Métrologie Flashcards
La métrologie
la science de la mesure associée à
l’évaluation de son incertitude
Une grandeur (mesurable)
attribut d’un phénomène, d’un corps
ou d’une substance, qui est susceptible d’être distinguée qualitativement et
déterminée quantitativement.
C’est aussi un Paramètre qui doit être contrôlé lors de
l’élaboration d’un produit ou de son transfert.
Les grandeurs de même nature
Les grandeurs qui peuvent être classées les unes par rapport aux autres en ordre
croissant (ou décroissant)
Ils peuvent être groupées ensemble en catégories de
grandeurs, par exemple : travail, chaleur, énergie ou épaisseur, circonférence,
longueur d’onde
L’unité de mesure
une grandeur particulière, définie et adoptée par convention, à
laquelle on compare les autres grandeurs de même nature pour les exprimer quantitativement par rapport à cette grandeur.
Les Unités du SI
Portent des noms conventionnels dont les symboles sont également
conventionnels.
Le mesurage
L’ensemble d’opérations ayant pour but de déterminer une valeur
d’une grandeur.
La mesurande
La grandeur particulière soumise à mesurage.
La mesure (x)
C’est l’évaluation d’une grandeur par comparaison avec une autre
grandeur de même nature prise pour unité.
Remarque : On ne peut pas mesurer des grammes avec des mètres, ce n’est pas
Homogène.
L’incertitude (dx)
un couple (x, dx) et une unité de mesure. dx est l’incertitude sur x.
Ainsi, on a : x-dx < X < x+dx
Exemple : 3 cm ±10%, ou 5 m ± 1 cm.
Erreur absolue (e)
Résultat d’un mesurage moins valeur vraie du mesurande. Une erreur absolue s’exprime
dans l’unité de la mesure.
e = x - X
Exemple : Une erreur de 10 cm sur une mesure de distance.
Erreur relative
Rapport de l’erreur de mesure à une valeur vraie de mesurande. Une erreur relative
s’exprime généralement en pourcentage de la grandeur mesurée.
e r = e/X
er% = 100 er
Exemple : Une erreur de 10 % sur une mesure de distance (10 % de la distance réelle)
Un étalon
mesure matérialisée, appareil de mesure, matériau de
référence destiné à définir, réaliser, conserver ou reproduire une unité ou une ou
plusieurs valeurs d’une grandeur pour servir de référence.
La Candela Cd
Intensité lumineuse
Étalon primaire
Étalon qui est désigné ou largement reconnu comme présentant les plus hautes qualités
métrologiques et dont la valeur est établie sans se référer à d’autres étalons de la même
grandeur.
Étalon de référence
Étalon, en général de la plus haute qualité métrologique disponible en un lieu donné ou
dans une organisation donnée, dont dérivent les mesurages qui y sont faits.
Étalon de transfert
Étalon utilisé comme intermédiaire pour comparer entre eux des étalons.
Note :Le terme dispositif de transfert doit être utilisé lorsque l’intermédiaire n’est pas un
étalon.
Étalon de travail
Étalon qui est utilisé couramment pour étalonner ou contrôler des mesures
matérialisées, des appareils de mesure ou des matériaux de référence.
L’étalonnage
l’ensemble des opérations établissant dans des conditions
spécifiées, la relation entre les valeurs de la grandeur indiquées par un appareil de
mesure ou un système de mesure, ou les valeurs représentées par une mesure
matérialisée ou par un matériau de référence et les valeurs correspondantes de la
grandeur réalisées par des étalons.
Matériau de référence
Matériau ou substance dont une (ou plusieurs) valeur(s) de
la (des) propriété(s) est (sont) suffisamment homogène(s) et bien définie(s) pour
permettre de l’utiliser pour l’étalonnage d’un appareil, l’évaluation d’une méthode de
mesurage ou l’attribution de valeurs aux matériaux.
Matériau de référence certifié
Matériau de référence, accompagné d’un certificat,
dont une (ou plusieurs) valeur(s) de la (des) propriété(s) est (sont) certifiée(s) par
une procédure qui établit son raccordement à une réalisation exacte de l’unité dans
laquelle les valeurs de propriété sont exprimées et pour laquelle chaque valeur
certifiée est accompagnée d’une incertitude à un niveau de confiance indiqué.
Essais
Ensemble d’opérations, également accompagnées fréquemment de
mesurages, pour la détermination des propriétés de produits.
Mesure matérialisée
Grandeur de mesure matérialisée servant à la reproduction ou dissémination d’une ou
plusieurs valeurs d’une grandeur de mesure (mesure à traits, volume, poids, résistance,
appareil mesureur, etc.).
Instrument de mesure
Dispositif destiné à être utilisé pour faire des mesurages, seul ou associé à un ou
plusieurs dispositifs annexes.
Instruments d’essais
Instruments de mesure et moyens auxiliaires nécessaires aux essais ainsi que d’une
manière générale les dispositifs servant à déterminer une caractéristique d’un produit ou
d’un matériau. Les moyens auxiliaires comprennent en particulier l’infrastructure
métrologique nécessaire à l’exploitation des instruments de mesure.
Les normes
sont des accords documentés contenant des spécifications techniques
ou autres critères précis destinés à être utilisés systématiquement en tant que règles,
lignes directrices ou définitions de caractéristiques pour assurer que des matériaux,
produits, processus et services sont aptes à leur emploi.
Un contrôle consiste à
mesurer, examiner, essayer ou passer au calibre une ou
plusieurs caractéristiques d’un instrument de mesure, et de comparer les résultats aux
exigences spécifiées en vue de déterminer si la conformité est obtenue pour chacune
de ces caractéristiques.
Objectif du Système International d’Unités
une meilleure uniformité,
donc une meilleure compréhension mutuelle dans l’usage général de la mesure
Les erreurs systématiques
Ce sont des erreurs reproductibles reliées à leur cause par une loi physique, donc
susceptible d’être éliminées par des corrections convenables.
Les erreurs aléatoires
Ce sont des erreurs, non reproductibles, qui obéissent à des lois statistiques.
Les erreurs accidentelles
Elles résultent d’une fausse manœuvre, d’un mauvais emploi ou de
dysfonctionnement de l’appareil. Elles ne sont généralement pas prises en compte
dans la détermination de la mesure. Elles ne sont généralement pas prises en compte
dans la détermination de la mesure.
Citez Les erreurs systématiques
L’erreur de zéro (offset)
L’erreur d’échelle (gain):
C’est une erreur qui dépend de
façon linéaire de la grandeur mesurée.
Erreur de gain = 20 log(x/X)
L’erreur de non linéarité:
La caractéristique n’est pas une droite.
L’erreur d’hystérésis :
Il y a phénomène d’hystérésis lorsque
le résultat de la mesure dépend de
la précédente mesure.
L’erreur de mobilité :
La caractéristique est en escalier, cette erreur
est souvent due à une numérisation du signal.
Citez Les erreurs Aléatoires
Moyenne, écart type :
Les erreurs entraînent une dispersion des résultats lors de mesures répétées. Leur
traitement statistique permet de connaître la valeur la plus probable de la grandeur
mesurée, et de fixer les limites de l’incertitude. Lorsque la mesure d’une même
grandeur X a été répété n fois, donnant les résultats : x1, x2… xn,
La valeur moyenne est définie par :
Vmoy = xi/n
Une indication de la dispersion de ces résultats est donnée par l’écart-type :
Ecart =√(somme (xi - xmoy)² / (n-1)
loi normale / loi de Gauss
Lorsque les erreurs accidentelles affectant les différentes mesures sont
indépendantes, la probabilité d’apparition des différents résultats satisfait
habituellement à la loi normale
Remarque : La valeur la plus probable est la valeur moyenne des mesures:
En général on prend une incertitude égale à 3 fois l’écart type:
Caractéristiques d’une Chaîne de mesure
Justesse :Un instrument est d’autant plus juste
que la valeur moyenne est proche
de la valeur vraie.
La fidélité est la qualité d’un appareillage
de mesure dont les erreurs sont faibles.
L’écart-type est souvent considéré
comme l’erreur de fidélité.
Précision:
Un appareil précis est à la fois fidèle et juste.
En pratique, la précision est une donnée
qui fixe globalement l’erreur maximum
(en + ou en -) pouvant être commise lors
d’une mesure. Elle est généralement
exprimée en % de l’étendue de mesure.
La métrologie est une trois piliers institutionnels de la qualité:
normalisation, certification, métrologie
les équipements de mesure seront des points de passage obligés ;
- point de passage pour l’obtention de la qualité du produit (norme ISO 9004, chapitre
13) ; - point de passage pour la maîtrise des équipements de mesure (normes ISO 9001 et
ISO 9002, chap 4-11 ou ISO 100012, partie 1).
La métrologie légale
l’activité par laquelle l’Etat décide d’intervenir par voie
réglementaire : Lois, décrets, décrets d’applications, notes de services,…
La Métrologie Scientifique
Elle consiste à
rechercher, développer, maîtriser, connaître
les techniques permettant de relier les appareils de mesure aux étalons primaires sans
discontinuité et avec le minimum de perte de précision. Le raccordement se réalise à
l’aide de la chaîne d’étalonnage ( traçabilité ).
Chaîne d’Étalonnage à trois niveaux faisant appel à trois type de
laboratoires.
- laboratoire primaire (niveau 1) ;
- laboratoire d’étalonnage secondaire (niveau 2) ;
- laboratoire de métrologie d’entreprises (niveau 3).
La Métrologie Industrielle
- l’entreprise doit mettre en place une véritable gestion des moyens de mesure, - l’entreprise doit s’assurer que l’ensemble des équipements de mesure se trouve à
l’intérieur des limites d’erreurs tolérées.
OIML
Organisation Internationale de la Métrologie Légale
BIPM
Bureau International des Poids et Mesures
