Capteur de position : bac STi génie électronique  2010

Le capteur de position est un potentiomètre dont le curseur est solidaire de l’axe de rotation de la pale. Il délivre une tension Vp proportionnelle à la position angulaire θ de la pale, avec 0° < θ < 340° ( figures 10 et 11). La tension Vp vaut VDD lorsque q = 340°. Le potentiomètre est utilisé seulement dans une plage angulaire comprise entre 0 et 91° : 0° < θ < 91° (figure 10). Montrer queVp = VDD/ 340 q. La tension Vp proportionnelle à la position angulaire θ de la pale : Vp =  a q avec a une constante ;  VDD = a*340 ; a = VDD/ 340 par suite : Vp = VDD/ 340 q. Déterminer la plage de variation de Vp pour VDD = 5V.  Vp = 5 / 340 q = 0,0147 q. Si  q = 0° alors VP = 0 V ; si q =91°, alors VP = 1,34 V. Etude de l'amplificateur.   Quel est le nom du montage réalisé autour de l'amplificateur opérationnel AO3 ? Amplificateur non inverseur. aP1 représente la valeur de la résistance du potentiomètre P1 intervenant dans le montage : a est un coefficient compris entre 0 et 1. Exprimer la tension Vmes en fonction de θ, a, P1, R1 et VDD. Calculer la valeur de a pour obtenir Vmes = 4,69 V lorsque θ = 91°. On donne P1 = 10R1 = 10 kW. 4,69 =[10a + 1]5*91/340 ; 4,69 =1,34 (10a+1) ; 3,50 = 10 a +1 ; 10 a = 2,50 ; a = 0,25. Amplificateur de différence. Quel est le mode de fonctionnement l’amplificateur opérationnel AO4 ? Il exisste une boucle de contre réaction entre l'entrée inverseuse et la sortie : l'AO4 peut fonctionner en régime linéaire. En déduire la valeur de la tension vD4 et la relation entre les tensions V+ et V-. vD4 = V+-V- ; or en régime linéaire V+=V- donc vD4 =0.   Exprimer la tension V+ en fonction de la tension UCNA et des résistances R5 et R6. Exprimer la tension V- en fonction des tensions Vmes et εp et des résistances R5 et R6. En déduire l’expression de εp en fonction de UCNA et Vmes et des résistances R5 et R6. R5 = 1 kW. Calculer la valeur de la résistance R6 pour obtenir εp = (UCNA – Vmes). R6 =R5 = 1 kW. En déduire la valeur maximale que peut atteindre la tension d'erreur ep. Vmes varie entre 0 et 4,69 V ; UCNA varie entre 0 et 4,687 V ;  ePmax = 4,687 V.

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