Capteur "Températures extérieure et intérieure"

Pourquoi ?

Nos objectifs sont :

Dans un premier temps, nous mesurons la température intérieure du ballon mais aussi celle extérieure. Ainsi, nous pourrons suivre la différence entre les deux, qui a une influence directe sur la vitesse d'ascension du ballon.

Puis dans un second temps, nous pourrons repérer l’évolution de la température en fonction des couches de l’atmosphère ; la température doit diminuer dans la troposphère puis remonter dans la stratosphère (11-12 km). Nous pourrons aussi repérer la perte d'altitude du ballon, moment auquel la température va diminuer à nouveau, si le ballon atteint la stratosphère.

Le capteur de température CTN 10kW à 25°C

- temps de réponse quelques ms

Comment ?

On utilise une thermistance R_T qui est une résistance dont la valeur dépend de la température. Dans notre cas, il s’agit d’une CTN, ou thermistance à coefficient de température négatif, c’est à dire que sa résistance diminue lorsque la température augmente, ou vice versa.

Nous l’avons branché en série avec une résistance fixe R, le tout alimenté par l’émetteur radio délivrant une tension de 5V.

Ainsi les deux résistances se partagent les 5V délivrés par l'émetteur radio. Lorsque la température diminue, la résistance de la thermistance augmente, donc elle « prend » une part plus grande des 5V, laissant ainsi une part plus faible à la résistance fixe R. On a donc décidé de mesurer la tension aux bornes de R et non de R_T, pour que la tension mesurée évolue dans le même sens que la température.

Pour le choix de la résistance R : nous avons mesuré la résistance de la thermistance pour une température médiane de notre plage de mesure, et nous avons retenu cette valeur pour R. Ainsi cette température médiane, les deux résistance auront à leur bornes chacune la moitié des 5V délivrés par l'émetteur radio, soit 2,5 V. Notre capteur température intérieure étant sensé mesurer des températures comprises entre -40°C et 50°C, la médiane est donc de 5°C, à cette température R_T = 33 kOhm. Le capteur température extérieure mesure quant à lui des températures comprises entre -60°C et 30°C, et à -15°C R_T = 56 kOhm.

L'étalonnage ?

Pour faire l'étalonnage, nous utiliserons une bombe de froid,  un bain marie, un thermomètre, une thermistance, un voltmètre, et une résistance.

Avec la bombe de froid nous avons simulé la baisse de température que l’on pourra avoir lors de l'ascension du ballon. Et avec le bain marie nous avons simulé l'augmentation de la température losque le ballon captera l'énergie lumineuse. Pour différentes températures, nous avons mesuré la tension aux bornes de la résistance R.