Minus-Maxus – Thermomètre Acoustique HR pour PC et Smartphone

99,00 

Minus-Maxus est un capteur de température pour expérimentateurs qui ont besoin d’une résolution élevée sur la température typiquement 1/100°C et jusqu’à 1/1000 pour la version PC avec ajustement du gain. Le capteur fonctionne sur la plage -40°C à +125°C pour la version THR125 à base de thermistance à Coefficient de Température Négatif (CTN). La précision est de 0.1°C. Une autre version référencée TPE200 est à base de résistance de platine avec un Coefficient de Température Positif (CTP). Un peu moins résolue (+/-0.1°C) Elle a une plage étendue allant de -30°C à +200°C. Le capteur se branche sur le port jack audio d’un smartphone ou d’un PC. Un adaptateur Jack / USB-C permet de se connecter sur des smartphones ou des PC ne disposant plus du port jack à 4 contacts. Il n’y a pas d’électronique, pas d’afficheur, pas de pile. Tous les signaux et l’affichage, sont gérés par le smartphone. Une application Android MINUS-MAXUS fournit un monitoring de la température et l’exportation des données horodatées sous format graphique ou fichier .CSV. Une application spécifique existe également sous Windows en temps qu’application Matlab auto portée ne nécessitant pas de licence. L’extrémité de la sonde est constituée d’un embout en inox 304 médical abritant le capteur acoustique. L’ensemble est conçu ISO 10993 pour la biocompatibilité notamment le packaging en plastique fritté PA11. Néanmoins la sonde n’est pas destinée à un usage intracorporel. Les capteurs peuvent être démontés pour réduire l’inertie thermique caractérisée par la constante de temps du capteur. Ils sont pensés pour les chercheurs et doctorants ayant besoin de connaitre en temps réel la température d’une expérience.

L’application de pilotage associée dénommée “MINUS-MAXUS” est disponible sur le Google Play Store (https://play.google.com/store/apps/details?id=com.CEA.pi2012.myapplication).

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L’application Windows est disponible sur le play store en cliquant sur le lien ci-après : ici.

Attention tous les smartphones ne sont pas compatibles en raison d’un traitement du signal supplémentaire quelque fois réalisé par le téléphone qui dénature le signal. Le problème n’existe pas avec les chipsets audio des PC ou des tablettes Windows. Le signal analogique récupéré par le smartphone ou le PC est numérisé sous 16 ou 24 bits à une cadence de 44100 ou 48000 échantillons par seconde. La version pour smartphone est rétro compatible jusqu’à Android 5. Le gain du signal audio de sortie est réglable dans les paramètres audio du PC, mais n’est en général pas accessible sur smartphone. Pour cette raison, la résolution est un peu meilleure sur PC car on peut faire en sorte que le signal utile occupe une fraction plus importante de la plage de numérisation sachant qu’il peut varier sur une étendu allant de 1 à 20 sur la plage de température.

Principe de mesure

On compare l’amplitude d’un signal de référence (bleu) correspondant à une résistance de référence stable qui ne change pas avec la température à un signal de mesure (rouge) correspondant à une résistance qui varie avec la température. Une fois déterminée la valeur de la thermistance, une loi de variation connue ou un abaque relie la résistance à la température. La mesure est réalisée à une cadence qui dépend du téléphone et dont la période minimale se situe autour de 1.5 secondes. La période de mesure peut être augmentée arbitrairement dans les paramètres de l’application.

Contenu du paquet

Sonde avec adaptateur Jack-USB-C. Cordon jack audio male/male 4 contacts de longueur 40 cm.

 

APPLICATION MINUS-MAXUS :

L’application est prévue pour OS Android uniquement (de Android 5 à Android 13). (https://play.google.com/store/apps/details?id=com.CEA.pi2012.myapplication )

Constante de temps et étalonnage.

L’étalonnage du capteur consiste à transformer le smartphone en ohmmètre de précision. Il est réalisé avec un ensemble de résistances étalon de précision à 0.05% correspondant à différentes températures. On vérifie que les valeurs mesurées correspondent aux valeurs de résistance attendues.

La constante de temps dépend de la taille de la thermistance et de la couche d’air isolante entre la thermistance et l’embout métallique. On peut la réduire en sortant le capteur de son embout. Dans ce cas, la constante de temps est d’environ 10 secondes (pour atteindre 63% de la température de consigne). Si l’on trempe la thermistance dans un liquide, la constante de temps chute à environ 1 seconde. Attention, le liquide doit être isolant électriquement, sinon la mesure est faussée.

 

Vérification de la précision du capteur pour différentes résistances étalon représentant différentes températures fixes : 9000 Ohms, 7500, 5000, 3000, 2000, 1000, 750, 665, 357, 270, 165, 100, et 50 Ohms.

Captures d’écran de l’application pour smartphone Android.

 

Exemple d’usage

Dans l’exemple ci-dessous le capteur est inséré et coincé dans l’ouverture de la fenêtre passager du véhicule entre Gardanne et Carry-Le-Rouet le 1er jour de canicule le 10 juillet de l’été 2023. Le véhicule roule à environ 60 km/h. Le déplacement d’air garantit que le capteur sera thermalisé à la température du milieu.

Le graphique apparaît en temps réel et peut être partagé immédiatement après l’expérience. Ce jour-là la température chutait de 9°C en seulement 35 kms entre Gardanne qui est à l’intérieur des terres et Carry-Le-Rouet situé en bord de mer. On pouvait constater l’effet de régulation thermique d’une pinède, d’un tunnel ou d’une petite chaîne côtière telle la chaine de la Nerthe qui sépare Carry-Le-Rouet du bassin de l’Étang de Berre.

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