant aller jusqu'à 27V (sous une charge de sortie de 10k). Donc en 5V, la sortie est sûr de pouvoir atteindre... 2V. Peut-être plus, mais c'est pas sûr.
En revanche, on peut descendre quasiment jusqu'à 0V (20mV pour être précis).
Seuls les AOP rail-to-rail peuvent atteindre leurs tensions d'alim... Et c'est plus cher. Donc le plus simple est d'alimenter ton montage sous plus de 5V.

[Bruno]

Salut,

Ma question portait bien sur où je peux me procurer un AOP diff en circuit intégré. Pour le TL780, tu as posté la datasheet par erreur... J'ai appris quelque chose avec le voltage swing, il faudrait donc l'alimenter en 12,5V même si ça me parait très douteux de saturer à 2V sous 5V !

[Antoane]

Bonjour,
pour les fournisseurs : http://forums.futura-sciences.com/el...ctronique.html

Pour les tensions de saturation, fais l'essai
A ce sujet : il reste un problème : tu es sûr qu'avec l'AOP alimenté en 8V, sa sortie pourra atteindre au moins 5V, mais peut-être plus. Or, si tu appliques une tension supérieure à 5V en entrée du µC, il ne va pas aimer. Solution : ajouter une résistance de qq kohm entre la sortie de l'AOP et l'entrée du µC. Lorsque la tension à mesurer sera comprise entre 0 et 5V, la résistance ne gênera pas (impédance d'entrée du µC quasi infinie) mais si la tension de sortie de l'AOP dépasse 5V, la résistance limitera le courant qui s'écoulera à travers les diodes de clamp du composant, le protégeant.


PS : ne pas hésiter à faire un up après un ou deux jours sans réponse.

[louloute/Qc]

Si tu sais faire un géné de courant, tu sais en faire deux.

Ton deuxième géné de courant (utilisant la même référence de tension) peux aller sur une résistance ou un pot; tu fais la mesure différentielle entre la PT1000 et la résistance du second géné de courant.

[Bruno]

Bonjour,

Désolé pour ce délais, je n'avais pas vu les réponses. En faisant saturer mes AOP alimentés en 0V/5V voici la tension de sortie que j'obtiens :

- LM324N: 3.75 V
- LM224N: 3.80 V

Il me faudrait donc une alim 12V en plus d'un meilleur régulateur, c'est pas gagné !

[Antoane]

Ou bien utiliser un AOP rail-to-rail.

Quelques références parmi d'autres : http://www.microchip.com/ParamChartS...mid=11&lang=en