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1 - RAPPELS

  • 1.1 - Généralités sur les méthodes de mesure
  • 1.2 - Remarque importante sur la condition d’équilibre d’un pont en régime alternatif
  • 1.3 - Caractéristiques d’un pont de mesure

2 - PONTS DE TYPE WHEATSTONE

3 - PRINCIPE DES PONTS À TRANSFORMATEURS

4 - DÉTECTEURS DE ZÉRO

5 - PONTS COAXIAUX

6 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : R965 v2

Conclusion
Méthodes de zéro en courant alternatif

Auteur(s) : André POLETAEFF

Date de publication : 10 déc. 2013

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Auteur(s)

  • André POLETAEFF : Ingénieur diplômé du Conservatoire national des arts et métiers (CNAM) - Ingénieur chargé d’études et de recherches en métrologie basses fréquences au Laboratoire national de métrologie et d’essais (LNE)

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INTRODUCTION

Les méthodes de zéro sont couramment utilisées en métrologie. Elles permettent de comparer soit directement, soit par l’intermédiaire d’un pont de mesure, la grandeur à mesurer à un étalon. Le choix de l’une ou de l’autre de ces méthodes repose sur la nature de cette grandeur, les étalons disponibles et dépend également de la fréquence à laquelle on désire effectuer la mesure ainsi que de l’incertitude souhaitée. Dans cet article, nous considérons uniquement les mesures d’impédance.

Les ponts les plus couramment rencontrés et aussi les plus simples sont les ponts de type Wheatstone. Une place importante leur est donc consacrée (§ 2). Les différentes configurations dans lesquelles ils peuvent être utilisés y sont décrites, avec pour chacune d’elles le type d’impédance pour lequel elle est le mieux adaptée. Les ponts à transformateurs sont aussi largement utilisés du fait, d’une part, de leur bonne précision et de l’influence relativement faible des conditions environnementales sur leurs performances et, d’autre part, de leur coût relativement bas. Le principe de ces ponts est également présenté (§ 3).

La réalisation de l’équilibre constituant un point clef dans toutes les méthodes de zéro, le choix du « détecteur de zéro » qui permet de réaliser cet équilibre peut devenir crucial. La technique la plus performante pour extraire un signal alternatif de faible amplitude d’un bruit pouvant être nettement prépondérant, dite « technique de détection synchrone », est décrite en détail et les deux grandes familles de détecteurs synchrones modernes actuellement disponibles sur le marché sont présentées (§ 4). Des considérations d’ordres technique de même qu’économique sont évoquées.

Enfin, lorsque des incertitudes très petites sont recherchées ou lorsqu’on désire effectuer des mesures à des fréquences élevées, l’adoption d’un montage en structure coaxiale peut s’avérer incontournable. Les principes de base régissant la mise en œuvre de ponts coaxiaux, la description des éléments spécifiques qui les constituent ainsi que deux exemples de réalisation complètent cette présentation (§ 5).

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-r965


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6. Conclusion

Les ponts de type Wheatstone sont largement utilisés pour la comparaison d’impédances en métrologie comme dans le cadre d’applications industrielles. La mise en œuvre de ponts réels nécessite cependant le recours à certains artifices permettant de rendre leur comportement conforme aux modèles théoriques. Les ponts à transformateurs sont aussi fréquemment rencontrés, les transformateurs de qualité constituant des outils précis et relativement peu onéreux. La recherche de très petites incertitudes ou le besoin de monter en fréquence peut conduire à utiliser des ponts à structure coaxiale impliquant une meilleure définition de la notion d’impédance et le respect de conditions de mesure bien précises. Quel que soit le type de pont choisi, la finesse avec laquelle l’équilibre peut être atteint constitue un point crucial. Les détecteurs synchrones sont les outils les mieux adaptés pour réaliser cet équilibre avec finesse. La fréquence à laquelle on désire opérer, la sensibilité requise ainsi que le prix sont les principaux critères sur lesquels se fonde le choix de l’appareil.

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - NEY (G) -   Mesures électriques et électroniques  -  Cours de l’école supérieure d’Electricité.

  • (2) - HAGUE (B.) -   Alternating current bridge methods  -  Pitman (1971).

  • (3) - Kibble (B.P.), Rayner (G.H.) -   Coaxial AC Bridges  -  Ed. A. E. Bailey. Cet ouvrage, maintenant épuisé, peut être obtenu sous forme de copie auprès du NPL (1984).

  • (4) - BHAGYAJYOTI, IMMANUEL (J.), SUDHEER (L.S.), BHASKAR (P.), ARVATHI (C.S.) -   Review on Lock-in Amplifier  -  International Journal of Science, Engineering and Technology Research (IJSETR), Volume 1, Issue 5 (November 2012).

  • (5) -   *  -  Technical Note TN 1000, What is a Lock-in Amplifier ? Perkin Elmer Instruments, USA.

  • (6) -   *  -  Technical Note TN 1001, Specifying Lock-in Amplifiers. Perkin Elmer Instruments,...

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