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Problème AOP (Capter une température)




  1. #1
    Oxy0

    Problème AOP (Capter une température)

    Bonjour, je suis sur un exercice depuis quelques semaines et j'aimerais votre aide
    Je dois capter une température entre -10°C et 50°C avec 0.5°C en précision, j'ai donc décidé de prendre un LM135 (10mV/K) linéaire et j'ai besoin d'un AOP car mon capteur LM135 à une précision de 0.1-0.2°C, et que le quantum est de 0.00488 soit 0.48°C de précision , ce qui fait au total 0.68°C donc j'aimerais diminuer cette sensibilité afin d'augmenter ma précision.
    J'ai donc opté pour un AOP différentiel AD623 avec un potentiomètre qui remplace une résistance permettant de calibrer le gain, qui est lui de 8.33.
    Voici le schéma du montage montrant à peu près ce que j'ai fais pour simuler ( désolé pour la qualité et ce mauvais dessin un peu bas de gamme ce n'est pas très pro ^^, si problème de compréhension ne pas hésiter à le dire )
    Pièce jointe 382775
    et là je bloque, je simule ce montage sur une Labdec, mon AOP est alimenté en 5V, mon pont diviseur qui est alimenté en 5V permet d'envoyer une tension de 2.63V sur V- , sur la broche V+ j'suis censé avoir mon capteur donc j'envoie 3.23V, et là soucis je mesure VOUT, je ne dépasse pas 3.33V au max et ne peut descendre en dessous de plus ou moins 2.77V en minimum alors que je suis censé avoir entre 0V et 5V en sortie, j'ai cherché pendant deux journées entières impossible de savoir pourquoi, mon montage est bon aucun problème de composants ou de fil mal branchés.

    Donc est ce que j'ai choisis un mauvais AOP ? Est ce que j'ai mal calculé ? Ou autres comme un détail sur le datasheet de l'AOP, n'hésitez pas à donner tous vos conseils et me corriger, merci d'avance !

    P.S : Je me suis aidé de ceci pour calculer mon Gain etc etc : AOP.png

    -----

    Images attachées Images attachées

  2. Publicité
  3. #2
    penthode

    Re : Problème AOP (Capter une température)

    ton AOP n'est pas rail to rail

    revois les alims , en réfléchissant un peu.....
    là où le mensonge prolifère, la tyrannie s'annonce ou se perpétue (Albert Camus)

  4. #3
    DAT44

    Re : Problème AOP (Capter une température)

    Bonjour,
    l'AOP ne doit pas être monté en comparateur, mais en amplificateur :
    IMG_20190206_193630.jpg


  5. #4
    Antoane

    Re : Problème AOP (Capter une température)

    Bonjour,

    L'amplificateur différentiel considéré : https://www.analog.com/media/en/tech...eets/ad623.pdf
    Le capteur de température : http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm235.pdf

    Je dois capter une température entre -10°C et 50°C avec 0.5°C en précision, j'ai donc décidé de prendre un LM135 (10mV/K) linéaire et j'ai besoin d'un AOP car mon capteur LM135 à une précision de 0.1-0.2°C, et que le quantum est de 0.00488 soit 0.48°C de précision , ce qui fait au total 0.68°C donc j'aimerais diminuer cette sensibilité afin d'augmenter ma précision.
    Tu mélanges précision et résolution (précision n'étant d'ailleurs pas un terme acceptable en métrologie, mais c'est un détail et on comprend ce que tu veux dire ).
    Le quantum est la résolution de l'ADC : il ne peut pas détecter une variation de tension inférieure à ce quantum. La précision est donc nécessairement plus faible, du fait des erreurs de non-linéarité, des offsets ,etc.
    https://cache.nxp.com/docs/en/applic...250.pdf#page=6
    https://e2e.ti.com/blogs_/archives/b...rom-resolution
    Par ailleurs, la doc du lm135 donne une incertitude (bas de page 4) bien supérieure à 0.1 K.

    et là je bloque, je simule ce montage sur une Labdec, mon AOP est alimenté en 5V, mon pont diviseur qui est alimenté en 5V permet d'envoyer une tension de 2.63V sur V- , sur la broche V+ j'suis censé avoir mon capteur donc j'envoie 3.23V, et là soucis je mesure VOUT, je ne dépasse pas 3.33V au max et ne peut descendre en dessous de plus ou moins 2.77V en minimum alors que je suis censé avoir entre 0V et 5V en sortie, j'ai cherché pendant deux journées entières impossible de savoir pourquoi, mon montage est bon aucun problème de composants ou de fil mal branchés.
    La sortie du AD623 ne peut pas tout à fait atteindre les rails d'alimentation, il y a jusqu'à 200 mV de déchet (cf. page 6 "output swing"). Mais le problème dans ton cas est davantage lié au fait que les tension aux sorties des amplificateurs internes au montage (A1 et A2 sur le Fig. 1 de la datasheet) :
    fs7.PNG
    devraient prendre des tensions incompatibles avec l'alimentation fournie.
    Tu peux regarder les diagrames en diamant de la datasheet (fig. 20 et 21) et lire https://www.analog.com/media/en/tech...es/an-1401.pdf pour les comprendre
    Tu peux aussi étudier la page 22 de la datasheet.

    Ceci étant, je pense qu'il serait plus simple (voire précis) d'utiliser un simple AOP monté en amplificateur, ou directement un capteur numérique.
    Voir par exemple : http://www.ti.com/sensors/temperatur.../overview.html
    et http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tmp117.pdf
    Ou ailleurs...
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  6. #5
    mag1

    Re : Problème AOP (Capter une température)

    Bonjour,

    Si l'exercice est une figure imposée avec utilisation d'AOP, ce lien n'a aucun intéret.

    http://electromag1.wifeo.com/meesure...5-et-lm335.php

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

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    DAT44

    Re : Problème AOP (Capter une température)

    Bonjour,
    oups, j'avais pas bien regardé la DS de AD623 en fait en page 3 avec une alim de 5 volts et une charge de 10K la sortie ne peux allé que de 0,15 vols a 4,5 volt, ce qui veut dire que l'echantionnage ne se fera pas de 0 a 5 volts mais de 0,15 a 4,5 volt soit un débattement total de 4,35 volts.
    (Si tu choisi un autre AOP ces caractéristiques seront sans doute un peu amélioré, mais ce type de contraintes seront toujours présente, car l'AOP parfait n'existe pas ...)
    Du coup tu vas perdre des échantillons, en effet le pas de ta mesure ici est de 5/1024=48,828mV, mais comme ta mesure est limité en tension les mesure en dessous de 150*1024/5000= 31 ne sont pas recevable, et les mesures au dessus de 4500*1024/5000= 921 ne sont pas recevable non plus.
    Du coup l'échantillonnage se fait sur 921-31 = 890 pas de mesures et l'excursion en tension vas de 5*31/1024=0,15136V a 5*891/1024=4,49707 volts ...
    Pour le gain en tension on passe de 600 mV(10mV*60) a 5000*890/1024 soit un gain de 5000*890/(1024*600)=7,2428 au lieu de 8.333 précédemment
    Pour le point de polarisation, il correspond au croisement de la courbe du capteur et celui de l'AOP , ici on sait que le tracé de ces deux courbes est en fait des droites donc de la forme Ax+B:
    Pour le LM135 la courbe (A1x+B1) est donné dans la DS (0.01 volts/degré et offset a 2,73 volts a zéro degré) soit f1(x)=0,01x+2,73
    Pour l'AOP la courbe (A2x+B2) A2=A1*le gain en tension soit A2=0,01*7,2428=0,072428, f2(-10)=0,15136 donc B2=0,875651 soit f2(x)=0,072428x+0,875651
    Le point de polarisation est donc f1(x)=f2(x) soit 0,01x+2,73=0,072428x+0,875651 d’où x=29,7 et donc la tension de polarisation est de 3,027 volts et non 2,63 volts

    En résumé le point de polarisation de l'entrée - de AD623 est à 3,027 volts le gain est de 7,2428 ; la lecture du -10 degrés se fait a 31 sur l’Arduino et le 50 degrés a 921
    Dernière modification par DAT44 ; 07/02/2019 à 15h38.

  9. #7
    Oxy0

    Re : Problème AOP (Capter une température)

    Merci beaucoup pour toute vos réponses je vais regarder à tout ça dès que possible je vous redirais !

  10. Publicité
  11. #8
    DAT44

    Re : Problème AOP (Capter une température)

    Bonjour,
    dans la pratique, il sera préférable de baisser encore un peu le gain, cela permet de laisser un peu de marges pour compensé les défauts (offset ou pente du LM135), tu peux même choisir un gain "intelligent" (comme a fait mag1) qui permet de simplifier les calculs sur l'Arduino (ou autre ...), bien sur dans ce cas, il faudra recalculer le point de polarisation ...
    Dernière modification par DAT44 ; 08/02/2019 à 21h29.

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