Stage MI

Mesurer une températureI Contextualisation du problèmeII Décontextualisation en coursIII Recontextualisation en TP de MI

Mesurer une température fait à la fois partie du tronc commun et de la partie mesure et instrumentation. Une possibilité consiste à aborder le problème par le tronc commun en une approche contextuelle qui donnera suite à une décontextualisation sous forme de cours, puis à recontextualiser en MI sous forme d’une série de TP.

I Contextualisation du problème

Mesurer une température

Document élève. Les trois extraits proviennent d’une brochure de l’ADEME il s’agit donc d’un document « authentique ».

Les activités.Le but des activités est de mobiliser des compétences de français, de synthèse et de recherche en employant les TICE tout en montrant que la problématique est bien ancrée dans le réel et est donc susceptible d’intéresser les élèves.Les bases de secondes peuvent être réinvesties.

I Contextualisation du problème

Mesurer une température

Les réponses apportées à l’activité 2 constitueront le cours. Il n’est pas nécessaire de refaire un cours classique au-delà de l’activité pourvu qu’une mise en forme encadrée des recherches ait été faite. La partie du cours ciblée est le début du tronc commun.

La notion de température peut être complétée par la notion d’agitation thermique dans le cours.

II Décontextualisation

Mesurer une température

La recontextualisation peut se faire sous forme de TP dans la partie Mesures et instrumentations.La mise au point d’un thermomètre électronique permet de réinvestir des notions vues dans le tronc commun et permet de revenir au contexte initial : l’information « température » peut être lue par une personne mais peut être également employée par un système de régulation domotique.Cette série de trois TP reprend les grandes lignes d’anciens TP de MPI.

III Recontextualisation

Mesurer une température

La recontextualisation en MI met en œuvre une chaine de mesure numérique afin de mesurer une température.

III Recontextualisation

Mesurer une température

But du TP : réaliser un thermomètre numérique qui permettra d’afficher directement la température en ° Celsius sur un voltmètre ou un afficheur.Affichage souhaité : Uf = 0.0 V pour T= 0.0°C et Uf = 1.00 V pour T = 100°C.

Le transducteur employé sera une diode et la tension aux bornes de cette diode sera ensuite modifiée par un circuit électronique afin d’obtenir une tension finale Uf correspondant au but à atteindre.

III Recontextualisation

Mesurer une température

Première partie : Etude du transducteur.Le transducteur employé est une diode.

Fiche TP.

III RecontextualisationMesurer une température

Diode montée sur un tube métallique

Première partie : Etude du transducteur.Le transducteur employé est une diode.

III RecontextualisationMesurer une température

Diode montée sur un tube métallique Sonde du thermomètre

Première partie du montage

Première partie : Etude du transducteur.Tracé ud = f(T) (Logiciel Regressi)

On obtient une droite d’équation ud = 0,51 – 0,0025 T.

III RecontextualisationMesurer une température

partie 2 : Mise au point d’une chaine de mesures.Le but est de faire réfléchir les élèves et de leur laisser proposer des solutions…Fiche TP.

On peut imaginer l’inverse…

III RecontextualisationMesurer une température

Soustracteur AmplificateurInverseur

partie 3 : Montage n°1.Le but n’est pas d’étudier l’amplificateur opérationnel, mais seulement de l’utiliser, de voir une de ses fonctions.

Cette partie du TP fait appel à la compétence de réalisation d’un montage d’après un schéma. Fiche TP.On peut également laisser une autonomie assez grande aux élèves pour étudier le montage. Fiche TP2.

III RecontextualisationMesurer une température

partie 3 : Montage n°1.Le but n’est pas d’étudier l’amplificateur opérationnel, mais seulement de l’utiliser, de voir une de ses fonctions.

III RecontextualisationMesurer une température

partie 4 : Le montage amplificateur inverseur.

Fiche TP.

III RecontextualisationMesurer une température

partie 5 : Réalisation de la chaine de mesure.Dans cette partie les élèves réalisent la chaine de mesure à partir des parties vues précédemment, en font l’étalonnage et la testent.Ils rédigent un compte-rendu au fur et à mesure de leur avancée. Les dernières questions sur l’erreur de mesure ou les sources d’erreurs ne sont pas le sujet principal de ce TP mais permettent d’ouvrir sur la suite.Le fait d’avoir réalisé ce thermomètre électronique permet aux élèves d’avoir une meilleure idée d’où peuvent provenir des erreurs de mesures et de démystifier l’affichage numérique.

III RecontextualisationMesurer une température

Aborder la suite du programme du tronc commun en restant dans la recontextualisation...Une petite activité peut permettre de faire une transition entre le TP sur la mesure de température et la suite du programme du tronc commun.Activité 3.

III RecontextualisationMesurer une température

III RecontextualisationMesurer une température

Mesurer une température

FIN