Mesure de l’état de maturation et du taux d’humidité des fruits

Système de production de pruneaux Le cycle de production de pruneaux, se décompose en deux étapes: Cueillette des fruits Mesure du taux de sucre et du taux d’acidité des prunes d’ente. Séchage Mesure du taux d’humidité des pruneaux

Les méthodes de mesures traditionnelles Pour mesurer les taux de sucre et d’acidité, la prune fraîche est broyée puis les dosages sont faits par des procédés chimiques. Pour mesurer le taux d’humidité, le pruneau est broyé puis passé dans un four à dessiccation.

La mesure de l’impédance Les taux de sucre et d’acidité sont en relation avec la température et l’écart de phase entre tension et courant . Le taux d’humidité est en relation avec la température et le courant

Impédance mètre Le principe de mesure est la détermination de grandeurs électriques équivalentes du fruit placé sur une sonde en contrôlant la tension appliquée et en mesurant la température pour assurer les corrections.

Application spécifique à la prune d’Ente et au pruneau

Caractéristiques La mesure est effectuée à tension et fréquence constante en fonction des produits analysés. Prune d’Ente : 4,5V 100Hz pour la mesure de l’acidité et du taux de sucre. Pruneaux : 2V 100Hz pour la mesure de l’hygrométrie. L’appareil effectue la mesure et fourni les donnée sur un afficheur pour la lecture directe. Une mémorisation des mesures effectuées permet un traitement informatique sur PC à posteriori.

Principe La relation entre les paramètres physico-chimiques et électriques est déterminée par l’appareil à l’aide d’un module de calcul statistique issu d’une modélisation réalisée sous Matlab et intégrée dans le processus de calcul. Compte tenu des caractéristiques, l’acquisition des tensions et courants est réalisée par une partie analogique suivie d’une conversion numérique 16 bits. La mesure de phase est effectuée par un CPLD. Le calcul numérique est traité par un microcontrôleur.

Schéma fonctionnel

Centres d’intérêt

Centres d’intérêt

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Savoirs associés

Savoirs associés

Savoirs associés

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Exemple d’activité Participation à l’élaboration du schéma structurel avec choix technologiques des composants et justifications écrites. (Activité F du RAP). A partir des notes d’applications, des notices des composants, du référentiel de l’entreprise, il modifie, élabore, adapte une partie du schéma structurel. Les schémas sont composés sur ordinateur avec les outils informatiques adaptés. Il valide par simulation les nouvelles structures. Il justifie, par écrit les solutions technologiques proposées.

Caractéristiques Imin Imax PHI min PHI max U min U max 3 mA 0° 40° 0 V Valeur 3 mA 0° 40° 0 V 5,5 V Résolution 0,7 µA 10-2 1,5 mV précision +/- 0,35 µA 5.10-3 +/-0,75 mV

Exemple d’activité Choisir les composants du pont de mesure afin de respecter la caractéristique suivante: Pour une tension d’entrée de 5V l’écart maximum en sortie S1 doit être de 0,75 mV.

Exemple d’activité On détermine l’incertitude sur la mesure en fonction de la précision des résistances avec une analyse de Monte Carlo. La correction logicielle s’avère nécessaire. On choisit des résistance à 0,1% pour minimiser l’effet de la température.

Exemple d’activité Tension de décalage de l’amplificateur différentiel. Tension de décalage du redresseur sans seuil. Étage de filtrage Multiplexeur analogique Suiveur Convertisseur Travail sur la documentation des composants actifs Justification de l’étage de filtres passifs Impédance d’entrée du suiveur et de sortie du multiplexeur On constate qu’il n’est pas possible d’assurer un fonctionnement correspondant au cahier des charges en jouant uniquement sur la précision des composants.

Exemple d’activité Établir le segment de programme permettant le calibrage de l’impédance mètre compte tenu des défauts des composants passifs et actifs de la chaîne d’acquisition.

Exemple d’activité //const float COEFF_ASSERV_U[7]={1.20657,1.20657,1.19551,1.19551,1.19551,1.19551,1.06803}; //valeur d'etalonnage pour la mesure de la tension aux borne de la sonde /* methode d'etalonnage : sur Rp=10K et Cp=22nF, mesure de Ueff avec Tti en AC (RMS vrai) lecture sur afficheur de la valeur mesurée COEFF_MESURE_U[gamme]= coeff_asserv_u[gamme] x ( Ucrete / Uafficheur ) Ex: Tti done 5.0000V Uafficheur = 5.0037V coeff_asserv_u[gamme]= 1.20657 COEFF_MESURE_U = 1.20657 x 5.0000 / 5.0037 = 1.20568