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RÉSUMÉ
Cet article expose les règles de connexions des générateurs et des mesureurs, afin d'éviter les perturbations pouvant affecter l'exactitude des mesurages. Il s’attarde sur les problèmes de tension de mode série, de tension de mode commun, d’influence de la tension d’alimentation, d’influence des câbles de liaison, d’appareils avec borne à la masse, d’appareils à entrée ou sortie flottante, ou encore d’appareils munis d’une garde. Au final, des exemples d’erreurs communément commises et des retours d’expérience viennent clôturer cet article.
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Radomir SOUCEK : Ingénieur CNAM en électronique et docteur ès sciences en métrologie et systèmes physiques, - Consultant, ancien directeur qualité et responsable des laboratoires de métrologie accrédités.
INTRODUCTION
Cet article s'appuie largement sur la publication traitant le sujet des perturbations affectant les mesures, parue dans les Techniques de l'Ingénieur en 1979 [R 1 065], qui présente tous les aspects de la problématique.
Ceci étant dit, il faut spécifier que des compléments concernant l'application des règles à l'usage des multimètres et des générateurs ont également été publiés .
Or la technologie a évolué, et de nos jours les laboratoires de métrologie utilisent en basse fréquence essentiellement des générateurs, des multimètres ou des appareils à lecture directe. L'usage des ponts de mesure assemblés par le métrologue a quasiment disparu.
De nombreux retours d'expériences ont montré que, dans une proportion non négligeable, les précautions nécessaires pour éviter la perturbation des mesures ne sont pas prises. Cet article a pour objet de sensibiliser les métrologues à cette problématique afin de réduire l'influence des perturbations.
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3. Influence de la tension d'alimentation
Le circuit d'alimentation peut produire plusieurs effets sur des signaux générés ou mesurés. Les sources d'alimentation les plus courantes sont le réseau électrique à la fréquence de 50 Hz et les piles ou les batteries. Les appareils alimentés par pile, lorsqu'ils ne disposent pas de transformation de tension par découpage, sont de loin ceux qu'il faut préférer dans le cas où un doute sur un effet possible d'alimentation par le réseau doit être levé. Malheureusement ces appareils ne disposent pas souvent de la puissance et de l'autonomie suffisantes. Il est de pratique courante, pour les appareils disposant d'une alimentation mixte, d'effectuer un essai préliminaire sur batterie puis de connecter le réseau d'alimentation en vérifiant que le résultat reste inchangé.
Les appareils alimentés par le réseau 50 Hz produisent des tensions de mode commun et de mode série. Ces tensions peuvent comporter des composantes continues, alternatives et impulsionnelles de spectres plus ou moins larges. L'utilisateur doit s'assurer que les effets de ces signaux sont négligeables par rapport au résultat escompté. Nous verrons plus loin dans cet article que les effets de la tension de mode commun peuvent être sinon éliminés, du moins affaiblis, par l'utilisation convenable de la garde.
Les effets de la tension de mode série peuvent être diminués par un filtrage adéquat, souvent incorporé dans les récepteurs. La mesure des tensions aux fréquences du signal fonctionnel proches de celle du parasite constitue souvent un véritable casse-tête, d'autant plus grand lorsque les deux fréquences sont égales. L'estimation de l'effet indésirable peut être fournie soit par des mesures aux fréquences proches en observant l'incidence du glissement de la phase, soit, si cela est impossible, en changeant la phase du circuit alimentation.
Un autre effet du circuit d'alimentation peut être produit par des couplages magnétiques ou capacitifs entre le circuit de mesure et les câbles d'alimentation. Les précautions élémentaires consistent à éloigner ces câbles et de s'assurer que le chemin d'aller et de retour du courant d'alimentation ne produit pas une boucle qui pourrait émettre un champ magnétique. Il est également recommandé de ne pas utiliser la terre ramenée par ces cordons, mais une terre unique exempte de tout signal parasite.
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - Groupe d'experts BIPM, CEI, ISO et OIML - Vocabulaire international des termes fondamentaux et généraux de métrologie - Metrology.
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(2) - SOUCEK (R.) - Phénomènes perturbateurs – FORMET 1 : Techniques d'étalonnage en courant continu et à basse fréquence - Laboratoire Central des Industries Électriques (LCIE) (1989).
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