Afin de mesurer la pression lors de l'ascension du ballon, nous avons choisi d'utiliser un capteur électronique. Pour cela, nous avons d'abord dû l'étalonner. Nous avons ensuite dû vérifier sa fiabilité, autrement dit vérifier que sa pente est véritablement linéaire selon les données du constructeur.
Nous avons mesuré la tension U en Volts aux bornes de notre capteur de pression électronique en fonction de la pression p (hPa) entre les bornes verte et noire, le générateur imposant une tension de 5V entre les bornes rouge et noire.
Capteur :
1e Expérience
Nous avons tout d'abord placé notre capteur de pression électronique branché aux bornes d’une pile plate de 4,5V, un multimètre, et un pressiomètre de référence fabriqué par un constructeur, le tout sous une cloche à vide.
A l’aide de la pompe, nous avons aspiré l'air de la cloche et relevé différentes valeurs indiquées au pressiomètre et au multimètre.
Courbes d'étalonnage
Grâce aux mesures obtenues, nous avons pu tracer sur Excel les deux courbes suivantes :
Le générateur est ici une pile de 4,5V :
Lors de la dépressurisation Lors de la pressurisation
(pompage de l'air sous la cloche) (entrée d'air dans la cloche)
Toutes les mesures ont été effectuées à pression constante (ou variant très faiblement).
Interprétation
Les courbes sont linéaires, que ce soit pour la dépressurisation ou pour la pressurisation.
Nous pouvons même qualifier les deux courbes d'identiques.
Conclusion
Le capteur de pression électronique évolue "symétriquement", c'est à dire qu'il évoluera de la même manière en fonction de la pression lors de l'ascension du ballon ainsi que lors de sa descente.
2e Expérience
Cependant, pour étalonner notre capteur de pression électronique, nous avons dû utiliser une pile de 4,5V sous la cloche. Nous devons nous assurer qu'avec le générateur de Kiwi (imposant une tension de 5V), le capteur évoluera de la même manière (c'est à dire linéairement, comme vu ci-dessus).
Or il nous a été impossible de mettre un générateur de 5V sous la cloche.
Il nous a donc fallu simuler une diminution de pression.
Nous avons pour cela relié la seringue (pour le volume V en mL) au pressiomètre du constructeur (pour mesurer la pression P en hPa), puis pour un même volume nous l'avons relié à notre capteur de pression, qui lui-même était relié au multimètre (pour mesurer la tension correspondante U en Volts).
1. seringue ayant permis l'étalonnage pour obtenir l'équivalence avec un générateur de 5V sans pompe
2. position en haut à gauche du capteur (fils torsadés)
3. narines percées dans Kirby pour le capteur
Mesures et courbes
Nous avons tracé la pression p (hPa) en fonction de la tension U(V) aux bornes de notre capteur de pression électronique. Voici les mesures obtenues :
|
Volume seringue V(mL) |
Tension Ucapt pour un générateur de 5V |
Pression étalon (pressiomètre P (hPa)) |
Tension Ucapt pour un générateur de 4,5V (pile) |
Pression étalon (pressiomètre P (hPa)) |
|
|
|
|
|
3,3 |
989 |
|
|
0 |
3,51 |
929 |
0,70 |
3,2 |
950 |
|
|
5 |
2,21 |
490 |
0,44 |
3,1 |
914 |
0,69 |
|
10 |
1,65 |
325 |
0,33 |
3 |
881 |
|
|
15 |
1,4 |
243 |
|
2,9 |
846 |
|
|
20 |
1,26 |
192 |
0,25 |
2,8 |
805 |
|
|
25 |
1,14 |
160 |
|
2,7 |
769 |
|
|
30 |
1,06 |
138 |
|
2,6 |
734 |
|
|
35 |
1 |
121 |
|
2,5 |
696 |
|
|
40 |
0,96 |
107 |
|
2,4 |
662 |
|
|
45 |
0,92 |
95 |
|
2,3 |
624 |
|
|
50 |
0,89 |
87 |
|
2,2 |
590 |
|
|
55 |
0,87 |
80 |
|
2,1 |
553 |
|
|
60 |
0,85 |
74 |
|
2 |
516 |
|
|
|
|
|
|
1,9 |
479 |
0,42 |
|
|
|
|
|
1,8 |
445 |
|
|
|
|
|
|
1,7 |
408 |
|
|
|
|
|
|
1,6 |
372 |
|
|
|
|
|
|
1,5 |
336 |
0,33 |
|
|
|
|
|
1,4 |
300 |
|
|
|
|
|
|
1,3 |
264 |
|
|
|
|
|
|
1,2 |
229 |
|
|
|
|
|
|
1,1 |
192 |
0,24 |
|
|
|
|
|
1 |
157 |
|
|
|
|
|
|
0,9 |
120 |
|
|
|
|
|
|
0,8 |
84 |
|
|
|
|
|
|
0,7 |
60 |
|
Les mesures des pressions obtenues sont considérées comme identiques pour une même couleur.
Nous avons donc fait le rapport de la tension obtenue aux bornes du capteur sur la tension totale du générateur.
Nous avons constaté que les valeurs correspondaient aux mêmes pressions même en changeant le générateur.
Par exemple, pour une pression de 192 hPa, nous avons :
- une tension de 1,26V avec un générateur de 5V. En faisant le rapport : 1,26V/5V = 0,25V.
- une tension de 1,10V avec un générateur de 4,5V (le générateur est une pile).
En faisant le rapport : 1,10V/4,5V = 0,24V.
Nous constatons que le rapport des tensions obtenues est à peu près la même (à 0,01V près).
Grâce à ces mesures, nous avons pu tracer les courbes suivantes. 
Interprétation
Les courbes obtenues sont des courbes linéaires.
La pression croît régulièrement, et comme dit plus haut, quelle que soit la valeur initiale de la tension comprise entre 4V et 6V, la pression évoluera toujours linéairement.
Conclusion
Nous pouvons prédire la valeur de la pression en fonction de la valeur de la tension aux bornes du générateur.
Quelle que soit la valeur de la tension du générateur, le rapport de la tension aux bornes du capteur sur la tension du générateur donnera toujours la même pression.
Pour suivre l'évolution de l'altitude en fonction de la pression lors du voyage du ballon, il est nécessaire de réaliser un tableau complémentaire. Celui-ci doit donner pour une valeur de tension,par pas de 0,1V, la valeur de la pression et de l'altitude correspondante.
Tableau préparatif pour suivre les valeurs de l'humidité au cours du vol
