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IUT SAINT-DIE- DES VOSGES RAPPORT DE TP1 DES CAPTEURS

HERNANDEZ Francisco Javier 15/12/2011

IUT DE SAINT-DIE-DES-VOSGES

Atelier 1. tude des capteurs transmetteurs analogiques de pression relative et de pression diffrentielle.

Objectif. Mesurer et analyser la grandeur pression avec le transmetteur de pression diffrentielle et le transmetteur de pression relative fin de vrifier et comparer les valeurs obtenus. Thorie. Pression relative : C'est la pression au-dessus de la pression atmosphrique. Elle reprsente la diffrence positive entre la pression mesure et la pression atmosphrique existante. C'est celle qui est le plus souvent utilise, parce que la plupart des capteurs sont soumis la pression atmosphrique et mesurent en relatif. Pour faire une mesure en absolu, il leur faut un vide pouss dans une chambre de rfrence (pression de gonflage d'un pneu par exemple). Pression diffrentielle : C'est la diffrence de deux pressions ou la diffrence de grandeur entre une valeur de pression donne et une pression de rfrence donne. Pression atmosphrique : C'est la pression exerce par l'atmosphre de la terre. La pression atmosphrique au niveau de la mer est de 1,012 bar. Elle peut varier de +/- 25 mbar avec la pluie ou le beau temps. La valeur de la pression atmosphrique dcrot lorsque l'altitude augmente.

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1- Mesure de pression relative 1.1 La plaque signaltique : MODELE: F50 DPF 110-3 AVV ABA AA MWP-PMS: (10 MPa) SUPPLY: (24 - 45 Vcc) SORTIE: (4 20 mA) SPAN : (40 200 KPa) 1.2 Les points de rglage : tendue de mesure. LRV : 0 Bars URV : 2 Bars SPAN : Comme le LRV=0 on a un SPAN de 2 Bars Consigne (1 ,25 Bars) 1.3 talonnage Les points de vrification sont [0%, 25%, 50%, 75%, 100%] On Calculer le pourcentage ainsi comme la valeur en mA pour notre point de cosigne (1,25 Bar) : Formule pour le pourcentage: Point de cosigne - LRV / ((URV-LRV/ 100)). Dc: 1, 25 Bar-0 Bar / ((2 Bar-0Bar/ 100)) = 62.5 %. Formule pour lobtention de la valeur quivalente en mA : ((URV-LRV/ 100)) * pourcentage souhait + LRV. Dc: ((20mA-4mA/ 100)) * 62.5 % + 4mA = 14mA. Avant commencer faire les raccordements on doit faire lajuste de zro du capteur, dans ce cas (0 Ba-4mA).

1.4 Mise lchelle du transmetteur. Schma de raccordements pneumatiques :

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Schma de raccordements lectriques :

1.5 Les tableaux de mesure et courbe dtalonnage:

mont % 0 25 50 75 100 mA mA souhait Bar Bar Calcul 4,001 4,000 0,001 0,000 8,006 8,000 0,500 0,500 12,030 12,000 1,010 1,000 16,030 16,000 1,500 1,500 20,000 20,000 1,870 2,000 Erreur bars Er -0,0010 -0,0500% 0,0000 0,0000% -0,0100 -0,5000% 0,0000 0,0000% 0,1300 6,5000%

descendant % 0 25 50 75 100 mA mA souhait Bar Bar Calcul 4,001 4,000 0,001 0,000 8,000 8,000 0,510 0,500 12,020 12,000 1,020 1,000 16,040 16,000 1,540 1,500 20,000 20,000 1,990 2,000 Erreur bars -0,001 -0,010 -0,020 -0,040 0,010 Er -0,0500% -0,5000% -1,0000% -2,0000% 0,5000%

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20,000

16,000

12,000

mont descendant

8,000

4,000 0,000

0,500

1,000

1,500

2,000

Prcision de la vrification est : 6,5000% Au point de consigne : 1,25 Bars Erreur absolue = 0,13 bars Erreur relative = 0,13/ 1,25 = 0,104%

2- Mesure de pression Diffrentielle 2.1 La plaque signaltique : LA PLAQUE SIGNALITIQUE : Modele : F50 DPP 110-3 SERIE : 8603M5013G46 MWP PMS : (0,75 mPa) SUPPLY : (24 45 Vcc) SORTIE : (4 20 mA) SPAN : (100 500 KPa) 1.2 Les points de rglage : tendue de mesure. LRV : 0 Bar URV : 1 Bar SPAN : Comme le LRV=0 on a un SPAN de 1 Bar Consigne (0 ,65 Bars) 1.3 talonnage Les points de vrification sont [0%, 25%, 50%, 75%, 100%]

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On Calculer le pourcentage ainsi comme la valeur en mA pour notre point de cosigne (0,65 Bars) : Formule pour le pourcentage: Point de cosigne - LRV / ((URV-LRV/ 100)). Dc: 0, 65 Bars-0 Bar / ((1 Bar-0Bar/ 100)) = 65% Formule pour lobtention de la valeur quivalente en mA : ((URV-LRV/ 100)) * pourcentage souhait + LRV. Dc: ((20mA-4mA/ 100)) * 65 % + 4mA = 14,4mA.

Avant commencer faire les raccordements on doit faire lajuste du zro a Pression Atmosphrique (0 Bar 4 mA) 1.4 Mise lchelle du transmetteur. Schma de raccordements pneumatiques :

Schma de raccordements lectriques :

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1.5 Les tableaux de mesure et courbe dtalonnage : mont % 0 25 50 75 100 mA mA souhait Bar Bar Calcul 4,020 4,000 0,001 0,000 8,099 8,000 0,250 0,250 11,940 12,000 0,490 0,500 16,060 16,000 0,750 0,750 19,890 20,000 1,000 1,000 Erreur bars Er -0,0010 -0,1000% 0,0000 0,0000% 0,0100 1,0000% 0,0000 0,0000% 0,0000 0,0000%

descendant % 0 25 50 75 100 mA mA souhait Bar Bar Calcul 4,001 4,000 0,001 0,000 8,600 8,000 0,255 0,250 12,030 12,000 0,489 0,500 16,030 16,000 0,746 0,750 19,890 20,000 1,000 1,000 Erreur bars Er -0,0010 -0,1000% -0,0050 -0,5000% 0,0110 1,1000% 0,0040 0,4000% 0,0000 0,0000%

20,000

16,000

12,000

mont descendant

8,000

4,000 0,000

0,200

0,400

0,600

0,800

1,000

Prcision de la vrification est : 1,1000% Au point de consigne : 0,65 Bars Erreur absolue = 1,1000%* 1 Bar=0,011 bars Erreur relative = 0,011 bars / 0 ,65 = 0,01692308 %

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Atelier 2.Mesure de niveau par mthode hydrostatique.

Objectif Mesurer en continu le niveau dun cuvier deau par une mthode de mesure hydrostatique on doit maintenir le niveau en 3metres. Thorie Pression hydrostatique : C'est la pression exerce au-dessous de la surface d'un liquide par le liquide situ au-dessus, quand le fluide est au repos. l'intrieur d'une colonne de fluide se cre une pression due au poids de la masse de fluide sur la surface considre. Cette pression est P = r x g x h (avec r masses volumiques du fluide). 1. Capteurs de pression diffrentielle SITRANS de SIEMENS. 1.1 La plaque signaltique du capteur : MODELE : 7MF4433-1GA02-2AB6 RATED PRESSURE : (Pression nominale) PN 160 TYPE DE PROTECTION : IP65 VDC (10,5 45 Vcc) SORTIE : (4 20 mA) SPAN : (0,05 5 Bars) 1.2Ltendue de mesure Formule pour la pression hydrostatique P(Pa) = * g * h de leau = 1000 kg/m3 Gravit= 9,81 m/s2, Hauteur maximal = 4 m Conversion Bar- Pascale 1 Bar = 100000 Pa) Dc : P(Pa) = 1000 * 9,81 * 4 P(Pa) = 39240Pa P(Bars) = 0,3924 Bars = 392.4 mbar. DC tendue de mesure : LRV=0 mbar URV =392 mbar) Point de consigne = 3 mtres

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Alors Formule pour le pourcentage: Point de cosigne - LRV / ((URV - LRV/ 100)). Dc : 3m -0 m / ((4m 0m/ 100)) = 75 %. Valeur quivalente en mA : 75 % = 16mA. Formule pour lobtention de la valeur quivalente en mBar : ((URV-LRV/ 100)) * pourcentage souhait + LRV. Dc: ((392.4mBar 0Bar / 100)) * 75 % + 0 mBar = 294.3 mBar 294.3 mbar 3metres 1.3Mise lchelle du transmetteur. Schma de raccordements pneumatiques :

Note !: Dans ce cas le PDT est utilis comme LT

Schma de raccordements lectriques :

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Paramtrage du transmetteur

Touche M : changement de mode. M7 : Ajustement du zro a pression ambiante. M5: LRV=0 mbar M6 : URV=392,4 mbar

Tableaux de mesures et courbe dtalonnage. Mont mBar Calculs 0,000 98,100 196,200 294,300 392,400

mA souhaits 4 8 12 16 20

mA mesurs 4,001 8,023 11,980 15,990 19,800

mBar mesurs 0,001 99 197 294,6 392,45

Hauteur m 0 1 2 3 4

mA souhaits 4 8 12 16 20

mA mesurs 4,000 8,180 11,908 15,980 19,800

Descendant mBar Calculs 0,000 98,100 196,200 294,300 392,400

mBar mesurs 0 100 198 295 392,45

Hauteur m 0 1 2 3 4

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20,000

16,000 Mont 12,000 Descendant THORIQUE 8,000

4,000 0 50 100 150 200 250 300 350 400

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Atelier 3 Mesure par la mthode Ultra-son. Objectif. Mesurer en continu le niveau dun cuvier deau par une mthode de mesure ultrason. 1. schma lectrique

2. Caractristiques du capteur. SIEMENS model 3R66233-3J500 UB : 20 30 V DC RAN: 15 -100 cm 3. Tableau de mesures. La configuration du capteur a t faite de faon que si le voltage augmente si le niveau de liquide est en croissance. % 0 25 50 75 100 Voltage souhait 10 7,5 5 2,5 0 Voltage sur le voltmtre 9,89 7,46 5,1 2,46 0 Voltage sur le Software 9,9 7,51 5,02 2,5 0 Hauteur mm 150 211,25 407,5 603,75 800

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Configuratin dpuis le PC

On configure le Capteur grce le logiciel Soprong, le logiciel permet faire la configuration du capteur en diffrentes chelles mais pour le SIEMENS model 3R66233-3J500 existe une valeur dchelle minimum de 15 cm et un maximum de 100cm. On peut travailler de faon que la signal du capteur soit proportionnel la hauteur du liquide ou de faon que la signal du capteur soit proportionnel la distance entre le capteur et la hauteur du liquide dans le cuvier.

Interfaces

Si on souhaite travailler avec linterface du PC, il faut Relier le BERO linterface, sinon on peut travailler avec le voltmtre en cliquant Relier le BERO lAPPLI, mais pas les 2 au mme temps.

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Atelier 4 : Utilisation des convertisseurs de signaux analogiques.Objectif Raliser lexploitation de signaux gnres par capteurs de temprature en utilisant diffrentes convertisseurs pour obtenir un signal standard de 4/20 mA ou 0/10V. 1 Le convertisseur mono-fonction Le convertisseur Tlmcanique est un convertisseur conu pour raliser une conversion unique de signal. 1.1 Temprature ambiante de la salle donne par la sonde Testo T= 22 C 1.2 Manipulation du convertiss