Carte interface Bernard

Rédigé sur la base de la carte conçue par Bernard Hermant

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Caractéristiques :

Carte 8 voies.
Alimentation régulée +12/-12 volts externe (détails de l'alimentation).
Sonde :

PT100.
PT1000.

3 gammes de températures :

-20/50°C
-20/100°C
-20/250°C

Prix des composants électroniques seuls (hors circuit imprimé & supports éventuels) : < 60€.

Schéma électronique (1 voie) :

Afin de pouvoir utiliser le montage avec des PT100 & PT1000, les valeurs indiquées sur le schéma forum sont modifiées. Courant sonde de 2,143mA (PT100) ou 1,2mA (PT1000), auto échauffement maximal de 1,14°C pour une PT1000 à 250°C (coefficient d'auto échauffement de 0,4°C/mW).

Fonction de transfert du montage:

Rpt = résistance de la sonde à la température considérée = Rpt0 + (K * θ°), avec :

Rpt0 = résistance de la sonde à 0°C, 100 Ω (PT100) ou 1000 Ω (PT1000).
K = coefficient de température de la sonde dans cette application, 0,39Ω/°C pour une PT100 ou 3,9 Ω/°C pour une PT1000.
Θ° = température de mesure.

Tension PT: (Rpt0 + (K * θ°)) * Vcc / R1
Offset: Vcc * R2 / (R2 + R3)
Gain de l'ampli de sortie: (R8 + R9 + R10) / R8
Fonction finale: Vcc * (((Rpt0 + (K * θ°)) / R1) - (R2 / (R2 + R3))) x (R8 + R9 + R10) / R8

Liste composants :

Composants pour une voie PT->0-10V
	PT100			PT1000
	50°C	100°C	250°C	50°C	100°C	250°C
Résistances 1/4w 5%
R1	5,6 KΩ			10 KΩ
R2	470 KΩ			75 KΩ
R4/5/6/7	100 KΩ
R8	1,5 KΩ	2,7 KΩ	6,2 KΩ	8,2 KΩ	12 KΩ	33 KΩ
R9	220 KΩ			180 KΩ	150 KΩ	180 KΩ

Potentiomètres ajustables 12 ou 25 tours
R3	10 KΩ
R10	100 KΩ

Diode
D1	1N4148

AOP
IC1	LM324, TL064CN

Résistances de calibration (1/4 ou 1/2 watt 1%)
Calibration -20°C	100 Ω & 1,2 KΩ			1 KΩ & 12 KΩ
	120 Ω	150 Ω	220 Ω	1,2 KΩ	1,5 KΩ	2,2 KΩ
	27 KΩ	1,8 KΩ		270 KΩ	18 KΩ

Nota: Des résistances à 5 ou 10% sont d'une précision suffisante, s'assurer simplement que les résistances de 100k sont du même lot, donc de résistances équivalentes.

Typon : Pour imprimer le typon, téléchargez le logiciel gratuit de Bruno Urbani (Tracé de CI), installez-le, ouvrez le fichier Typon Bernard, et imprimez-le avec les options "En Noir (pour typons)" & "Coté Soudures". Merci à Bruno Urbani pour ce logiciel freeware.

Implantation :

Calibration :

Préréglage de l'offset : Résistance sonde à -20°C => 92,2Ω pour une PT100 ou 922Ω pour une PT1000. Tension sortie suiveur broche 14 pour obtenir 0V en sortie du soustracteur broche 1 lorsque θ° = -20°C: 0,198V pour une PT100 ou 1,106V pour une PT1000, à régler par R3 (voir nota)

Préréglage du gain final:

	Echelle max.	Résistance sonde A l’échelle max. (Ω)	Tension sortie Soustracteur (br.1) (V)	Gain final à obtenir Pour sortie 10V 1+(R9+R10/R8) (br.8)	Réglable De … à … par R10	Equation Vs=f(θ°)
PT100	50°C / 10V	119,5	0,059	170,94	147,67 à 214,33	0,143θ°+2,857V
	100°C / 10V	139	0,100	99,72	82,48 à 119,52	0,0833θ°+1,667V
	250°C / 10V	197,5	0,226	44,32	36,48 à 52,61	0,037θ°+0,741V
PT1000	50°C / 10V	1195	0,328	30,53	22,95 à 35,15	0,143θ°+2,857V
	100°C / 10V	1390	0,562	17,81	13,5 à 21,83	0,0833θ°+1,667V
	250°C / 10V	1975	1,264	7,91	6,45 à 9,48	0,037θ°+0,741V

Réglage final : Les préréglages ont été effectués sur la base d’une conversion de 0,39 Ω/°C (PT100) et de 3,9 Ω/°C (PT1000). Si le taux de conversion devait être différent, en tenir compte dans les préréglages. Après être passé en configuration finale (sonde avec longueur de câble définitive), il est possible de reprendre le réglage du zéro (R3) en utilisant le congélateur (-18°C) et le gain (R10) dans de l’eau à ébullition.

Un passage dans de l’eau + glace pilée permettra de vérifier l’affichage à 0°C.

Nota :
La valeur du préréglage de l'offset est théorique et suppose une tension de 12V pile, résistances exactes… composants parfaits, donc c’est surtout l’annulation de la tension en broche 1 pour -20°C qui est nécessaire.

Valeurs des résistances de calibration (résistances 1%) et de la tension à obtenir en sortie du montage pour les différentes gammes, calculées avec un coefficient de température de 0,39 Ω/°C (PT100) et 3,9 Ω/°C (PT1000) :

Temp (°C)	Temp Calib. (°C)	Tension sortie (volts)	R calibration PT100	R calibration PT1000
-20	-19,72	0	100 Ω & 1,2 KΩ en //	1 KΩ & 12 KΩ en //
50	49,92	9,989	120 Ω & 27 KΩ en //	1,2 KΩ & 270 KΩ en //
100	98,62	9,885	150 Ω & 1,8 KΩ en //	1,5 KΩ & 18 KΩ en //
250	246,26	9,861	220 Ω & 1,8 KΩ en //	2,2 KΩ & 18 KΩ en //

Pour plus de détails sur les méthodes de calibration, les caractéristiques des sondes, les calculs à effectuer afin d'obtenir d'autres gammes de températures ou les corrections à apporter suivant les caractéristiques des sondes, voir la page Infos complémentaires.

Merci Bernard pour toute l'aide apportée