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amplifier le signal d'un thermocouple



  1. #1
    rodolphe.g

    amplifier le signal d'un thermocouple


    ------

    Bonjour,
    je souhaiterai amplifier la tension donnée par un thermocouple pour pouvoir la lire avec une carte arduino (donc entre 0 et 5v avec une résolution d'environ 5mV)
    Pour cela j'ai essayé d'utiliser un AOP en mode amplificateur non inverseur, mais problème, apparemment le gain ne veut pas fonctionner tant que la tension d'entrée est inférieur à 1v ...
    Où est mon erreur ? Y a-t-il un seuil de fonctionnement pour les AOP ? Comment peut faire autrement pour mesurer une très faible tension ?

    Merci


    Ps: je précise que je ne veux pas acheter de lecteur pour thermocouple tout fait, savoir amplifier un signal très faible pourrait me servir dans d'autres applications.

    -----
    Dernière modification par rodolphe.g ; 19/01/2015 à 16h15.
    Rhodium

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  3. #2
    DAUDET78

    Re : amplifier le signal d'un thermocouple

    Citation Envoyé par rodolphe.g Voir le message
    la tension donnée par un thermocouple
    Pour mesurer quelle gamme de température ?
    Où est mon erreur ?
    Sans schéma ! Sans référence d'ampliOP !

    PS : Tu fais comment la compensation de soudure froide ?
    J'aime pas le Grec

  4. #3
    zibuth27

    Re : amplifier le signal d'un thermocouple

    hello,

    c'est que ton AOP n'accepte pas un mode commun inférieur à 1V


    saluts

  5. #4
    Antoane
    Responsable technique

    Re : amplifier le signal d'un thermocouple

    Bonjour,
    1. Pourquoi un thermocouple ? cette solution n'est valable que si tu veux mesurer des températures extrêmes. Dans les gammes "commercial" à "extended" (-40°C -- 125°C), une PT100 ou PT1000 fera mieux le travail : plus simple à interfacer et plus précise. Une thermistance peut convenir pour moins cher et une précision moindre. Sinon un capteur intégré, type LM35 ou http://www.analog.com/static/importe...ts/ADT7420.pdf

    2. Un thermocouple ne peut être directement relié à un amplificateur de différence, il faut réaliser une compensation de soudure froide. Cela peut se faire avec un second thermocouple (identique au premier) plongé dans un mélange de glace et d'eau à l'équilibre (par exemple), avec une référence de tension et une mesure de température locale ou, et c'est le plus simple, avec un circuit intégré dédié tel que : https://www.adafruit.com/datasheets/MAX31855.pdf

    3. Il n'y a a priori pas "de seuil" à un AOP. Quel est le schéma employé et quelles sont les mesures exactement réalisées ?


    edit : g-grillé
    Dernière modification par Antoane ; 19/01/2015 à 16h32.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

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  8. #5
    gienas
    Modérateur

    Re : amplifier le signal d'un thermocouple

    Bonsoir rodolphe.g et tout le groupe

    Citation Envoyé par rodolphe.g Voir le message
    ... je précise que je ne veux pas acheter de lecteur pour thermocouple tout fait, savoir amplifier un signal très faible pourrait me servir dans d'autres applications.
    Pas sûr que ton économie soit une bonne idée, en 2015.

    Citation Envoyé par rodolphe.g Voir le message
    ... souhaiterai amplifier la tension donnée par un thermocouple pour pouvoir la lire avec une carte arduino (donc entre 0 et 5v avec une résolution d'environ 5mV) ...
    Sans savoir ce que tu veux faire (précision ...) et sans connaître la nature du thermocouple, c'est mission impossible.

    Il faut savoir cependant que les signaux sont très faibles (des petits mV), qu'ils dépendent des thermocouples, et qu'ils exigent une compensation de soudure froide. Le TC ne délivre que les mV correspondant à la différence de température entre la jonction "chauffée" (si la température à mesurer est supérieure à l'ambiante) et l'autre extrémité, dite soudure froide.

    Vouloir s'empoisonner l'existence avec ce qui est tout fait à un prix raisonnable aujourd'hui n'est pas défendable.


    Ce qui est sûr, c'est que si ton ampli ne fonctionne pas, c'est qu'il est mal monté. Mais il faut un super gain.



    Edit: grillé^3!
    Dernière modification par gienas ; 19/01/2015 à 17h48.

  9. #6
    rodolphe.g

    Re : amplifier le signal d'un thermocouple

    Merci pour cette réponse rapide !
    Je souhaiterais pouvoir mesurer une température de 20 à 1000° avec une précision de + ou - 10° ( c'est pour la régulation d'un four à aluminium)

    Voila le circuit que j'ai essayé de faire, on voit sur le simulateur qu'il y a un souci ( pour l'exemple j'ai mis un gain de 2)

    ... la compensation de soudure froide ... j'ai pas pensé à ça

    aop test.png
    Images attachées Images attachées
    Rhodium

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  11. #7
    DAUDET78

    Re : amplifier le signal d'un thermocouple

    Sans voir ta pièce jointe, je te conseille le MAX6675
    J'aime pas le Grec

  12. #8
    gienas
    Modérateur

    Re : amplifier le signal d'un thermocouple

    Citation Envoyé par rodolphe.g Voir le message
    ... Je souhaiterais pouvoir mesurer une température de 20 à 1000° avec une précision de + ou - 10° ...
    Dans mon énumération de "défauts" de ta méthode, j'ai oublié de mentionner la non linéarité du signal analogique fonction de la température chaude.

    Il vaut donc mieux oublier de vouloir le faire soi-même.

  13. #9
    mag1

    Re : amplifier le signal d'un thermocouple

    Bonjour,
    http://www.ebay.fr/itm/Module-MAX667...item43d2579b9b

    Bon, faut voir quand même...

    MM
    Si il y a des erreurs ci dessus, c'est que je n'ai pas eu le temps de les corriger...

  14. #10
    tecnipass

    Re : amplifier le signal d'un thermocouple

    Le TL081 ne fonctionne pas quand une ou ses entrées sont à - U alim (si je lis bien ton schéma, masse et -U sont au même potentiel)

  15. #11
    Antoane
    Responsable technique

    Re : amplifier le signal d'un thermocouple

    Bonsoir,
    Ce qu'en dit le grand Jim.

    Le TL081 ne fonctionne pas quand une ou ses entrées sont à - U alim
    Voir le "common-mode input voltage range" http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tl084.pdf
    Dernière modification par Antoane ; 19/01/2015 à 18h05.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  16. #12
    DAUDET78

    Re : amplifier le signal d'un thermocouple

    Citation Envoyé par rodolphe.g Voir le message
    Voila le circuit que j'ai essayé de faire, on voit sur le simulateur qu'il y a un souci ( pour l'exemple j'ai mis un gain de 2)
    Vu ton niveau de compétence en ampliOP ......... laisse tomber ! le MAX6675 va te sauver la mise !
    J'aime pas le Grec

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  18. #13
    rodolphe.g

    Re : amplifier le signal d'un thermocouple

    Merci pour toutes vos réponses, je vais donc partir sur la solution toute faite.


    Citation Envoyé par DAUDET78 Voir le message
    Vu ton niveau de compétence en ampliOP ......... laisse tomber ! le MAX6675 va te sauver la mise !
    une explication serait donc la bienvenue
    Rhodium

  19. #14
    DAUDET78

    Re : amplifier le signal d'un thermocouple

    Citation Envoyé par rodolphe.g Voir le message
    une explication serait donc la bienvenue
    C'est tout simple ! Ton montage avec un TL081 montre, vue ton étonnement, que tu es incapable de l'utiliser correctement et, au minimum, de lire sa spécification . Et ton ignorance de la compensation de soudure froide .........
    J'aime pas le Grec

  20. #15
    rodolphe.g

    Re : amplifier le signal d'un thermocouple

    @DAUDET78
    Excuses moi de ne pas tout savoir de l'électronique, je suis étudiant et apprend cette discipline par moi même, si je savais déjà tout cela je ne serais pas ici pour poser des questions.

    tu es incapable de l'utiliser correctement et, au minimum, de lire sa spécification
    quand on débute il me parait tout a fait normal de ne pas comprendre les subtilités des docs techniques.
    Rhodium

  21. #16
    DAUDET78

    Re : amplifier le signal d'un thermocouple

    Citation Envoyé par rodolphe.g Voir le message
    quand on débute il me parait tout a fait normal de ne pas comprendre les subtilités des docs techniques.
    Normal ! mais on se fait la main en utilisant des schémas éprouvés ( Sonelec par exemple ) et on ne commence pas par une amplification d'un thermocouple qui est plutôt de la classe de la Formule I en électronique !
    J'aime pas le Grec

  22. #17
    tecnipass

    Re : amplifier le signal d'un thermocouple

    "L’information n’est pas une connaissance. La seule source de connaissance est l’expérience." (N° 23 d'A.E)
    C'est quand même pas inutile je pense d'expliquer que la majorité des AOP ne bossent pas près des rails d'alim (d'où l'alim généralement symétrique)...
    Bonne année à tous !

  23. #18
    DAUDET78

    Re : amplifier le signal d'un thermocouple

    Citation Envoyé par tecnipass Voir le message
    C'est quand même pas inutile je pense d'expliquer que la majorité des AOP ne bossent pas près des rails d'alim (d'où l'alim généralement symétrique)...
    L'alimentation symétrique n'est pas une nécessité (même avec un TL081 !) . De l’intérêt de l'utilisation, quand c'est possible de la masse virtuelle
    J'aime pas le Grec

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  25. #19
    tecnipass

    Re : amplifier le signal d'un thermocouple

    Évidemment, tout a fait !
    Une tension est toujours relative par rapport a une référence que l'on choisi. Et rien n'impose que celle-ci ne soit a U/2
    Merci

  26. #20
    DAUDET78

    Re : amplifier le signal d'un thermocouple

    Citation Envoyé par tecnipass Voir le message
    Une tension est toujours relative par rapport a une référence que l'on choisi.
    Exact !
    D'ailleurs, il faut remarquer qu'il n'y a jamais de 0V sur un ampliOP !
    Un TL081 peut être alimenté en -12/+12 , -6/+18V , 0/+24V ! Pour lui, il n'est pas au courant ..... Par contre, il ne fonctionne correctement que si ses entrées sont dans la plage de mode commun qu'il accepte . A la louche , -10/+10V , -4/+16V , 2/22V respectivement .

    En gras, le cas qui t'as planté !

    PS : un autre problème qu'on n'a pas abordé, c'est la dérive thermique de l'offset . Et celle du TL081 est rédhibitoire pour un thermocouple .... c'était vraiment le mauvais choix !
    J'aime pas le Grec

  27. #21
    fabang

    Re : amplifier le signal d'un thermocouple

    En complément d'information pour Rodophe, il est utile de préciser qu'un thermocouple ne mesure pas la température, mais la différence de température entre ces deux extrémités. Il faut en plus mesurer la température au point de raccordement (compensation de soudure froide) pour connaitre la température réelle (après correction de linéarité).
    Quelque soit la solution retenue, faire attention également à choisir un capteur de température capable de fonctionner à 1000°C.

  28. #22
    tecnipass

    Re : amplifier le signal d'un thermocouple

    Exactement, j'ai une page resumant le principe du thermocouple.

    C'est vrai qu'au vu des tensions en jeu il faut bien choisir son AOP...

  29. #23
    gienas
    Modérateur

    Re : amplifier le signal d'un thermocouple

    Bonjour à tous

    Citation Envoyé par rodolphe.g Voir le message
    ... Excuses moi de ne pas tout savoir de l'électronique ...
    Tu es tout excusé. Cependant ...

    Citation Envoyé par rodolphe.g Voir le message
    ... je suis étudiant et apprend cette discipline par moi même ...
    Ceci n'est pas annoncé, comme il est demandé, à présent, de le faire.

    Citation Envoyé par rodolphe.g Voir le message
    ... si je savais déjà tout cela je ne serais pas ici pour poser des questions ...
    Le problème, c'est que le problème que tu nous poses n'est pas anodin, que l'on ne s'y attaque qu'avec déjà de la bouteille, et que tu exclus a priori, la facilité actuelle offerte par le marché, en le signalant dès le #1. Dans "nos codes à nous", cela signifie que tu préfères t'empoisonner la vie, car tu en as la capacité et le besoin futur.

    Tu as eu la chance d'avoir un flot de réponses, toutes concordantes, sur les choix à faire, et sur des lacunes que tu as sur l'utilisation élémentaire des AOP.

    La vérité peut parfois blesser, ce qui semble être ton cas, mais il faut, parfois, savoir se situer et faire profil bas.

    Citation Envoyé par rodolphe.g Voir le message
    ... quand on débute il me parait tout a fait normal de ne pas comprendre les subtilités des docs techniques.
    Cela fait partie, pourtant, de ce qu'il faut savoir, ou plutôt comprendre, pour utiliser correctement les composants, quels qu'ils soient.

    Je découvre on âge, inscrit dans ton profil. Il existe des âmes bien nées qui ... mais le problème que tu te/nous poses n'est pas tout à fait de ton âge.
    Dernière modification par gienas ; 20/01/2015 à 09h48.

  30. #24
    remy01

    Re : amplifier le signal d'un thermocouple

    Bonjour,
    j'arrive un peu tard ! Moi, je te conseille l' AD594 ou AD595 .
    A+ ....Rémy.

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