Présentation
Auteur(s)
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Jean-Claude COURTIER : Ingénieur de l’École supérieure de physique et chimie industrielles - ancien Chargé de mission, Direction générale AFNOR
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Pierre GIACOMO : Directeur honoraire du Bureau international des poids et mesures (BIPM)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Vouloir établir une terminologie relative à la mesure et au contrôle paraît une tâche aisée au premier abord. Il existe d’excellents traités sur l’instrumentation et sur les méthodes de mesure. Cependant, dès que l’on approfondit un peu le sujet, on se heurte très vite à des notions premières appelées phénomènes, propriétés, grandeurs, mesures, qui amènent à se poser des questions fondamentales sur l’image que se fait l’homme de l’univers qui l’entoure. Si l’on n’y prend garde, on dérive rapidement vers la métaphysique en se posant le problème de l’existence du réel et de la conception de l’Univers. Les fondements mêmes de la physique sont en cause, et l’on s’aperçoit que vouloir bâtir un système de grandeurs est une opération aussi compliquée que de vouloir faire une théorie générale de l’univers physique [1].
La métrologie se veut être la science de la mesure, et particulièrement de l’exactitude ; or établir une terminologie non contradictoire et non ambiguë en ce domaine est finalement une entreprise redoutable. Aussi nous limiterons-nous, dans ce vocabulaire, à présenter les notions qui sont le plus couramment admises et normalisées.
Les notions présentées ci-après résultent, pour une large part, des travaux internationaux effectués dans un groupe de travail concernant le vocabulaire de la métrologie, commun à quatre organisations [Bureau international des poids et mesures (BIPM), Organisation internationale de métrologie légale (OIML), Organisation internationale de normalisation (ISO), Commission électrotechnique internationale (CEI)] et présidé par le directeur du BIPM.
Le travail de ce groupe a abouti en mai 1984 à la publication par l’ISO du Vocabulaire international des termes fondamentaux et généraux de métrologie, communément appelé, en abrégé, VIM. Ce vocabulaire a été révisé au début des années 1990 en y associant trois autres organisations : la Fédération internationale de chimie clinique (FICC), l’Union internationale de chimie pure et appliquée (UICPA) et l’Union internationale de physique pure et appliquée (UIPPA). Le VIM révisé est paru en 1993.
Les discussions, parfois très animées, ont abouti à des choix ou à des positions qui ne représentent pas forcément l’opinion des auteurs de ces lignes, bien qu’ils y aient participé activement, parfois avec passion. C’est cependant l’expression du travail du groupe qui est présentée, parce qu’elle reflète un consensus et il vaut encore mieux un langage adopté internationalement, même s’il ne paraît pas satisfaire pleinement toutes les idées personnelles que l’on peut avoir sur le sujet, plutôt que de céder à la facilité en inventant et en pratiquant ses propres variantes avec le risque de ne pas être compris ou, ce qui est pire, d’être compris de travers.
Le présent texte doit également beaucoup au travail sur les incertitudes de mesure effectué par un groupe composé d’experts des sept mêmes organisations précédemment citées. Comme le VIM, le Guide pour l’expression de l’incertitude de mesure [7] a été publié en 1993 par l’ISO au nom des sept organisations. La version française a été établie par le premier auteur du présent article.
Les termes définis dans cet article sont regroupés par ordre alphabétique, avec leur traduction en anglais, dans le paragraphe 7 « Index ».
VERSIONS
- Version archivée 2 de oct. 1988 par Jean-Claude COURTIER
- Version courante de oct. 1994 par Jean-Claude COURTIER
DOI (Digital Object Identifier)
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5. Caractéristiques et performances des instruments de mesure
Dans ce paragraphe, le terme « instrument de mesure » est employé pour couvrir les notions d’appareil de mesure, de mesure matérialisée et, plus généralement, de système de mesure.
5.1 Caractéristiques relatives au domaine de mesure
Un instrument de mesure est utilisable sur une certaine plage de variation de la grandeur à mesurer. On définit le calibre d’un instrument comme l’ensemble des valeurs de la grandeur mesurée pour lesquelles l’instrument de mesure présente une valeur à l’intérieur de son étendue d’échelle. Le calibre s’exprime en unités de la grandeur à mesurer, indépendamment de l’unité utilisée pour graduer l’échelle. Lorsqu’un instrument possède plusieurs échelles sur son cadran (par exemple un multimètre pour mesures électriques), il comporte plusieurs calibres.
Le calibre d’un thermomètre s’exprimera, par exemple, sous la forme –10 oC à +110 oC (l’étendue d’échelle est alors de 120 oC). On a l’habitude de ne pas spécifier la limite inférieure lorsqu’elle est zéro. Par exemple, pour un voltmètre, un calibre de 0 V à 150 V est appelé calibre de 150 V.
Le coefficient par lequel l’indication directe de l’instrument doit être multipliée pour obtenir la valeur du mesurande s’appelle constante de l’instrument. Les instruments à calibres multiples ont, en conséquence, plusieurs constantes.
Deux notions découlent de celle de calibre. L’intervalle de mesure est le module de la différence entre les deux limites qui définissent le calibre. Le thermomètre cité précédemment en exemple a un intervalle de mesure de 120 oC. L’étendue de mesure spécifiée est définie comme l’ensemble des valeurs de la grandeur à mesurer pour lesquelles l’instrument de mesure présente des résultats à l’intérieur des limites d’erreur spécifiées.
C’est ainsi qu’une balance classique du commerce peut, par exemple, présenter un calibre de 1 kg et une étendue de mesure spécifiée de 50 g à 1 kg. Pour la balance, on parle de portée minimale et de portée maximale pour...
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