Thèmes:
- Général
- Compteur analogique
- Multimètre digital
- La résolution
- Définir la plage de mesure
- Calculer l'erreur absolue
- Calculer l'erreur relative
- Mesurer avec le multimètre
- Mesurer avec l'oscilloscope
Général:
Beaucoup de choses se mesurent en technologie. Cette page traite des mesures liées à la technologie automobile. Dans la technologie automobile, les mesures peuvent être effectuées de différentes manières, notamment lors des processus de développement, de test, de surveillance et de dépannage. Une fois que l’on sait mesurer, il suffit de disposer de documents (organigrammes) pour déterminer où mesurer.
Les équipements de mesure (électriques) les plus couramment utilisés dans la technologie automobile sont :
- Le multimètre/compteur analogique : Il permet de mesurer la tension (U), le courant (I) et la résistance (R). Le multimètre numérique affichera la valeur sur l'écran LCD et le compteur analogique utilisera une aiguille pour indiquer la valeur mesurée sur une échelle sous-jacente.
- L'oscilloscope : L'oscilloscope mesure des tensions qui peuvent être enregistrées dans une chronologie. Cette chronologie peut être définie (nombre de Volts sur l'axe Y et évolution temporelle sur l'axe X).
Compteur analogique :
Le compteur analogique (compteur à bobine mobile) se compose d'un aimant permanent et d'une bobine mobile. Le courant circulant dans la bobine mobile provoque un champ magnétique. Les forces que les champs magnétiques exercent les unes sur les autres garantissent la rotation de la bobine mobile (sur laquelle est monté le pointeur). Plus le courant (et donc le champ magnétique) est important, plus le pointeur se déplacera loin.
Avantages par rapport au multimètre numérique :
- Bon marché;
- Plus précis en dessous de 10 Hz (pas au-dessus).
Inconvénients:
- Plus difficile à lire ;
- Relativement lent en raison du déplacement du pointeur.
Multimètre digital:
Le multimètre numérique remplace le compteur analogique. Les compteurs sont continuellement perfectionnés (en termes de précision, de vitesse et de fonctions). Le multimètre contient un convertisseur A/D. Le signal analogique mesuré est d'abord traité avant d'être affiché. Cette opération dépend de la fonction sélectionnée (volt, ampère, ohm, etc.). Le signal numérisé est ensuite envoyé à l'afficheur. La vitesse à laquelle cela se produit est appelée « temps de réponse », que l'on peut trouver dans les spécifications du compteur. Le temps de réponse (du convertisseur A/D) est le temps nécessaire pour enregistrer un changement dans le signal d'entrée. Plus le compteur est cher, plus ce temps de réponse sera faible.
Il existe des multimètres numériques avec un réglage de plage manuel et automatique. Ceci définit la plage de mesure. Le multimètre dans l'image ci-dessous le fait automatiquement. Le chapitre « Plage de mesure » est décrit plus loin sur cette page.
Résolution:
Le nombre de chiffres affichés par les multimètres détermine la résolution et donc la précision de lecture du compteur. La résolution n'a donc à voir qu'avec l'écran et non avec la plage de mesure. Il existe des multimètres à 3½, 3¾ et 4½ chiffres. Plus le multimètre peut afficher de chiffres, plus il est possible de nombres (donc une mesure plus précise).
3½ chiffres :
Il s'agit d'un multimètre standard, capable de mesurer avec précision un maximum de 200 V dans la plage de 0,1 V. Si une mesure est effectuée là où la tension réelle serait de 22,66 V, le compteur indiquerait 22,6 V.
3¾ chiffres :
Avec ce multimètre la résolution a augmenté d'un facteur 10 et avec la même mesure (de 22,66 V avec le multimètre à 3½ chiffres) elle indiquera effectivement 22,66 V. C'est un centième de volt de plus (et donc plus précis).
4½ chiffres :
Ce multimètre a un chiffre supplémentaire dans toutes les plages. La résolution a encore été multipliée par 10.
Définir la plage de mesure :
La plage de mesure du multimètre ci-dessous peut être réglée manuellement. Ceci est nécessaire pour obtenir le résultat le plus précis possible à chaque mesure. Lors de la mesure de la tension de la batterie, il est préférable de choisir l'option 20 DCV. La tension de la batterie sera indiquée, par exemple, par 12.41. Il est préférable de choisir une plage de mesure inférieure au résultat de mesure maximal. La tension de la batterie ne dépassera jamais 99 volts. Si une résolution plus grande était choisie (de 200 DCV), la tension de la batterie serait indiquée comme 12.4 (moins précise). Cela a à voir avec la résolution :
| Intervalle: | Résolution: |
| 200 mV | 0,1 mV |
| 2 V | 0,001V |
| 20 V | 0,01 V |
| 200 V | 0,1 V |
| 2000 V | 1 V |
Exemples de ce tableau :
- Lors de la mesure d'une tension de 100 volts dans la plage de 200 V, le compteur indiquera 100,1 V. Lorsque cette même tension est mesurée dans la plage de 2000 100 V, le compteur indique XNUMX V (moins précis).
- Lors de la mesure d'une tension de 9,188 volts dans la plage de 2 V, le compteur indiquera 9,188 V. Lorsque cette même tension est mesurée dans la plage de 200 V, le compteur indiquera 9,2 V (arrondi, donc moins précis).
La mesure la plus précise dépend donc de la plage de mesure réglée et de la résolution de l'écran. Sur les écrans à faible résolution, la tension la plus précise ne peut pas être affichée avec une plage de mesure précise.
Avec le multimètre illustré, la plage de mesure ne peut être ajustée que manuellement. Les multimètres les plus complets ont un bouton « Autorange » où le multimètre définit lui-même la meilleure plage de mesure (en fonction de sa propre résolution). Seuls les multimètres simples permettent de sélectionner uniquement le mode Volt, Ampère (etc.) et la plage de mesure est souvent de 20 V en standard (donc avec une résolution de 0,01 V).
Un autre problème est qu'il y a toujours un écart dans le compteur. L’écart est plus important lorsque la résolution est trop faible. Plus d'informations à ce sujet dans les chapitres suivants « Erreurs absolues et relatives » plus bas dans la page.
Calculer l'erreur absolue :
Chaque multimètre a une certaine précision. Cette précision se retrouve dans les spécifications (dans le manuel). Avec ces données, l'écart de la mesure peut être calculé. Deux concepts peuvent être calculés ; l’« erreur absolue » et l’« erreur relative ». L'erreur absolue est la tension en volts et l'erreur relative est calculée en pourcentage.
Exemple:
Tension (U) = 12,55 V
±(0,3% lecture + 1d)
rdg = lecture = la valeur lue sur l'écran (la valeur mesurée)
1d = 1 chiffre = la résolution (sur la gamme 20 V, 1 chiffre correspond à 0,01 V et sur la gamme 2 V à 0,001 V).
La tension réelle est de 12,55 Volts. Ceci est mesuré sur la plage 20 V.
0,3 % de la lecture correspond à 0,3 % de 12,55 V = 0,038 V.
Sur la gamme 20 V, 1d = 0,01 V.
L'erreur absolue totale est alors : la lecture + 1 chiffre = Erreur absolue. En chiffres : 0,038 + 0,01 = 0,048 V
La réponse finale avec l'erreur absolue est :
U = 12,55 ± 0,05 V.
Cela signifie que la mesure se situe entre 12,50 et 12,60 volts.
Les multimètres bon marché ont souvent un écart plus important que les multimètres plus chers, de sorte que l'erreur absolue totale est également plus grande. Cela prouve désormais que les « multimètres bon marché » ne peuvent pas effectuer de mesures précises.
Calculer l'erreur relative :
Lorsque l’erreur absolue est calculée en pourcentage de la valeur lue, on parle d’erreur relative. Cette erreur relative est généralement utilisée lors de la comparaison des compteurs.
L'erreur relative du multimètre précédent est : erreur absolue totale / (diviser par) la tension réelle x (multiplier par) 100 % = l'erreur relative.
En chiffres : U = 0,038 / 12,55 x 100 = 0,30 %.
La réponse finale avec l'erreur relative est :
U = 12,55 ± 0,3 %.
12,55 V moins les 0,3% donnent la réponse 12,50. Plus 0,3% équivaut alors à 12,60. C'est la même chose que ce qui a été calculé avec l'erreur absolue, mais exprimé en pourcentage.
Mesurer avec le multimètre :
La tension, le courant et la résistance sont tous mesurés différemment. Comment mesurer correctement avec le multimètre est expliqué avec des exemples sur la page mesurer avec le multimètre.
Mesurer avec l'oscilloscope :
Un oscilloscope (portée en abrégé) est un voltmètre graphique. La tension est affichée graphiquement en fonction du temps. La portée est également très précise. Le temps peut être réglé si petit que les signaux provenant de capteurs tels que la sonde lambda ou d'actionneurs tels qu'un injecteur peuvent être parfaitement affichés.
La manière dont les mesures sont prises avec l'oscilloscope est expliquée sur la page mesurer avec l'oscilloscope.
