Programma di studio

• Obiettivi

  Métrologie, au terme du cours, l'étudiant-e doit être capable de :

  • Expliquer les principes de la métrologie et en utiliser correctement le vocabulaire et les concepts de base
  • Evaluer la qualité d'un mesurage et proposer des moyens de l'améliorer ainsi que leur coût
  • Mettre en place un mesurage et le documenter (schéma et procédure) de manière à assurer sa reproductibilité
  • Distinguer les aspects statique, dynamique, temporel, fréquentiel et statistiques d'un mesurage, et utiliser l'aspect approprié au but visé
  • Visualiser de manière appropriée les résultats d'un mesurage, en mettant en évidence l'information qu'on souhaite en retirer
  • Citer les effets perturbateurs d'un mesurage et les moyens de s'en prémunir
  • Evaluer l'effet résultant sur une mesure des différentes sources d'erreur du mesurage et les pondérer de manière opportune
  • Évaluer et interpréter et exploiter les effets statistiques (moyenne, écart-type, histogramme) d'une série de mesures effectuées dans des conditions de répétabilité

  Instrumentation, au terme du cours, l'étudiant-e doit être capable de :

  • Associer le mesurage d'une grandeur au principe physique d'un ou plusieurs capteurs (et/ou leur combinaison)
  • Utiliser de manière appropriée les instruments de mesure usuels de la profession, notamment l'oscilloscope
  • Configurer un instrument de mesure de manière à ce que son mode de fonctionnement et son échelle soit adapté au mesurage envisagé
  • Conceptualiser l'automatisation d'un mesurage, depuis l'instrument de mesure jusqu'à la visualisation des résultats, en passant par les stimulus et la calibration ; en mettre en oeuvre certaines parties
• contenuto

  Métrologie:

  • Rappel : grandeurs physique, unités, notation ; définition et buts et principes de la métrologie
  • Principes généraux d'un mesurage ou systèmes de mesure
  • Caractéristique de transfert statique, définition et caractéristiques (offset, linéarité, point de fonctionnement, résolution, plage, gain, hystérèse...)
  • Erreurs statiques et moyens d'y remédier (calibration, moyennes)
  • Evolution temporelle d'un signal de mesure, et caractéristiques dynamiques (temporelle vs fréquentielle) d'un mesurage
  • Sources de perturbation d'un mesurage (effet de charge, grandeurs modifiantes et interférentes) et moyen d'y remédier (blindages, filtrage, mesures différentielles, adaptation/compensation d'impédance compensations/modélisation de non-linéarités, contre-réactions, stratégie des gains d'étage, gain synchronisé...)
  • Bruit et erreur de mesure : définitions et types ; modélisation, combinaison et propagation
  • Erreur de mesure aléatoire : représentation, caractérisation et modélisation (histogramme, répartition, moyenne, écart-type, intervalle de confiance, loi normale)

  Instrumentation:

  • Utilisation des multimètres (V-, A-, W-, O-mètre), et leur combinaison (montages aval/amont, O =V/A) et prise en considération de l'effet de leur limitation (résolution, plage, erreur, vitesse) sur la mesure
  • Principe et utilisations de l'oscilloscope (trigger, roll, one-shot, x-y) ; effets numériques (aliasing)
  • Interprétations des mesures DC et AC (moyenne, efficace, crête)
  • Introduction aux logiciels de traitement et visualisation de résultat de mesure (Excel, matlab, ...)
  • Automatisation des mesures (Labview, PyVisa ...)
  • Principes de fonctionnement de base pour les capteurs industriels

  Travaux de laboratoire

  • Mesures directes et indirectes d'une résistance avec évaluation de leur précision
  • Mesures, visualisation et interprétation de signaux temporels périodiques
  • Mesure de la résistance d'une ampoule et de son évolution transitoire due à son échauffement
  • Mesure d'un pendule (phénomène mécanique oscillatoire transitoire)
  • Mesure de l'efficacité d'une cellule photovoltaïque
  • Mise en place d'une mesure automatisée (à définir)

Metodo d'insegnamento e volume di lavoro

Titolo del corso

Metodi di valutazione

• prove in itinere prove scritte, lavori pratici / valuatazione delle relazioni di laboratorio

Metodo di calcolo della nota del corso

La note du contrôle continu est la moyenne pondérée de la note des travaux écrits et de la note des travaux pratiques -- Les coefficients de pondération sont communiqués aux étudiants au début du cours ou des activités qui font l'objet d'une évaluation. En cas d'examen de révision, la note finale du cours est la moyenne arithmétique de la note du contrôle continu et de celle de l'examen de révision. La présence aux cours est obligatoire. Dans le cas de plus de 20% d'absences aux cours, l'enseignant-e n'attribuera pas de note à l'étudiant-e et sans justificatif valable, le cours sera considéré comme échoué. Les cas de force majeure sont réservés.

Docente/i e/o coordinatore/i

Eric Fragnière, Dominique Rolle