Appareils de mesure
Les divers types d'appareils de mesure
Appareils analogiques
Un appareil analogique fait correspondre à la grandeur
que l'on veut mesurer une grandeur analogue. Le plus souvent il s'agit de
l'angle de rotation d'une aiguille.
Par exemple, lorsque la grande aiguille de votre montre a tourné d'un angle
de 90°, vous savez que 15 minutes sont passées.
Les appareils de mesure analogiques sont fabriqués en
général à partir d'un galvanomètre
à cadre mobile. Ce sont des appareils fragiles.
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Appareils numériques:
On utilise de plus en plus des appareils à affichage
numérique. (Ne pas confondre avec l'affichage digital, plus souvent utilisé
par les sourds-muets que par les physiciens.)
Un affichage 2000 points, peut afficher les nombres de
0 à 1999 ainsi qu'une virgule flottante.
Les appareils numériques ne contiennent pas de pièces
mécaniques en mouvement, mais seulement des composants électroniques. Ils sont
beaucoup plus robustes que les appareils analogiques.
Remarque: l'affichage digital craint le
froid et risque les engelures au-dessous de -5°C
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Affichage analogique |
Affichage numérique: (4,45) |
Affichage digital: (3) |
La numérisation d'un signal analogique
La grandeur à mesurer (intensité, tension) peut
prendre une infinité de valeurs.
L'aiguille de l'appareil de mesure peut prendre une infinité de positions correspondant à ces
valeurs.
Un appareil numérique ne peut afficher qu'un nombre
limité de valeurs (exemple: 2000 points pour les multimètres ordinaires).
Le signal analogique doit être converti en signal numérique qui est ensuite
appliqué sur l'afficheur.
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Numérisation sur un bit (2 valeurs). Le bit est l'unité d'information: il ne peut prendre que deux valeurs 0
et 1 |
Prenons une grandeur analogique qui peut prendre une infinité de valeurs
entre 0 et 20: La conversion en numérique sur 1 bit donnera la valeur 0 si la
grandeur est inférieure à 10 et 1 si elle est supérieure à 10. |
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Numérisation sur 2 bits (4 valeurs)
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On améliore la résolution de l'appareil en augmentant le nombre de bits
servant au codage (échantillonnage) |
En bleu: grandeur analogique. En rouge: grandeur numérique |
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Nombre de bits |
8 |
10 |
16 |
20 |
24 |
32 |
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Nombre de valeurs |
256 |
1024 |
65536 |
1048576 |
16777216 |
4294967296 |
La valeur numérique trouvée est envoyée sur
l'afficheur après un petit calcul:
Exemple: Numérisation sur 10 bits d'une tension pouvant
varier de 0 à 20 V.
La valeur numérique trouvée est 256 (en décimal, soit 0010000000
en binaire).
La valeur correspondant à 1024 est 20 V
La valeur correspondant à 256 est donc (256 x 20V) / 1024 = 5 V. L'appareil affichera 5