Instruments de mesure électrique | Types Précision Résolution Vitesse

Il existe fondamentalement trois types d'instruments de mesure et ils sont

1. Instruments de mesure électrique

2. Instruments de mesure mécanique.

3. Instruments de mesure électronique.

Nous nous intéressons ici aux instruments de mesure électrique, donc nous en discuterons en détail. Les instruments électriques mesurent diverses grandeurs électriques comme le facteur de puissance, la puissance, la tension et le courant, etc. Tous les instruments électriques analogiques utilisent un système mécanique pour la mesure des différentes grandeurs électriques, mais comme nous le savons, tous les systèmes mécaniques ont une certaine inertie, donc les instruments électriques ont une réponse temporelle limitée.

Il existe diverses façons de classer les instruments. Sur une grande échelle, nous pouvons les catégoriser comme suit :

Instruments de mesure absolus

Ces instruments donnent un résultat en termes de constante physique de l'instrument. Par exemple, la balance de courant de Rayleigh et le galvanomètre tangentiel sont des instruments absolus.

Instruments de mesure secondaires

Ces instruments sont construits avec l'aide d'instruments absolus. Les instruments secondaires sont étalonnés par comparaison avec des instruments absolus. Ces instruments sont plus fréquemment utilisés pour la mesure des quantités par rapport aux instruments absolus, car travailler avec des instruments absolus est chronophage.

Une autre façon de classer les instruments de mesure électrique dépend de la manière dont ils produisent le résultat des mesures. Sur cette base, ils peuvent être de deux types :

Instruments à déviation

Dans ces types d'instruments, le pointeur de l'instrument de mesure électrique se dévie pour mesurer la quantité. La valeur de la quantité peut être mesurée en mesurant la déviation nette du pointeur par rapport à sa position initiale. Pour comprendre ces types d'instruments, prenons l'exemple d'un ammétrode à bobine mobile permanente à aimants, qui est montré ci-dessous :

Le diagramme ci-dessus montre deux aimants permanents appelés la partie stationnaire de l'instrument, et la partie mobile qui se trouve entre les deux aimants permanents et qui comprend le pointeur. La déviation de la bobine mobile est directement proportionnelle au courant. Ainsi, le couple est proportionnel au courant, ce qui est donné par l'expression Td = K.I, où Td est le couple de déviation.

K est une constante de proportionnalité qui dépend de l'intensité du champ magnétique et du nombre de spires dans la bobine. Le pointeur se dévie entre les deux forces opposées produites par le ressort et les aimants. Et la direction résultante du pointeur est dans la direction de la force résultante. La valeur du courant est mesurée par l'angle de déviation θ, et la valeur de K.

Instruments de type nul

Contrairement aux instruments de type déviation, les instruments de mesure électrique de type nul ou zéro tendent à maintenir la position du pointeur stationnaire. Ils maintiennent la position du pointeur stationnaire en produisant un effet opposé. Ainsi, pour le fonctionnement des instruments de type nul, les étapes suivantes sont nécessaires :

1. La valeur de l'effet opposé doit être connue afin de calculer la valeur de la grandeur inconnue.

2. Le détecteur indique précisément l'état d'équilibre et de déséquilibre.

Le détecteur doit également avoir un moyen de force de rétablissement.
Voyons les avantages et inconvénients des instruments de type déviation et nul :

1. Les instruments de type déviation sont moins précis que les instruments de type nul. C'est parce que, dans les instruments de type nul, l'effet opposé est calibré avec un degré élevé de précision, tandis que le calibrage des instruments de type déviation dépend de la valeur de la constante de l'instrument, donc généralement ne possède pas un degré élevé de précision.

2. Les instruments de type nul sont plus sensibles que les instruments de type déviation.

3. Les instruments de type déviation sont plus adaptés aux conditions dynamiques que les instruments de type nul, car les réponses intrinsèques des instruments de type nul sont plus lentes que celles des instruments de type déviation.

Voici les trois fonctions importantes des instruments de mesure électrique.

Fonction d'indication

Ces instruments fournissent des informations sur la grandeur variable sous mesure, et la plupart du temps, ces informations sont fournies par la déviation du pointeur. Ce type de fonction est connu sous le nom de fonction d'indication des instruments.

Fonction d'enregistrement

Ces instruments utilisent généralement du papier pour enregistrer la sortie. Ce type de fonction est connu sous le nom de fonction d'enregistrement des instruments.

Fonction de contrôle

Cette fonction est largement utilisée dans le monde industriel. Dans ce domaine, ces instruments contrôlent les processus.
Il existe deux caractéristiques des instruments de mesure électrique et des systèmes de mesure. Elles sont décrites ci-dessous :

Caractéristiques statiques

Dans ce type de caractéristiques, la mesure des grandeurs est soit constante, soit varie lentement avec le temps. Quelques principales caractéristiques statiques sont énumérées ci-dessous :

1. Précision:
   C'est une qualité souhaitable dans la mesure. Elle est définie comme le degré de proximité avec lequel la lecture de l'instrument s'approche de la vraie valeur de la grandeur mesurée. La précision peut être exprimée de trois manières

   
   

1. Précision ponctuelle

2. Précision en pourcentage de la plage de mesure

3. Précision en pourcentage de la valeur vraie.

2. Sensibilité:
   C'est également une qualité souhaitable dans la mesure. Elle est définie comme le rapport de la magnitude de la réponse du signal de sortie à la magnitude de la réponse du signal d'entrée.

3. Reproductibilité:
   C'est encore une qualité souhaitable. Elle est définie comme le degré de proximité avec lequel une grandeur donnée peut être mesurée de manière répétée. Une valeur élevée de reproductibilité signifie une faible valeur de dérive. Il existe trois types de dérive

   
   

1. Dérive à zéro

2. Dérive de portée

3. Dérive zonale

Caractéristiques dynamiques

Ces caractéristiques sont liées aux grandeurs qui changent rapidement, donc pour comprendre ces types de caractéristiques, nous devons étudier les relations dynamiques entre l'entrée et la sortie.

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