Enregistrement, avec l’ordinateur, des oscillations de relaxation
d’un vase de Tantale
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Denis Gauthier
Lycée Bernard Palissy
164 Boulevard de la Liberté, 47000 Agen
Cet enregistrement nécessite la réalisation d’une tension proportionnelle à la hauteur de liquide dans le vase.
J’avais déjà obtenu cette tension en utilisant le rhéostat d’une jauge à essence de voiture que l’on place dans le vase et dont le flotteur fait varier la résistance avec le niveau de l’eau (actes des 7èmes journées Informatique et pédagogie des Sciences Physiques de Bordeaux, février 1996). Mais la grandeur de cette jauge obligeait à utiliser un récipient et un siphon de grande taille ce qui donnait, à l’amorçage et au désamorçage, un régime transitoire un peu long perturbant les courbes.
On peut aussi créer cette tension en utilisant une solution diluée de sulfate de cuivre et en transformant le vase en cuve rhéographique d’écartement variable, avec un plaque de cuivre placée au fond et l’autre, sous un bouchon, suivant le niveau du liquide (Eric Castet, BUP n° 792, mars 1997).
La sortie récente d’un capteur de pression différentielle ± 20 mBar CD2000PaD1 (Langage et Informatique, 8 avenue Edouard Serres, BP 11 31771 Colomiers Cedex) rend la réalisation de cette tension très simple et très fiable. Ce capteur donne une tension (V) de même valeur numérique que la différence de pression (mBar) entre le fond du vase et la pression atmosphérique : on a donc u(V) numériquement égale à z(cm).
1- Dispositif :
1-1 Le capteur :
Il se présente sous la forme d’un boitier parallélépipédique de petites dimensions (L = 6 cm ; l = 3 cm ; h = 1,8 cm) surmonté de deux petits cylindres (f = 4,8 mm) sur lesquels on adapte des tuyaux souples pour recevoir les pressions entre lesquelles on mesure la différence : port A (+) relié au point de pression la plus forte et port (B) relié au point de pression la plus basse.
Ce capteur est formé d’un pont piézorésistif implanté sur un substrat de silicium, déséquilibré par l’existence d’une différence de pression entre A et B, et d’un dispositif de traitement donnant décalage et amplification. Il est relié par un prise DB 9 (ou minidin) à la carte du convertisseur analogique-numérique dont il utilise la tension 5 V comme alimentation V+ et à laquelle il donne la tension u.