Amplificateurs opérationnels
Il est en général difficile de convertir une grandeur physique en grandeur électrique dans un capteur. La grandeur électrique ne varie souvent que très peu avec la grandeur physique. La sensibilité des capteurs est alors faible. Dans l’exemple de la PT100 sur source de courant, la tension du capteur était US = [1 V .. 1,4 V] pour T = [0 °C .. 100 °C] et I0 = 10 mA. Or la plage d’entrée du CAN est par exemple UEIN,ADC = [0 V .. 3 V]. Pour exploiter au mieux la tension d’entrée du CAN, le signal du capteur devrait être environ 2 fois plus grand. Il faudrait pour cela que la pente de la caractéristique du montage capteur soit environ 2 fois plus grande.
Dans certains cas, le signal du capteur dépasse la plage d’entrée du CAN. Il faut alors atténuer le signal, c’est-à-dire réduire son amplitude. On divise alors le signal du capteur par un facteur. Au lieu de diviser par un facteur, on peut aussi multiplier par son inverse. On couvre ainsi les deux cas par une multiplication ; en cas d’atténuation, la valeur absolue du facteur est simplement inférieure à 1.
Pour multiplier le signal par un facteur, on utilise des amplificateurs. En métrologie, on utilise pour cela des amplificateurs opérationnels (en abrégé AOP ; « OP » sur les figures).
Nous n’étudions d’abord que l’amplification en tension. L’AOP doit amplifier une tension d’entrée de par exemple UEIN,OP = 5 mV d’un facteur v = 1000 pour obtenir la tension de sortie UAUS,OP = UEIN ∙ v = 5 V. Le gain v correspond au facteur par lequel l’amplitude du signal doit être multipliée.