Appareils de mesure

Les divers types d'appareils de mesure

  Appareils analogiques

Un appareil analogique fait correspondre à la grandeur que l'on veut mesurer une grandeur analogue.
Le plus souvent il s'agit de l'angle de rotation d'une aiguille.
Par exemple, lorsque la grande aiguille de votre montre a tourné d'un angle de 90°, vous savez
que 15 minutes sont passées. Les appareils de mesure analogiques sont fabriqués en général à partir
d'un galvanomètre à cadre mobile. Ce sont des appareils fragiles.

  Appareils numériques:
On utilise de plus en plus des appareils à affichage numérique. (Ne pas confondre avec 
'affichage digital, plus souvent utilisé par les sourds-muets que par les physiciens.)
Un affichage 2000 points, peut afficher les nombres de 0 à 1999 ainsi qu'une virgule flottante.
Les appareils numériques ne contiennent pas de pièces mécaniques en mouvement, mais seulement
des composants électroniques. Ils sont beaucoup plus robustes que les appareils analogiques.
Remarque: l'affichage digital craint le froid et risque les engelures au-dessous de -5°C

   

  Affichage analogique         Affichage numérique: (4,45)   Affichage digital: (3)

  La numérisation d'un signal analogique

La grandeur à mesurer (intensité, tension) peut prendre une infinité de valeurs.
L'aiguille de l'appareil de mesure peut prendre une infinité de positions correspondant à ces valeurs.
Un appareil numérique ne peut afficher qu'un nombre limité de valeurs (exemple: 2000 points pour les
multimètres ordinaires).

Le signal analogique doit être converti en signal numérique qui est ensuite appliqué sur l'afficheur.

Numérisation sur un bit (2 valeurs).

Le bit est l'unité d'information: il ne peut prendre que deux valeurs 0 et 1

Prenons une grandeur analogique qui peut prendre une infinité de valeurs entre 0 et 20: La conversion en numérique sur 1 bit donnera la valeur 0 si la grandeur est inférieure à 10 et 1 si elle est supérieure à 10.

Numérisation sur 2 bits (4 valeurs)

grandeur analogique	décimal	2ème bit ( fort)	1er bit ( faible)
de 0 à 5	0	0	0
de 5 à 10	1	0	1
de 10 à 15	2	1	0
de 15 à 20	3	1	1

En bleu: grandeur analogique.   En rouge: grandeur numérique
On améliore la résolution de l'appareil en augmentant le nombre de bits servant
au codage (échantillonnage)

Nombre de bits	8	10	16	20	24	32
Nombre de valeurs	256	1024	65536	1048576	16777216	4294967296

La valeur numérique trouvée est envoyée sur l'afficheur après un petit calcul:
Exemple: Numérisation sur 10 bits d'une tension pouvant varier de 0 à 20 V.
La valeur numérique trouvée est 256 (en décimal, soit 0010000000 en binaire).
La valeur correspondant à 1024 est 20 V
La valeur correspondant à 256 est donc (256 x 20V) / 1024 = 5 V. L'appareil affichera 5