crsa_c_metrologie.odt Marie Pierrot – Lycée du Rempart 17/11/12
Métrologie
La physique est une science expérimentale. Elle s'appuie sur des mesures qui, pour avoir un sens, nécessitent l'utilisation d'unités.
Les unités du système international.
GRANDEURS
FONDAMENTALES Nom de l'unité Symbole
Longueur le mètre m
Masse le kilogramme kg
Durée la seconde s
Intensité du courant l'ampère A
Température le kelvin K
Quantité de matière la mole mol
Intensité lumineuse la candela(*) cd
QUELQUES GRANDEURS
DERIVEES Nom de l'unité Symbole
Aire mètre carré m2
Volume mètre cube m3
Vitesse mètre par seconde m.s1
Force newton N
Fréquence hertz Hz
Charge électrique coulomb C
Tension électrique volt V
Résistance électrique ohm Ω
Conductance électrique siemens S
Capacité électrique farad F
Inductance henri H
Flux d'induction magnétique weber Wb
Champ magnétique tesla T
Puissance watt W
Énergie joule J
(*) La candela est l'intensité lumineuse, dans une direction donnée, d'une source qui émet un rayonnement monochromatique de fréquence 540x1012hertz et dont l'intensité énergétique dans cette direction est 1/683 watt par stéradian.
Multiples et sousmultiples d'unités.
Prefixe Multiplicateur Symbole Nom
Multiples yota 1024 Y Quadrillion zeta 1021 Z Trilliard
exa 1018 E Trillion
péta 1015 P Billiard tera 1012 T Billion
giga 109 G Milliard
mega 106 M Million
kilo 103 k Mille
hecto 102 h Cent
deca 101 da Dix
Sousmultiples
deci 101 d Dixième
centi 102 c Centième
milli 103 m Millième micro 106 µ Millionième nano 109 n Milliardième pico 1012 p Billionième femto 1015 f Billiardième atto 1018 a Trillionième zepto 1021 z Trilliardième yocto 1024 y Quadrillionième 1 googol = 10100
d'où le nom du célèbre moteur de recherche...
Grandeurs hors du Système International.
grandeur nom symbole Valeur en unité SI
temps minute
heure jour
min hd
1 min = 60 s
1 h = 60 min = 3600 s 1 d = 24 h =86 400 s
volume litre L (ou l)* 1 L = 1 dm3 = 103 m3
masse tonne t 1 t = 103 kg
*Rmq : Il est préférable d'utiliser le symbole "L" pour éviter la confusion avec le chiffre "1".
Bureau International des Poids et Mesures : http://www.bipm.org/fr/si/
Page 1 sur 2
crsa_c_metrologie.odt Marie Pierrot – Lycée du Rempart 17/11/12
Vocabulaire et définitions
Étendue de mesure : Valeurs extrêmes pouvant être mesurée par le capteur.
Résolution : Plus petite variation de grandeur mesurable par le capteur.
Sensibilité : Variation du signal de sortie par rapport à la variation du signal d'entrée.
Exemple : Le capteur de température LM35 a une sensibilité de 10mV / °C.
Précision : Aptitude du capteur à donner une mesure proche de la valeur vraie.
Rapidité : Temps de réaction du capteur. La rapidité est liée à la bande passante.
Le mesurage : C'est l'ensemble des opérations ayant pour but de déterminer une valeur d'une grandeur.
La mesure (x) : C'est l'évaluation d'une grandeur par comparaison avec une autre grandeur de même nature prise pour unité.
Exemple : 2 mètres, 400 grammes, 6 secondes.
La grandeur (X) : Paramètre qui doit être contrôlé lors de l'élaboration d'un produit ou de son transfert.
Exemple : pression, température, niveau.
On effectue des mesures pour connaître la valeur instantanée et l'évolution de certaines grandeurs qui renseignent sur l'état et l'évolution d'un phénomène physique, chimique, industriel.
L'incertitude (dx) :
Le résultat de la mesure x d'une grandeur X n'est pas complètement défini par un seul nombre. Il faut au moins la caractériser par un couple (x, dx) et une unité de mesure. dx est l'incertitude sur x. Les incertitudes proviennent des différentes erreurs liées à la mesure.
Ainsi, on a : xdx < X < x+dx
Exemple : 3 cm ±10%, ou 3 cm ± 3 mm.
Erreur absolue (e) : Résultat d'un mesurage moins la valeur vraie du mesurande. Une erreur absolue s'exprime dans l'unité de la mesure. e=xX Exemple : Une erreur de 10 cm sur une mesure de distance.
Erreur relative (er) : Rapport de l'erreur de mesure à une valeur vraie de mesurande. Une erreur relative s'exprime généralement en pourcentage de la grandeur mesurée. er = e/X ; er% = 100 er
Exemple : Une erreur de 10 % sur une mesure de distance (10 % de la distance réelle).
Les types d'erreurs classiques :
L'erreur de zéro (offset)
C'est une erreur qui ne dépend pas de la valeur de la grandeur mesurée Erreur de zéro = Valeur de x quand X = 0
L'erreur d'échelle (gain)
C'est une erreur qui dépend de façon linéaire de la valeur de la grandeur mesurée.
Erreur de gain (dB) = 20 log( x/ X)
L'erreur de linéarité
La caractéristique n'est pas une droite.
L'erreur due au phénomène d'hystérésis
Il y a phénomène d'hystérésis lorsque le résultat de la mesure dépend de la précédente mesure.
L'erreur de mobilité
La caractéristique est en escalier. Cette erreur est souvent due à une numérisation du signal
Page 2 sur 2
