Fréquence de coupure et choix des composants

[paulaubry.33]

Bonjour à tous!

J'aimerai mesurer l'impédance interne d'une batterie dans le cadre de mes études.

Après plusieurs recherche et tests, j'en suis arrivé à la conclusion suivante : il faut faire passer un signal sinusoïdal dans la batterie (grâce à un GBF), mesurer à l'oscillo ce qui arrive sur la batterie et, en série avec cette batterie, placer une résistance (faible ~1ohm) pour connaitre le courant qui passe dans cette batterie.

J'ai trouvé également que pour avoir des résultats cohérents et représentatifs, il fallait un signal de faible fréquence (entre 10 et 100 Hz).

J'ai donc créer une petite carte permettant la génération de signaux alternatifs à partir de courant continu mais maintenant j'ai un problème. En effet, je ne veut pas que la tension de la batterie s'additionne avec le signal de sortie. Il faut donc un filtre passe-haut pour supprimer la composante continue.

Mais me voici dans une impasse...

J'ai calculé la fonction de transfert déjà et j'en arrive à H(w) = (1 + R2/R1) / (1 - j (1/RCw) pour le système que j'ai mis à la suite (PJ).

Pour que mon signal soit bien filtré, il me faut une fréquence de coupure (fc) qui soit très inférieure à la fréquence de mon signal (50Hz). Or je sais aussi que fc = 1/ (2*pi*RC) et que pour que fc << f, il faut que j'ai un rapport de 100 entre les deux (c'est ce que je suis fixé mais ça, je n'en suis pas sur...).

Ce qui me fait une fréquence fc = 0.5 Hz.

Mais du coup :
0.5 = 1/2 = 1/ (2*pi*RC)
<=> RC = pi

Si je fixe un C = 220 µF, je me retrouve avec une résistance hyper faible du genre R = 3.14 * 220.10^-6 = 0.000691150384 ohm ... Je dois m'être planté quelque part mais je ne vois pas trop où en fait...

Est ce que quelqu'un peut me venir en aide?

Merci d'avance!!
-----

[LPFR]

Bonjour.
Quelle est la résistance que vous comptez obtenir ?
Il faut adapter le montage à l'ordre de grandeur de cette résistance.

D'autre part, est-ce que la résistance en alternatif est vraiment intéressante ?

Je pense que c'est peu probable. Ce qui intéresse, en général, est la résistance en continu. Et je dirais même que ce qui est intéressant est la résistance quand la batterie débite le courant nominal.

Et si vraiment vous voulez mesurer la résistance en alternatif, alors il ne faut pas appliquer une tension alternative sur la batterie et mesurer la chute de tension sur une résistance série, mais il faut appliquer un courant alternatif et mesurer les variations de tension aux bornes de la batterie. De plus il vaut mieux que le courant alternatif soit superposé à un courant continu de sorte que la batterie soit tout le temps en charge ou plutôt en décharge.

Et le courant qui peut fournir un ampli-op ordinaire est ridicule comparée aux courants nominaux de la plupart des batteries. Il vous faudra au moins un ampli de puissance ou un étage avec des transistors de puissance.
Au revoir.

[Ozmoz]

J'aimerai mesurer l'impédance interne d'une batterie dans le cadre de mes études.

Bonjour,

Je ne sais pas dans quoi vous êtes partis...


On considère généralement que l'impédance d'une alimentation est une résistance.

On mesure la résistance interne d'un générateur par la méthode de la demi-tension

http://fr.wikipedia.org/wiki/Th%C3%A..._Th.C3.A9venin

[LPFR]

...
On mesure la résistance interne d'un générateur par la méthode de la demi-tension
...

Re.
Non !
La méthode de la demi-tension est une méthode de calcul. Pas une méthode de mesure.

Imaginez-vous en train d'utiliser la méthode pour mesurer la résistance de sortie d'une prise électrique (chez-vous). Il faut que vous débitiez assez de courant pour la tension de la prise tombe à 115 V. À ce moment vous seriez en train de consommer, en gros, la moitié de la puissance fabriquée par l'EDF.
A+

[A voir en vidéo sur Futura]

[stefjm]

Bonjour,
Je ne sais pas dans quoi vous êtes partis...
On considère généralement que l'impédance d'une alimentation est une résistance.
On mesure la résistance interne d'un générateur par la méthode de la demi-tension
http://fr.wikipedia.org/wiki/Th%C3%A..._Th.C3.A9venin

J'en rajoute une couche dans le sens de LPFR pour dire qu'une une batterie va débiter un courant délirant si on utilise cette méthode.
Et s'il n'y a pas de fusibles, ce sera dangereux.
Avec EDF, il y a toujours un minimum de fusible qui évite les drames.

[louloute/Qc]

Par contre, la méthode de demi-tension est bonne pour un générateur capable d’être chargé à son impédance caractéristique, comme un GBF, par exemple.

Pour mesurer la résistance interne d’une batterie/pile, je préfèrerais travailler avec une charge commutée par un relais, et mesurer la variation du Vout. Un simple calcul du pont diviseur crachera facilement une estimation de la résistance interne de la batterie/pile.

[Ozmoz]

Pour mesurer la résistance interne d’une batterie/pile, je préfèrerais travailler avec une charge commutée par un relais, et mesurer la variation du Vout. Un simple calcul du pont diviseur crachera facilement une estimation de la résistance interne de la batterie/pile.

Bonsoir,

C'est sans doute ce que voulait dire l'expression sibylline de LPFR "méthode de calcul" de la demi-tension.

(je commence à reconnaître certaines subtilités propres à ce forum )

[LPFR]

Bonsoir,

C'est sans doute ce que voulait dire l'expression sibylline de LPFR "méthode de calcul" de la demi-tension.

(je commence à reconnaître certaines subtilités propres à ce forum )

Bonjour.
Non. Ce n'est pas ça ce que j'ai voulu dire.
On peut utiliser la méthode de la demi-tension comme méthode de mesure dans certains cas (comme celui du GBF donné par Louloute) dans lesquels on sait que la source peut supporter des charges égales à la résistance de sortie sans cramer et sans changer de caractéristiques.
Mais dans tous les autres cas c'est plutôt une mauvaise (ou très mauvaise) idée.
C'est la même chose que calculer le courant de court-circuit pour calculer l'équivalent de Thévenin. C'est une méthode de calcul et non une méthode de mesure.

En fait, pour mesurer la résistance de sortie d'une source (comme une batterie), on prend une autre source qui produise la même tension (ou presque) en circuit ouvert. On les place en opposition et on mesure la différence de tension entre les deux sources (qui doit être très petite). Puis on charge la source et on mesure la nouvelle différence de tension (qui peut être très petite aussi).
Avec cela on peut déduire la chute de tension (qui peut être très petite) de la source quand on la charge.
Ceci permet de mesurer facilement des résistances de sortie de milliohms avec des appareils ordinaires et sans tuer la source.
Cette méthode fonctionne très bien pour des sources continues mais est difficile à utiliser pour des sources alternatives.
Au revoir.

[paulaubry.33]

Bonjour messieurs!

Je m'excuse de ne pas avoir répondu plus tôt mais je pensais recevoir un mail si mon problème éveillait la curiosité de l'un d'entre vous et ce n'est pas le cas :s

Je vois que mon "petit" problème fait polémique tant mieux! ça veut dire que ce n'est pas simple et que c'est "normal" que je ne trouve pas du premier coup tout seul

J'apporte donc ma petite contribution pour cette mesure...

On pourrait faire le type de test suivant avec une résistance de quelques Ohms pour observer une chute de tension. Exemple : si on prend une batterie de 12V (chargée à 13.6) et que l'on veut un courant de 100A (plus le courant est important, plus cela sera représentatif de la résistance interne), il faudra alors une résistance R = 13.6/100 = 0.136Ohms mais réussissant à faire passer P = 13.6 * 100 = 1360W = 1.36kW! C'est possible en en mettant plusieurs de 1.3Ohms en parallèle. Là n'est pas le problème.... Le problème c'est que ma carte devra faire la taille d'un paquet à cigarettes (environ) et qu'une résistance de petite valeur avec un fort courant est très (beaucoup trop) importante!!

En faisant passer du courant alternatif dans la batterie (fréquence et amplitude connues), on peut faire le calcul de la résistance interne en se penchant sur la différence au niveau des amplitudes entre Ve (générée par un microcontrôleur) et Vs (tension alternative - sans bruit ni composante continue - après la batterie). On trouve ainsi la résistance interne.

Je suis donc parti sur la réalisation d'un passe-bande centré autour ma fréquence porteuse (300Hz). Je n'ai pas le moyen matériel de regarder les diagrammes de bode de mon système ( ) et je ne suis pas sûr de mon résultat que j'observe sur mon oscillo...

J'ai choisis de faire un filtre passe-bande qui laisse passer de 30Hz à 3 kHz. Après quelques calculs et quelques incertitudes, je suis parti dans la solution de facilité avec un filtre passe-bas suivi d'un passe haut (je n'ai pas de self...) avec le schéma suivant :

------^^^-----^^^^----o
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-- --
-- --
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_|_ _|_
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Avec R1 et R2 = 560 Ohms et C1 = 0.1µF et C2=10µF. Selon mes calculs je devrait être pas mal

Quelles devraient être le résultat dans le domaine temporel?

Merci à tous!

[paulaubry.33]

Annule et remplace le message précédent...

Bonjour messieurs!

Je m'excuse de ne pas avoir répondu plus tôt mais je pensais recevoir un mail si mon problème éveillait la curiosité de l'un d'entre vous et ce n'est pas le cas :s

Je vois que mon "petit" problème fait polémique tant mieux! ça veut dire que ce n'est pas simple et que c'est "normal" que je ne trouve pas du premier coup tout seul

J'apporte donc ma petite contribution pour cette mesure...

On pourrait faire le type de test suivant avec une résistance de quelques Ohms pour observer une chute de tension. Exemple : si on prend une batterie de 12V (chargée à 13.6) et que l'on veut un courant de 100A (plus le courant est important, plus cela sera représentatif de la résistance interne), il faudra alors une résistance R = 13.6/100 = 0.136Ohms mais réussissant à faire passer P = 13.6 * 100 = 1360W = 1.36kW! C'est possible en en mettant plusieurs de 1.3Ohms en parallèle. Là n'est pas le problème.... Le problème c'est que ma carte devra faire la taille d'un paquet à cigarettes (environ) et qu'une résistance de petite valeur avec un fort courant est très (beaucoup trop) importante!!

En faisant passer du courant alternatif dans la batterie (fréquence et amplitude connues), on peut faire le calcul de la résistance interne en se penchant sur la différence au niveau des amplitudes entre Ve (générée par un microcontrôleur) et Vs (tension alternative - sans bruit ni composante continue - après la batterie). On trouve ainsi la résistance interne.

Je suis donc parti sur la réalisation d'un passe-bande centré autour ma fréquence porteuse (300Hz). Je n'ai pas le moyen matériel de regarder les diagrammes de bode de mon système ( ) et je ne suis pas sûr de mon résultat que j'observe sur mon oscillo...

J'ai choisis de faire un filtre passe-bande qui laisse passer de 30Hz à 3 kHz. Après quelques calculs et quelques incertitudes, je suis parti dans la solution de facilité avec un filtre passe-bas suivi d'un passe haut (je n'ai pas de self...) avec le schéma suivant :

Filtre R1C1 puis filtre C2R2 en série


Avec R1 et R2 = 560 Ohms et C1 = 0.1µF et C2=10µF. Selon mes calculs je devrait être pas mal

Quelles devraient être le résultat dans le domaine temporel? Quand je me balade en fréquence (GBF), j'observe que mes signaux atteignent leur maximum au même moment mais l'amplitude est divisé par 10. Je pense que c'est normal car je filtre ma composante continue et que les basses fréquences sont filtrées mais j'aimerai une validation

Merci à tous!

[invite07941352]

Re,
Voilà une personne qui utilise une méthode identique avec ses arguments quand à ce type de mesures :
http://www.google.fr/url?sa=t&rct=j&...6pClKVZzhzesCg