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Cours: Métrologie

Résumé : montages à AOP

Nous avons traité les formules suivantes dans le chapitre sur les montages à AOP :

\[ \text{Amplificateur différentiel : } U_{\mathrm{Aus,OP}} = \frac{R_2}{R_1}(U_2 - U_1) \]
Amplificateur différentiel

Choisir la tension de décalage de sorte que la borne inférieure de la tension de capteur devienne 0 V et que la tension de capteur décalée soit uniquement positive. Gain : \(v = \dfrac{U_{\mathrm{ADC,Max}}}{U_{\mathrm{Sensor,verschoben,Max}}}\) (verschoben = décalée)

\[ \text{Amplificateur sommateur : } U_{\mathrm{Aus,OP}} = -\frac{R_2}{R_1}(U_1 + U_2) \]
Amplificateur sommateur

Choisir la tension de décalage de sorte que la borne supérieure de la tension de capteur devienne 0 V et que la tension de capteur décalée soit uniquement négative. Gain : \(v = \dfrac{U_{\mathrm{ADC,Max}}}{U_{\mathrm{Sensor,verschoben,Min}}}\)

\[ \text{Convertisseur I-U : } U_{\mathrm{Aus,OP}} = -R_2 \cdot I_S,\quad H = v = \frac{U_{\mathrm{Aus,OP}}}{I_S} = -R_2 \]
Convertisseur courant-tension
\[ \text{Buffer : } U_{\mathrm{Aus,OP}} = U_{\mathrm{Ein,OP}},\quad H = v = 1 \]
Amplificateur tampon

Utilisé pour le découplage de signaux. Aucun courant ne sort de la source d’entrée ; la source (réelle) n’est pas chargée.

\[ \text{Inverseur : } U_{\mathrm{Aus,OP}} = -U_{\mathrm{Ein,OP}},\quad H = v = -1 \text{ avec } R_1 = R_2 \]
Inverseur

Cas particulier de l’amplificateur inverseur pour inverser un signal (multiplier par −1).

\[ \begin{gathered} \text{Pont avec amplificateur différentiel : } U_S \approx U_0 \cdot \frac{0{,}4\,\frac{\Omega}{°\mathrm{C}} \cdot T}{200\,\Omega} \\[6pt] U_{\mathrm{Aus,OP}} = \frac{R_2}{R_1} \cdot U_S \approx \frac{R_2}{R_1} \cdot \left(U_0 \cdot \frac{0{,}4\,\frac{\Omega}{°\mathrm{C}} \cdot T}{200\,\Omega}\right) \end{gathered} \]
Pont avec PT100 relié à l’amplificateur différentiel

Le pont peut aussi être monté dans l’autre sens, les branches gauche et droite étant alors permutées. La formule ci-dessus reste valable :

Pont à branches permutées relié à l’amplificateur différentiel
\[ \begin{gathered} \text{Amplificateur d’instrumentation : } U_{\mathrm{Aus,OP}} = G \cdot (U_2 - U_1) \\[6pt] G \text{ est donné dans l’énoncé et dépend de l’AOP. Exemple : } G = \frac{R_G}{1\,\mathrm{k\Omega}} \end{gathered} \]
Amplificateur d’instrumentation
Aus = sortie

Solution à AOP pour amplifier sans charge une tension différentielle, par exemple à la sortie d’un pont. Contrairement à l’amplificateur différentiel, aucun courant ne sort du pont.

\[ \begin{gathered} \text{Amplificateur d’instrumentation sur un pont : } U_{\mathrm{Aus,OP}} = G \cdot U_S \\[6pt] G \text{ est donné dans l’énoncé et dépend de l’AOP. Exemple : } G = \frac{R_G}{1\,\mathrm{k\Omega}} \\[6pt] U_{\mathrm{Aus,OP}} = G \cdot U_S \approx G \cdot \left(U_0 \cdot \frac{0{,}4\,\frac{\Omega}{°\mathrm{C}} \cdot T}{200\,\Omega}\right) \end{gathered} \]
Amplificateur d’instrumentation sur un pont avec PT100

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