Caracteristiques pont de wheatstone

[zanzeoo]

Salut a tous

Je cherche les avantages d'un pont de wheatstone dans le cas ou on utilise une CTN ds ce pont pour convertir ensuite les tensions ?

pourquoi ne pas faire un simple pont diviseur avec 1 resistance et la ctn ?

merci
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[verdifre]

Bonjour,
Un pont de weastone a 2 gros avantages, il te permet d'eliminer quasiment l'influence des variations sur la tension d'alimentation, ainsi que les parasites divers et variés qui peuvent passer par les lignes d'alimentation et en plus il permet de referencer le signal que l'on mesure ou si tu preferes en prenant comme reference l'autre branche du pont cela te permet de ne garder que la partie "utile" de la tension que tu veux mesurer.

fred

[remy01]

Salut,
sans voir le montage... Le pont sera plus sensible.
( de Wheatstone ) . Avec un simple pont diviseur,
il faudra faire passer un très faible courant, pour
éviter de chauffer la CTN par effet Joules. Et l' on
aura des variations faibles.
A+

[nanard]

bonjour
J'ai une question en rapport:
Vaut il mieux faire un pont de wheatstone en courant ou en tension?
merci @+

[A voir en vidéo sur Futura]

[verdifre]

bonjour,
a priori et sans explication, je dirai qu'il vaut mieux dans un pont travailler a courant trés faible (ca evite quand même de faire chauffer les capteurs etc... ca aide a ne pas desequilibrer le pont par la derive thermique differente des divers composants) mais ce n'est qu'un a priori

fred

[zanzeoo]

Bonjour,
Un pont de weastone a 2 gros avantages, il te permet d'eliminer quasiment l'influence des variations sur la tension d'alimentation, ainsi que les parasites divers et variés qui peuvent passer par les lignes d'alimentation et en plus il permet de referencer le signal que l'on mesure ou si tu preferes en prenant comme reference l'autre branche du pont cela te permet de ne garder que la partie "utile" de la tension que tu veux mesurer.

fred

merci pour cette reponse , cepandant ça m'interesserai de savoir comment ça se prouve ? formule ou demonstration je suis preneur car j'ai un oral sur ça d'ici peu merci a tous

[verdifre]

Bonsoir,
Les demonstrations et formules tu devrais les trouver dans un cour de physique de math sup ou math spé, en tous cas moi c'est la que j'ai appri cela ( ca fait quand même qques années alors les formules je ne les connais plus par coeur mais ce n'était pas sorcier )
L'idée c'est de considerer deux diviseurs de tension identiques en parralele
Si les diviseurs de tension sont identiques, la tension entre leurs point milieu est nulle (le pont est a l'equilibre) cet equilibre est vrai quelque soit la tension d'alimentation et quelques soient ses variations
Pour utiliser un pont de wheastone la meilleure methode est de l'utiliser a l'equilibre.
si une des branches du pont de wheastone contient un capteur, la branche symetrique va contenir un element variable, que l'on va faire evoluer de facon a remettre le pont en equilibre, .
Encore une fois, le pont etant a l'equilibre, la tension d'alimentation n'a auvcune influence.

L'autre solution, plus simple mais moins performante consiste a mesurer les desiquilibre du pont. Comme on mesure de faibles desequilibres, on mesure des tensions faibles, les variations de la mesure duent a l'alimentations ne se repercutent qu'au second ordre (c'est a dire que si l'on a une alimentation en 5 volts qui varie de 1%, soit 50 mV, si l'on mesure entre les branches du pont un desequilibre de 1 mV la perturbation de cette mesure due a l'alimentation ne sera que de 10 microV)
Tout cela pour dire que l'on ne travaille "bien" avec un pont que quand celui ci est à l'equilibre ou "pres" de l'equilibre. "Pres " dependant de la precision recherchée et de la rejection des variations de l'alimentation desirée.

Bien entendu tout cela se met en equations et se prouve.
en chechant un peu sur le net tu devrais trouver des cours interessants a ce sujet (peut etre fouiller aussi du coté metrologie)
fred

[monnoliv]

Salut,

L'autre solution, plus simple mais moins performante consiste a mesurer les desiquilibre du pont. Comme on mesure de faibles desequilibres, on mesure des tensions faibles, les variations de la mesure duent a l'alimentations ne se repercutent qu'au second ordre (c'est a dire que si l'on a une alimentation en 5 volts qui varie de 1%, soit 50 mV, si l'on mesure entre les branches du pont un desequilibre de 1 mV la perturbation de cette mesure due a l'alimentation ne sera que de 10 microV)

Je ne comprends pas ça, peux-tu développer?
Pour moi la tension de sortie différentielle du pont est proportionnelle à la tension d'alimentation du pont. Le coefficient de proportionnalité dépend des valeurs des éléments constituants.
A+

[verdifre]

Bonjour,
Le principe du pont de wheastone c'est de mesurer , "par similitude", l'element inconnu en faisant la comparaison de 2 diviseurs de tension. La mesure est faite lorsque le pont est en equilibre, c'est a dire lorque l'on mesure exactement 0 volts entre les deux points milieux de chaque diviseur de tension.
Si pour diverses raisons (resolution de la boite de resistances que l'on utilise pour l'equilibrage (boite de resistances ou reseau r2r)) on ne peut realiser completement la mesure, c'est a dire arriver à l'equilibre "parfait", on peut completer la mesure en prenant en compte la tension restant entre les deux branches du pont. Evidemment cette tension est proportionnelle a la tension d'alimentation donc son imprecision relativeest la même que l'imprecision relative de la tension d'alimentation. Cette imprecision ne porte alors que sur le residu de la valeur que l'on cherche a mesurer.
En prenant un exemple concret
un pont alimenté en 5v +/- 5%
dans une des branches du pont on a un reseau r2r 8 bits

on va donc deja pouvoir realiser une mesure a 0,5 % pres totalement independemment de la tension d'alimentation

si on veut plus precis on peut alors mesurer le residu qui lui sera bien entaché d'une incertitude de 5%
donc pour la mesure globale on aura une incertitude de 5% de 0,5%.
avec une alim qui a une incertitude de 5% on peut obtenir une mesure à 0,025%. L'incertitude sur la tension d'alim influence la mesure au second ordre.

fred

[verdifre]

re bonjour,
Dans le cas qui est en tete de ce post, le montage en pont de weastone permet
que les incertitudes liées a la tension d'alim ne se retrouvent pas sur la mesure mais sur la difference de mesures, c'est déja un gain enorme.
Dans ce montage, j'aurai trouvé plus interessant que les deux signaux du pont soient envoyés sur un ampli differentiel, cela aurai permit de n'utiliser qu'un convertisseur et de profiter pleinement de sa dynamique.
fred

[monnoliv]

on va donc deja pouvoir realiser une mesure a 0,5 % pres totalement independemment de la tension d'alimentation

si on veut plus precis on peut alors mesurer le residu qui lui sera bien entaché d'une incertitude de 5%
donc pour la mesure globale on aura une incertitude de 5% de 0,5%.
avec une alim qui a une incertitude de 5% on peut obtenir une mesure à 0,025%. L'incertitude sur la tension d'alim influence la mesure au second ordre.

Ok, tu as raison. C'est une belle propriété du pont que j'avais oubliée. C'est valable pour de faibles coefficients de déséquilibre. Si e est le déséquilibre (R1/R2=R3/R4+e) alors Uo=C.e.Uin quand e est petit, et dUo/dUin=C.e qui est très petit (C dépend du rapport des résistances d'une branche, pour R1/R2=1, je trouve que C=4/9).
Bon, toujours est-il qu'il faut réaliser la mesure à l'équilibre, ce qu'on fait rarement (sauf sur certains pont d'impédance où on ajuste manuellement l'équilibre). Ou alors il faut un dispositif pour asservir l'autre bras du pont en fonction de ce qui est mesuré.

Dans ce montage, j'aurai trouvé plus interessant que les deux signaux du pont soient envoyés sur un ampli differentiel, cela aurai permit de n'utiliser qu'un convertisseur et de profiter pleinement de sa dynamique.

Si ce sont des convertisseurs intégrés au µC, cela revient moins cher (plus simple, moins le coût d'un amplidiff) d'utiliser ceux là.

A+

[verdifre]

bonsoir,
Un autre avantage du pont est que si toutes les resistances sont dans la même enceinte, l'influence des derives thermiques des resistances est quasiment éliminée.
fred

[zanzeoo]

merci a tous

[Tingsten]

Coucou à tous,

Petit déterrage de topic car je me pose une des questions simple mais restée sans réponse dans ce sujet.
Dans quel cas et pourquoi est il conseillé d'utiliser une source de courant constant pour alimenter le pont?

Par exemple beaucoup de capteur de pression piezoresistif sont alimenté en courant, mais je ne sais pas pourquoi...

merci de votre aide,

Tingsten