Bibliographie & annexes
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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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Lire l’articleINTRODUCTION
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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VERSIONS
- Version archivée 1 de janv. 1979 par Jean-Marc VANZO
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Conclusion
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5. Ponts coaxiaux
Lorsque les impédances doivent être mesurées avec de très petites incertitudes ou que la fréquence de mesure devient élevée, l’adoption d’une structure coaxiale peut s’avérer nécessaire. Celle-ci s’accompagne cependant de certaines contraintes qu’il convient de prendre en compte. Nous présentons ci-après les principes essentiels et donnons quelques exemples de ponts coaxiaux.
5.1 Intérêt des ponts à structure coaxiale et contraintes engendrées
Les impédances électriques emmagasinent, puis restituent et éventuellement absorbent partiellement, l’énergie des champs électriques et magnétiques qui sont générés au voisinage des conducteurs qui les constituent lorsque ceux-ci sont soumis à des potentiels ou parcourus par des courants variables au cours du temps. Ces échanges sont ainsi intimement liés à ces potentiels et à ces courants mais dépendent aussi de la configuration spatiale de ces champs. Ils sont donc soumis dans une certaine mesure à la disposition des différentes pièces métalliques ou magnétiques pouvant se trouver à proximité ainsi qu’à celle des composants du montage de mesure.
Pour rendre le comportement des impédances le plus reproductible possible quelle que soit leur disposition, il importe de fixer la géométrie des champs électriques et magnétiques auxquels elles donnent lieu. En conférant, d’une part, une structure coaxiale à ces impédances ainsi qu’à tout élément du circuit dans lequel elles sont insérées, et en imposant d’autre part que les courants circulant dans les conducteurs central et externe (ce dernier généralement relié à la terre) soient égaux et de sens contraires (conducteur coaxial équilibré), on réalise cette exigence. En effet le conducteur externe constitue une surface équipotentielle entourant complètement tous les éléments du pont et maintenue à un potentiel fixe. Le champ électrique généré par les éléments du pont et notamment par les impédances reste alors entièrement confiné à l’intérieur de cette surface et ne dépend que de la géométrie de ces dernières. Il n’est notamment pas influencé par la façon dont sont disposés les éléments du pont pourvu que le schéma électrique soit respecté. De plus, le courant global parcourant un...
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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.
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(6) - * - Technical Note TN 1001, Specifying Lock-in Amplifiers. Perkin Elmer Instruments,...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
1.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
EGG Signal Recovery :
Zurich Instruments :
https://www.zhinst.com/europe/fr
Stanford Research Systems :
HAUT DE PAGE1.2 Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)
Comité Français d’Accréditation (COFRAC) :
Association Française de Normalisation (AFNOR) :
HAUT DE PAGE1.3 Laboratoires – Bureaux d'études – Écoles – Centres de recherche (liste non exhaustive)
Laboratoire...
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