Mesure de température

Capteur de température

Le jeudi 4/03/10 : début des travaux !

Le ballon sonde va à une altitude d’environ 40 Km ce qui correspond à la stratosphère. La température minimale est d’environ -60°C.
Pour cela il faut des capteurs adaptés.

Nous avons déjà testé une thermistance qui peut aller jusqu’à -60°C.

Pour son bon fonctionnement, il faut la relier à une résistance R2 et nous trouvons la tension aux bornes de la thermistance à partir de la formule du pont diviseur de tension :

U1 = (R1 x E) / (R1 + R2).

Nous devons trouver la courbe la plus linéaire possible de la tension U1 en fonction de la température, en testant avec plusieurs valeurs de R2.
Pour trouver la résistance R1 en fonction de la température nous avons utilisé un thermomètre, un voltmètre, une thermistance, un mini congélateur à effet Peltier alimenté par un génerateur et refroidi par de l'eau et des glaçons, et de l’éthanol qui, contrairement à l'eau, ne gèle pas à 0°C :

Voici le tableau de valeurs et le graphe de la résistance R1 (en kOhm) en fonction de la température T (°C)

On peut calculer la tension U (en V) en choisissant R2 = 45 kOhm : La colonne U est calculée en prenant comme paramètre R2 qui peut être modifié

On a donc trouvé la fonction d’étalonnage du montage avec la thermistance dans le pont diviseur de tension : 
                             
                                       T= -18.983.U + 54.181

Pour la température intérieure, nous avons le choix entre le capteur TMP 36 ou LM335 :

Le capteur TMP 36 peut résister à  des températures allant de -40°C à 150°C tandis que le capteur LM 335 résiste de -40°C à 100°C. Pour cette expérience on utilisera le TMP 36 car l’autre a un branchement plus compliqué.

Le jeudi 11/03/10 : test avec des températures plus basses 

Grâce à une bombe de froid, nous avons obtenu d'autres valeurs de la résistance de la thermistance pour des températures encore plus basses qu'avec le congélateur à effet Peltier.

Par contre la courbe obtenue n'est plus trop une droite !... 

Le jeudi 25/03/10 : visite du technicien conseil de Planète Science

Nous avons vérifié si le capteur de température TMP36 fonctionnait bien. Nous l’avons alimenté en 5 V et avons mesuré la tension délivrée avec un voltmètre : les valeurs sont en accord avec la courbe obtenue sur Internet (data sheet).

Mais la différence de tension entre 25°C et -50°C est trop petite et il n'y aura donc pas beaucoup de précision. Nous n’allons donc pas l’utiliser.

Le jeudi 01/04/10 : enfin la bonne fonction et on soude !

Dans le montage pont diviseur de la thermistance avec la résistance R2 nous avons changé de valeur de R2 pour avoir une courbe plus droite.
Nous avons choisi une nouvelle résistance de 100 KOhm ; la température moyenne que nous allons obtenir est -10°C (à laquelle correspond d’une résistance d’environ 100KOhm). 

 
La fonction d’étalonnage finale est donc :

T= -19,426.U + 39,522

On a ensuite soudé la thermistance avec une résistance de 100 kOhm et des fils pour tester.