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1 - RAPPELS

  • 1.1 - Généralités sur les méthodes de mesure
  • 1.2 - Remarque importante sur la condition d’équilibre d’un pont en régime alternatif
  • 1.3 - Caractéristiques d’un pont de mesure

2 - PONTS DE TYPE WHEATSTONE

3 - PRINCIPE DES PONTS À TRANSFORMATEURS

4 - DÉTECTEURS DE ZÉRO

5 - PONTS COAXIAUX

6 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : R965 v2

Principe des ponts à transformateurs
Méthodes de zéro en courant alternatif

Auteur(s) : André POLETAEFF

Date de publication : 10 déc. 2013

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Auteur(s)

  • André POLETAEFF : Ingénieur diplômé du Conservatoire national des arts et métiers (CNAM) - Ingénieur chargé d’études et de recherches en métrologie basses fréquences au Laboratoire national de métrologie et d’essais (LNE)

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INTRODUCTION

Les méthodes de zéro sont couramment utilisées en métrologie. Elles permettent de comparer soit directement, soit par l’intermédiaire d’un pont de mesure, la grandeur à mesurer à un étalon. Le choix de l’une ou de l’autre de ces méthodes repose sur la nature de cette grandeur, les étalons disponibles et dépend également de la fréquence à laquelle on désire effectuer la mesure ainsi que de l’incertitude souhaitée. Dans cet article, nous considérons uniquement les mesures d’impédance.

Les ponts les plus couramment rencontrés et aussi les plus simples sont les ponts de type Wheatstone. Une place importante leur est donc consacrée (§ 2). Les différentes configurations dans lesquelles ils peuvent être utilisés y sont décrites, avec pour chacune d’elles le type d’impédance pour lequel elle est le mieux adaptée. Les ponts à transformateurs sont aussi largement utilisés du fait, d’une part, de leur bonne précision et de l’influence relativement faible des conditions environnementales sur leurs performances et, d’autre part, de leur coût relativement bas. Le principe de ces ponts est également présenté (§ 3).

La réalisation de l’équilibre constituant un point clef dans toutes les méthodes de zéro, le choix du « détecteur de zéro » qui permet de réaliser cet équilibre peut devenir crucial. La technique la plus performante pour extraire un signal alternatif de faible amplitude d’un bruit pouvant être nettement prépondérant, dite « technique de détection synchrone », est décrite en détail et les deux grandes familles de détecteurs synchrones modernes actuellement disponibles sur le marché sont présentées (§ 4). Des considérations d’ordres technique de même qu’économique sont évoquées.

Enfin, lorsque des incertitudes très petites sont recherchées ou lorsqu’on désire effectuer des mesures à des fréquences élevées, l’adoption d’un montage en structure coaxiale peut s’avérer incontournable. Les principes de base régissant la mise en œuvre de ponts coaxiaux, la description des éléments spécifiques qui les constituent ainsi que deux exemples de réalisation complètent cette présentation (§ 5).

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VERSIONS

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-r965


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3. Principe des ponts à transformateurs

Les transformateurs à circuit magnétique torique constituent des éléments très précis, réalisables à des coûts relativement modestes. Pour cette raison, ils sont maintenant couramment utilisés en métrologie des tensions, courants et impédances en régime alternatif. Des informations complémentaires sur leur utilisation sont données au paragraphe 5.

3.1 Pont à transformateur de potentiel

Le schéma de principe de ce type de pont est présenté sur la figure 10. Si on suppose le transformateur idéal, le rapport des tensions V 1 et V 2 est dans le rapport des nombres de spires n 1 et n 2 des deux enroulements secondaires, soit . À l’équilibre, on a :

et

avec I 1 = I 2 (aucun courant ne circulant dans le détecteur).

On en déduit :

Les impédances ZX et Z 0 doivent donc être de même nature.

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3.2 Pont...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - NEY (G) -   Mesures électriques et électroniques  -  Cours de l’école supérieure d’Electricité.

  • (2) - HAGUE (B.) -   Alternating current bridge methods  -  Pitman (1971).

  • (3) - Kibble (B.P.), Rayner (G.H.) -   Coaxial AC Bridges  -  Ed. A. E. Bailey. Cet ouvrage, maintenant épuisé, peut être obtenu sous forme de copie auprès du NPL (1984).

  • (4) - BHAGYAJYOTI, IMMANUEL (J.), SUDHEER (L.S.), BHASKAR (P.), ARVATHI (C.S.) -   Review on Lock-in Amplifier  -  International Journal of Science, Engineering and Technology Research (IJSETR), Volume 1, Issue 5 (November 2012).

  • (5) -   *  -  Technical Note TN 1000, What is a Lock-in Amplifier ? Perkin Elmer Instruments, USA.

  • (6) -   *  -  Technical Note TN 1001, Specifying Lock-in Amplifiers. Perkin Elmer Instruments,...

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