Mesure de la tension
La plupart des périphériques de mesure peuvent mesurer, ou lire, la tension. Les deux mesures de tension les plus courantes sont la mesure du courant continu (CC) et du courant alternatif (CA).
Mesure de tension CC
La tension CC est utile pour mesurer des phénomènes qui varient lentement avec le temps, comme la température, la pression ou la déformation. Avec les signaux CC, il importe de mesurer avec exactitude l'amplitude d'un signal à un moment précis.
Exemple de la vitesse du vent
La figure suivante représente un diagramme de câblage typique pour un anémomètre dont les valeurs de sortie vont de 0 à 10 V, ce qui correspond à une vitesse du vent de 0 à environ 320 km/h (200 mph). Utilisez l'équation suivante pour mettre les données à l'échelle :
Selon cette équation, une mesure de 3 V correspond à une vitesse de vent de 60 mph (soit 96 km/h) (3 V × 20 mph/V = 60 mph).
Notez que le diagramme de câblage dans la figure qui suit utilise une résistance, R, du fait qu'un anémomètre n'est généralement pas une source de signal mise à la masse. Si, par exemple, le transducteur de l'anémomètre était déjà mise à la masse, l'utilisation d'une résistance provoquerait une boucle de mise à la masse et donnerait lieu à des lectures erronées.
Moyennage
Le moyennage permet d'améliorer la précision des mesures en présence de signaux bruyants ou de signaux qui varient rapidement.
La figure qui suit indique à quoi ressemblerait une vitesse de vent réelle sur une période de temps. En raison des rafales de vents, les valeurs de vitesse apparaissent bruyantes. Notez qu'une lecture de vitesse du vent d'environ 45 km/h (29 mph) est une vitesse de pointe qui pourrait donner l'impression que la vitesse se maintient à 45 km/h. Une représentation plus exacte consiste à calculer la vitesse moyenne du vent sur une courte période de temps.
La raison la plus courante qui justifie le moyennage est d'éliminer le bruit produit par les lignes électriques de 50 ou 60 Hz. Le champ magnétique oscillant autour des lignes électriques est susceptible d'introduire des tensions de bruit sur un câblage transmetteur non blindé. Comme le bruit d'une ligne de tension est sinusoïdal, c'est-à-dire qu'il a la forme d'une onde sinusoïdale, la moyenne sur une période est égale à zéro. Si vous utilisez une fréquence de balayage qui est un multiple du bruit et des données moyennées pour un multiple des périodes, vous pourrez ainsi éliminer le bruit émis par la ligne électrique. Un exemple qui s'applique à la fois à 50 et 60 Hz est d'échantillonner à raison de 300 échantillons par seconde et de faire la moyenne de 30 points. Notez que 300 est un multiple de 50 et de 60. Une période du bruit de 50 Hz est égale à 300/50 = 6 points. Une période du bruit de 60 Hz est égale à 300/60 = 5 points. La moyenne de 30 points est un multiple de ces deux périodes, ce qui garantit que vous obtiendrez la moyenne de périodes entières.
Mesure de la tension CA
La tension CA est un signal qui augmente, réduit et inverse continuellement la polarité. La tension CA est courante dans les appareils ménagers et les appareils de laboratoire ou industriels car la plupart des lignes de tension fournissent une tension CA. Vous pouvez mesurer des tensions CA afin de déterminer les valeurs maximales, minimales et entre deux pics d'un signal. La valeur entre deux pics d'un signal correspond à la variation maximale de la tension, du maximum au minimum.
Tension CA et valeur efficace (Veff)
La tension, le courant et la puissance ne sont pas des valeurs constantes car les signaux CA alternent. Toutefois, vous pouvez utiliser Veff (valeur efficace) pour mesurer la tension, le courant et la puissance ; par exemple une charge connectée à une source de 120 volts CA (VCA) produit la même alimentation que la même charge connectée à une source de 120 volts CC (VCC). Avec la valeur efficace (Veff), la formule de l'alimentation pour la tension CC s'applique également à la tension CA. Pour les ondes sinusoïdales, Veff = Vpic/racine carrée de 2. Comme les voltmètres lisent Veff, la tension de 120 VCA d'une prise murale typique aux U.S.A. a réellement une valeur de pic d'environ 170 V.