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Publié : 14 septembre 2009

TP N°2 série 2

EQUILIBREUSE DE ROUE FACOM

 

ETUDE D’UNE CHAÎNE DE CONDITIONNEMENT

 Introduction

La mesure du déséquilibre de la roue s’effectue grâce à un calculateur équipé d’un microprocesseur (uP). Les calculs sont effectués à partir des données issues d’un capteur piézoélectrique (Piézoélectricité). Ce capteur fournit une tension analogique, fonction de l’effort auquel est soumis le palier avant. La décomposition de la chaîne de conditionnement est la suivante :

Pour que la mesure soit valable, la roue doit tourner à une vitesse comprise entre 1.5 tr/s et 2.5 tr/s. La fréquence du signal issu du capteur sera donc inférieure à 2.5Hz. Ce signal, censé être une sinusoïde pure (mouvement de rotation de la roue) est en fait soumis à des parasites, de fréquences supérieures à 50Hz ; or, pour être traité par le microprocesseur, il doit être débarrassé de ces fréquences indésirables. D’autre part le microprocesseur ne peut traiter que des signaux évoluant entre 0 et 5V.
La chaîne de conditionnement, objet de cette étude, doit permettre de pallier à ces problèmes.
Voici ci-contre l’oscillogramme obtenu en sortie d’un capteur piézo-électrique. Nous constatons que cette tension est bien sinusoïdale, mais que des parasites de fréquences plus élevées se sont ajoutés à la sinusoïde basse fréquence.
Le montage qui permettra d’éliminer ces parasites est un : FILTRE.
Avertissement : Dans le TP qui va suivre cette tension sera simulée en utilisant deux générateurs en dérivation. Un de ces générateurs délivrera la composante sinusoïdale "utile" du signal à 2Hz. L’autre permettra d’ajouter la composante "parasite"du signal également sinusoïdale mais de fréquence plus élevée.
De plus la fonction « limiter la tension » ne sera pas étudiée

Travail demandé

 1- Etude de la fonction "Isoler et amplifier"

Simulation :
• Charger sur Orcad le fichier "chaine_equi.opj " et appliquer en V1 la tension décrite en introduction avec les caractéristiques suivantes :
+ composante "utile" : amplitude crète à crète : 0.2v, fréquence 2Hz ;
+ composante "parasite" : amplitude crète à crète : 0v ;
• Simuler (sur 5 périodes du signal d’entrée) puis observer les signaux obtenus en V2 et V3.

Analyse :
• Caractériser V2 et V3 ;
• La fonction amplifier est elle assurée ? Caractériser cette fonction.


 2- Etude de la fonction "Filtrer"

Simulation sans parasite :
• A partir de la simulation précédente, visualiser et imprimer les signaux obtenus en V3 et V4.

Simulation avec des parasites :
• Modifier le signal en V1 pour qu’il ait les caractéristiques suivantes :
+ composante "utile" : amplitude crête à crête : 0.2v
+ composante "parasite" : amplitude crête à crête : 0.05V, fréquence 1kHz.
• Simuler (sur 5 périodes du signal utile) puis observer les signaux obtenus en V3 et V4.

Analyses :
• Comparer les 2 simulations et conclure ? Comment appelle-t-on ce type de filtre ?

 3- Etude de la fonction "Décaler"


Simulation :
• A partir de la simulation précédente, visualiser les signaux obtenus en V4 et V5.

Analyse :
• Comparer V4 et V5, conclusion ? La fonction est-elle assurée ? Sur quelle caractéristique du signal la fonction agit-elle ?


 4 – Conclusion et pour aller plus loin


• A partir des différentes simulations, conclure sur la chaîne de traitement du signal issue du capteur piézo-électrique
• D’après l’analyse fonctionnelle décrite en page 2, indiquer quelle fonction n’a pas été étudiée.
• A l’aide du dossier technique académique, reproduire le schéma structurel de cette fonction puis la valider soit en simulation, soit par calcul.

Documents joints