+TP2 étalonnage des appareils

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Introduction :
Ampèremètre et voltmètre
Pour mesurer l'intensité du courant électrique qui circule dans la lampe, on
place l'appareil de mesure, un ampèremètre, à l'intérieur du circuit alimentant
en énergie la lampe. L'ampèremètre étant polarisé, sa borne + sera reliée au
pôle positif de la pile. Le voltmètre, qui mesure la tension entre les bornes de
la lampe, est également polarisé, mais il doit être branché en parallèle : ses
deux bornes sont reliées aux bornes de la lampe.
Pour assurer uniformité et précision des mesures, les appareils sont
gradués selon des normes précises définies par le Comité international des
poids et mesures à partir d'expériences « étalons ».
_ Dans ce TP on va étalonner un voltmètre et ampèremètre.
_ L’étalonnage se fait en conséquence du fait qu’après un temps
d’exploitation les indications d’un appareil sont erronées ; donc il faut
apporter aux mesures des corrections.
La détermination de ces corrections se fera aux indications d’un appareil
dit « étalon ». Les résultats permettront d’établir la courbe des courbes des
corrections en fonction de la tension mesurée.
But du TP :
On va comparer par l’étalonnage les indicateurs des appareils à étalonner:
voltmètre et ampèremètre à celles des étalons de laboratoire.

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Matériel utilisé:
Voltmètre étalon
Ampèremètre étalon
Voltmètre à étalonner
Ampèremètre à étalonner
Source d'alimentation à courant continu
Rhéostats
Interrupteurs
Varia
Partie théorique :
A / L’étalonnage d’un voltmètre à courant continu :
Les voltmètres doivent mesurer la même tension, ils seront donc montés en
parallèle ; comme l’indique cette figure.
+
6 V U
-
On va effectué des mesures régulières réparties sur l’échelle de
l'appareil étalonner Vx ; ainsi on déterminera l’écart absolu U de son
indication par rapport à celle de l'appareil Ve :
U = Ue – Ux / Ux : indication de Vx ; Ue : indication de Ve.
-La correction apportée à la lecture est U, pour une lecture Ux, la
valeur corrigée est Ue = Ux + U.
=
Ux
U
c’est l’écart relatif.
_C’est le rhéostat en montage potentiométrique qui permet de régler de
différence de potentiel à une valeur quelconque comprise entre zéro et la
tension de la source.
Vx
Ve

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B / L’étalonnage d’un ampèremètre à courant continu :
Cette fois-ci les 2 appareils (ampèremètre) doivent mesurer la même
intensité, car ils sont montés en série.
I
_Nous déterminons l’écart entre I par rapport à l’ampèremètre étalon Ae
I = Ie – Ix / Ix : c’est la lecture ; Ie : la valeur corrigée.
=
Ix
I
c’est l’écart relatif.
- En pratique, il y a une source à base de tension ( U) qui alimente les
deux appareils Ae : appareil étalon et Ax : appareil à étalonner à travers un
rhéostat Rh et une résistance de protection Rp , de telle façon qu’à aucun
moment les appareils risque d’être dégradés.
C / Courbes caractéristiques : elle sont prises pour les deux étalonnage.
L’étalonnage d’un voltmètre :
° La courbe de correction : c’est l’écart algébrique, entre la valeur étalon et la
valeur mesurée sur l’appareil à vérifier, en fonction de la valeur mesurée Ux.
Correction = Ue –Ux = U / U=F(Ux).
° La courbe d’étalonnage : c’est la tension mesurée en fonction de la tension
étalon, Ux =F(Ue).
L’étalonnage d’un ampèremètre :
On relèvera aussi les mêmes courbes :
° La courbe de correction : c’est l’écart algébrique, entre la valeur étalon et la
valeur mesurée sur l’appareil à vérifier, en fonction de la valeur mesurée Ux.
Correction = I = Ie –Ix; I =F(Ix).
° La courbe d’étalonnage : c’est la intensité mesurée en fonction de la
intensité étalon, Ix =F(Ie).
Manipulation :
Ax
Ae

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La condition d’essais des appareils de mesure, c’est que l’essai doit être
effectué par valeurs croissantes de la valeur zéro jusqu'au maximum puis
décroissantes du maximum à zéro.
A / Etalonnage d’un voltmètre :
Schéma du montage :
+
6 V
-
0 : 6V
Consignation les résultats dans le tableau suivant :
Nombre de division = 60
Ue (V)
Ux ( V)
U
=
U /Ux
Mesure
calibre
lecture
mesure
Ue -Ux
0.5
6
5
0.55
-0.05
-0.09
1.5
“
15.5
1.55
-0.05
-0.032
2.5
“
25.5
2.55
-0.05
-0.019
3.5
“
36
3.6
-0.1
-0.027
4.5
“
46
4.6
-0.1
-0.021
5.5
“
55.5
5.55
-0.05
-0.009
6
“
60.5
6.05
-0.05
-0.008
5.5
“
55
5.5
0
0
4.5
“
44
4.4
+0.1
0.022
3.5
“
34
3.4
+0.1
0.029
2.5
“
24.5
2.45
+0.05
0.02
1.5
“
15
1.5
0
0
0.5
“
5
0.5
0
0
Ainsi on peut déterminer les courbes de corrections, et d’étalonnage
Sur une papier millimétrique.
Rh
Vx
Ve

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B / Etalonnage d’un ampèremètre :
Schéma du montage :
U = 0 :6V
Consignation les résultats dans le tableau suivant :
Nombre de division = 60
Ie(mA)
Ix(mA)
I
=
I/Ix
Mesure
calibre
lecture
Mesure
Ie–Ix (mA)
10
120
5
10
0
0
30
„
15.5
31
-1
-0.032
50
„
26
52
-2
-0.038
70
„
25.5
71
-1
-0.014
90
„
45.5
91
-1
-0.011
110
„
55.5
111
-1
-0.009
120
„
60
120
0
0
110
„
55
110
0
0
90
„
44.5
89
+1
0.011
70
„
34
68
+2
0.027
50
„
24.5
49
+1
0.019
30
„
15
30
0
0
10
„
5
10
0
0
Ainsi on peut déterminer les courbes de corrections, et d’étalonnage
Sur une papier millimétrique.
Rp
Ax
Ae