Balance électronique à jauge de déformation capacitive
Résumé:
On fabrique une balance électronique utilisant la déformation d'un condensateur plan, sous l'effet de l'ajout d'une masse sur le plateau de la balance. La variation de la capacité mesurée dépend alors de la masse déposée sur le plateau.
Matériel:
• deux lames métalliques élastiques (cuivre, acier, aluminium). On peut utiliser les lames destinées à réaliser des piles en TP de chimie.
• ruban adhésif
• cale en carton ou papier
• divers blocs métalliques, en bois, en plastique pour réaliser la partie mécanique de la balance.
• un capacimètre (ou un montage RC avec un GBF et un oscilloscope pour mesurer la capacité)
Description du montage :
On fabrique un condensateur plan en assemblant deux lames métalliques en vis à vis, elles sont séparées par une lame d'air d'épaisseur inférieure à 1mm, grâce à deux cales en papier placées aux extrémités.
Ce condensateur plan est ensuite placé entre deux étriers qui vont l'écraser au fur et à mesure que la masse déposée sur le plateau de la balance augmente.
La capacité du condensateur est mesurée lors de la pesée.
Exemple de mesure:
On relie le condensateur à un capacimètre, puis, sans toucher aux fils, on ajoute progressivement des masses, en notant la capacité correspondante.
On peut ensuite tracer la valeur de la capacité en fonction de la masse déposée sur le plateau.
La modélisation se fait en considérant la présence d'un condensateur variable (le capteur) en parallèle avec une capacité parasite (celle du circuit).
