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Lang TRAN ‐TIEN : Professeur à l’École Supérieure d’Électricité
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La phase fait l’objet de la mise en œuvre de nombreuses méthodes de mesure, qui sont exploitées dans des domaines très diversifiés.
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Dans le cadre des courants forts, citons l’importance du facteur de puissance pour la définition qualitative d’une installation électrique, la nécessité d’un contrôle de phase lors du couplage de deux réseaux, l’intérêt de la mesure de l’angle interne des machines synchrones en régime perturbé et de l’enregistrement de la différence de phase transitoire entre tensions et courants d’un moteur asynchrone lors de démarrages, etc.
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En technique de courants faibles, la phase est un paramètre aussi fondamental que l’amplitude, et peut devenir parfois un point crucial : il faut la surveiller, conditionner, avancer ou retarder avec soin et précaution ; citons le rôle de la phase dans les systèmes d’asservissement, les chaînes d’acquisition et de transmission de données, les lignes téléphoniques, la télévision, la technique du radar, les télécommunications spatiales, etc.
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Il ne faut pas limiter la mesure de phase au seul phénomène électrique : à l’aide de capteurs, on transforme les grandeurs physiques en tensions électriques ; on étudie ainsi les phénomènes de propagation fluidique ou de vibrations mécaniques ; c’est, par exemple, en mesurant le module et la phase d’une impédance mécanique en différents points d’une structure que l’on comprend la tenue de la structure aux vibrations, en vue de localiser les points et lignes nodaux dans les constructions mécaniques continues, ou de déterminer les fréquences de résonance, le module d’élasticité et le facteur de perte, ou encore de minimiser la transmission de vibrations . Ce sont là certains problèmes posés par la construction des machines modernes de haute qualité.
Du courant fort au courant faible, de toutes natures et de toutes fréquences, de nombreux principes de mesure de différence de phase ont été proposés et font appel à des montages très variés, chacun répondant souvent à des contraintes particulières et donnant des mesures ayant des significations bien définies.
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- Version archivée 1 de janv. 1979 par TRAN-TIEN LANG
- Version courante de juin 2014 par André POLETAEFF
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9. Phasemètres numériques
9.1 Principe de fonctionnement
On a noté l’existence dans le commerce de phasemètres, dits numériques 8.2, dont les performances en régime permanent sont bonnes, mais qui s’avèrent inadéquats dans certaines applications nécessitant des mesures rapides, en particulier en régime transitoire. Ce sont, en fait, des appareils analogiques qui ne sont numériques qu’au niveau de l’affichage ; on conçoit aisément qu’il faille plusieurs périodes pour accéder à une mesure précise, car ils doivent intégrer une tension continue pendant la durée du déphasage, puis moyenner cette intégrale sur la durée de la période du signal. Le principe du phasemètre numérique est fondé sur le comptage d’impulsions (figure 39).
On mesure l’écart temporel θ de deux passages à zéro successifs des demi‐ondes ascendantes des tensions e 1 et e 2 . Dans la figure 39, on suppose e 1 en avance sur e 2 . Le détecteur de zéro génère une impulsion à chaque passage à zéro dans le sens croissant. L’impulsion de la première détection de passage à zéro du signal e 1 est destinée à débloquer une porte qui livre passage aux impulsions d’horloge ; l’impulsion détectée sur le signal e 2 referme cette porte. Durant l’ouverture θ de la porte, le compteur enregistre le nombre N d’impulsions de l’horloge séparées par la durée T = 1/F . On a :
Si ω = 2 πf est la pulsation de mesure, la différence de phase ϕ sera égale à :
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - HANSON (R.C) - Narrowband noise immunity in a broadband gain phase meter - (Immunité au bruit à bande étroite dans un phasemètre à large bande). Hewlett‐Packard J., 23, no 9, p. 17-20, mai 1972.
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(2) - DART (R.) - Impédance mécanique et applications à l’étude dynamique des structures. - Spectral Dynamics.
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(3) - AZENCOT (J.), PROST (R.) - Phasemètre large bande à détection synchrone utilisant une ligne à retard comme étalon de temps. - Onde Électrique (F), 55, no 6, p. 341-6 (1975).
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(4) - HILLS (M.T.) - Measurement of small phase changes with the aid of an oscilloscope with a differential imput (Mesure de faible variation de phase à l’aide d’un oscilloscope à entrée différentielle). - Electronics Letters (GB), p. 267, juin 1967.
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(5) - HAUG (A) - Phase measurement. Digital methods (Mesure de phase. Méthodes digitales). - Elektrotech. Z. (ETZ‐B) (D), 25, no 11, 5 juin 1973.
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