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Auteur(s)
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André LECONTE : Ancien Directeur des Études à la Société Chauvin-Arnoux
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le chapitre Mesures en électrotechnique fait l’objet de trois fascicules :
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D 1 500 Caractérisation
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D 1 501 Dispositifs
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D 1 502 Mise en œuvre
et les sujets traités ne sont pas indépendants les uns des autres. Le lecteur devra assez souvent se reporter aux autres fascicules. Les renvois seront notés, au cours du texte, par le numéro du fascicule suivi du numéro de paragraphe ou du numéro de figure.
Notons que, dans ce chapitre, certains appareils ne sont pas décrits. Ils font l’objet de chapitres spécifiques dans le présent traité. Le lecteur peut s’y reporter. Il peut également, pour plus de détails, consulter les chapitres de la rubrique Grandeurs électriques du traité Mesures et contrôle.
L’électrotechnique s’intéresse aux applications de l’électricité. Son domaine est traditionnellement celui des « courants forts », par opposition aux courants faibles qui sont le lot des techniques de la transmission et du traitement de l’information dominées par l’électronique. Bien que cette distinction subsiste au niveau de l’objet des mesures, elle est périmée pour ce qui est des moyens mis en jeu pour les effectuer qui font de plus en plus appel à l’électronique analogique et numérique.
Les mesures, objets de ce chapitre, concernent d’abord les grandeurs définissant les caractéristiques de l’énergie électrique (tensions, courants, puissances) et ses paramètres annexes (fréquence, déphasage, facteur de puissance). Elles concernent aussi les grandeurs passives des matériaux entrant dans la construction électrique (résistance, qualités magnétiques, etc.).
Sont exclues les mesures relatives aux transmissions des signaux électriques à grande distance soit par des moyens matériels (câbles, fibres optiques, etc.), soit par des ondes radioélectriques (faisceaux hertziens, satellites, etc.), ainsi que les mesures de grandeurs physiques telles que la température, l’humidité, l’éclairement à partir de capteurs fournissant des signaux électriques représentatifs de ces grandeurs, bien que soient évoqués les moyens permettant la mesure des faibles courants et des faibles tensions issus généralement de ces capteurs.
Enfin, sont également exclus les procédés de mesure de très grande précision mis en œuvre dans les laboratoires de métrologie.
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Caractérisation des signaux périodiques
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1. Appréciation de la valeur des informations fournies par un appareil de mesure
1.1 Adéquation du procédé de mesure aux caractéristiques de la grandeur à mesurer
Le signal à mesurer est rarement simple comme, par exemple, une tension rigoureusement continue et parfaitement stable.
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S’il varie périodiquement, l’appareil de mesure doit être choisi de façon à fournir la valeur désirée, par exemple la valeur moyenne, la valeur efficace, la valeur crête…
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Si le signal présente des pics répétitifs d’amplitude notable, il faut s’assurer qu’ils ne sont pas écrêtés par le dispositif de mesure.
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Certaines grandeurs électriques doivent être mesurées dans les conditions où il est prévu de les exploiter : par exemple, la capacité de certains condensateurs est largement tributaire de la fréquence de la tension qu’on leur applique ou de l’amplitude de cette tension ; la valeur d’une résistance peut aussi être fonction de la tension qu’on lui applique, du temps d’application, de la température, etc.
La discrétion d’un appareil de mesure est son aptitude à ne pas modifier la grandeur à mesurer.
Interviennent notamment dans cette qualité la résistance interne et la capacité d’entrée d’un voltmètre, la faible chute de tension aux bornes d’un ampèremètre, etc.
On peut ainsi être amené à choisir un appareil d’une moindre précision intrinsèque mais d’une plus grande discrétion pour optimiser la précision d’une mesure.
1.2 Précision escomptable d’une mesure
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Composantes d’une erreur
Indépendamment des erreurs de principe éventuelles évoquées paragraphe 1.1, l’incertitude d’une mesure comporte une composante aléatoire (ou erreur aléatoire) et une composante systématique (ou erreur systématique).
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L’ erreur aléatoire peut théoriquement être éliminée...
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