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Appareils de mesure
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| divers types d'appareils | numérisation | |
| galvanomètre à cadre mobile | incertitudes | qualités d'un appareil |
| ampèremètre | voltmètre | ohmmètre |
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.
.
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.
| 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. | ||||||||||||||||||||
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 | ||||||||||||||||||||
| Nombre de bits | 8 | 10 | 16 | 20 | 24 | 32 |
| 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
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