Mesure electrique rapide

[invite9c7554e3]

Bonsoir,
je viens vers vous car j'ai de très vagues souvenirs de mes cours d'électricité et pourtant j'aimerais mesurer des variations de résistance.
J'ai une pièce qui, lorsque je la sollicite mécaniquement, à sa résistance (électrique) qui varie : j'aimerais quantifier ça. en gros obtenir à la fin de la mesure un fichier de données "temps-resistance".
En gros, si j'ai bien compris, je dois : - imposer un potentiel constant sur ma pièce (générateur tension); - puis mesurer le courant de part est d'autre de ma pièce; - enfin, j'en déduis R ?
Par contre côté appareillage que dois je utiliser ? Sachant notamment que je veux faire ces mesures sur des matériaux conducteurs ou semi-conducteurs et surtout que j'aimerai pouvoir acquérir ces variations sur des temps très court (ma sollicitation mécanique c'est un impact à 2/3 milliers de m/s).
Tout conseil pourra m'etre utile.
Merci
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[phys4]

Bonsoir,

Je pense que vous avez voulu écrire "millième de seconde"
Pour un temps aussi court, le mieux serait d'utiliser un oscilloscope qui tracerait la tension aux bornes d'une résistance en série avec la pièce.

La meilleure sensibilité sera atteinte pour une résistance approximativement de la valeur de la pièce à mesurer. Il n'est pas nécessaire de mesurer le courant de chaque coté de la pièce.
Au revoir.

[PIXEL]

oscilloscope à mémoire bien entendu

[LPFR]

Bonjour.
Je suis d’accord avec ce qui vient d’être dit.
Sauf que je pense qu’il s’agit effectivement d’un impact avec un projectile avec la vitesse indiquée.

Il faudrait connaître les propriétés (et la forme) du matériau pour estimer de combien peut changer la résistance.
Si les variations sont faibles, il faudrait envisager une mesure en différentiel (genre pont de Wheatstone).
Finalement, pour quelqu’un qui a peu de connaissances en électronique, installer l’oscillo et le régler (surtout le déclenchement) pour un événement non répétitif, risque d’être trop compliqué.
Mais je n’ai pas de solution alternative.

Peut-être que si le demandeur nous expliquait exactement ce qu’il veut faire on pourrait mieux le conseiller.
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite9c7554e3]

tout d'abord, merci toutes vos réponses. j'y réponds ci dessous

Pour un temps aussi court, le mieux serait d'utiliser un oscilloscope

je pensais effectivement à l'oscillo, par contre je me poser une question : il doit bien avoir une fréquence d'acquisition limite pour ce genre d'appareil ? il faut que je vérifie que c'est compatible avec mon impact (j'aimerais le plus de points possible durant l'impact).

Pour un temps aussi court, le mieux serait d'utiliser un oscilloscope qui tracerait la tension aux bornes d'une résistance en série avec la pièce.
La meilleure sensibilité sera atteinte pour une résistance approximativement de la valeur de la pièce à mesurer.

d'accord mais du coup pourquoi ne pas mesurer directement sur la pièce ? (et pourquoi cette remarque R~Rpiece ?)

Il n'est pas nécessaire de mesurer le courant de chaque coté de la pièce.

je comprends pas trop un truc : comment l'oscillo mesure la tension si on impose pas de courant à la pièce ? la tension sera ultra faible, et l'oscillo à sûrement une limite de détection ?

oscilloscope à mémoire bien entendu

OK merci pour la remarque

Sauf que je pense qu’il s’agit effectivement d’un impact avec un projectile avec la vitesse indiquée.

exactement, lors de l'impact la pièce va être trouée et la résistance va varier

Il faudrait connaître les propriétés (et la forme) du matériau pour estimer de combien peut changer la résistance.

pour le moment rien de bien défini mais en tout cas des épaisseurs faibles et des échantillons de quelque centimètres.
Les matériaux : un peu de tout, de très bon conducteur comme le cuivre à des bien moins bons (pas d'exemple pour le moment), pourquoi pas des semi-conducteurs aussi...

Si les variations sont faibles, il faudrait envisager une mesure en différentiel (genre pont de Wheatstone).

je pense que les variations vont être vraiment très faibles, j'avais pensé au pont de Wheastone car je l'ai déjà utilisé plus jeune, mais je ne me rappelle plus de l'intérêt et de comment ça marche (je ferai un autre poste là dessus car ça m'intéresse de me rappeler le fonctionnement et peut être que se sera utile ici).

En tout cas je n'arrive pas à comprendre ta remarque pour le moment : pourquoi le pont de Wheatsone nous permettrais d'avoir une mesure + précise ? l'erreur de mesure dans un cas comme dans l'autre est fixée par la sensibilité de l'oscillo non ?

Finalement, pour quelqu’un qui a peu de connaissances en électronique, installer l’oscillo et le régler (surtout le déclenchement) pour un événement non répétitif, risque d’être trop compliqué. Mais je n’ai pas de solution alternative.

effectivement mais petit à petit et en révisant un peu mes très anciens cours d'élec et avec un peu d'aide ça ira je pense.

[LPFR]

Re.
Un oscilloscope mesure des tensions. Donc, ce que l’on vous a proposé est de mettre deux résistances en série dont une d’elles est celle dont vous voulez mesurer les variations. Elles forment un pont diviseur de tension (révisez vos anciens cours ou regardez Wikipedia). La variation d’une des résistances fait varier la tension du point intermédiaire.

Des oscilloscopes il y a de tous les prix et de toutes les vitesses. Il n’y a que votre portefeuille qui limite la bande passante. Dans votre cas, il me semble que la durée totale du percement est de l’ordre de 20 µs.
Il vous faut donc, un oscillo qui échantillonne au moins à 10 MHz. C’est du bas de gamme

Pont de Wheastone. Imaginez que vous voulez mesurer des variations de 1 mV sur les bornes d’une batterie de 12 V. Il vous faudrait un voltmètre capable de lire 11,999. Ça existe mais c’est plus cher qu’un contrôleur ordinaire.
Par contre, si vous mettez une autre batterie identique avec les pôles ‘–‘ (par exemple) connectés, vous pourrez brancher un voltmètre ordinaire entre les bornes ‘+’ dans sa gamme la plus sensible. Cette fois vous mesurez non la tension totale, mais les variations de la tension totale.
A+

[invite9c7554e3]

merci pour toutes ces précisions

[invite9c7554e3]

par contre, pourquoi il n'est pas nécessaire de mettre le montage sous tension ? ça je n'ai pas compris car si on veut mesurer la tension au borne de la résistance il faut qu'elle soit alimenté ?

[LPFR]

Re.
Bien sur :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Diviseur_de_tension
A+

[invite9c7554e3]

Il y a une chose que je n'ai pas trop saisie encore : le fait qu'un pont de Wheaston permet de faire des mesures + précise car on est en relatif

Imaginez que vous voulez mesurer des variations de 1 mV sur les bornes d’une batterie de 12 V. Il vous faudrait un voltmètre capable de lire 11,999. Ça existe mais c’est plus cher qu’un contrôleur ordinaire.

D'accord, ça je comprends que ça va demander l'utilisation d'un appareil de mesure très précis mais dans le cas du pont de Wheaston c'est pareil non ?

En effet, si je veux mesurer une différence de tension alors je vais mesurer cette fois-ci 0.001 or on a le résultat qui est bien au millième de Volt près comme précédemment.

Donc l'appareil que je vais utiliser doit également permettre d'être précis à ce millième comme dans le cas où je mesure 11.999 donc pour moi c'est la même chose en terme de précision de l'appareil de mesure ?

[LPFR]

Bonjour.
Comparez les prix des voltmètres ordinaires (3½ digits) à un voltmètre 5 digits ou 6 ou 7.
Au revoir.

[invite9c7554e3]

oui merci.
mais physiquement je comprends pas pourquoi il est plus difficile de mesure 11.999 que 0.001 car dans les deux cas c'est 1/1000 que l'on demande comme précision (au moins)

[antek]

mais physiquement je comprends pas pourquoi il est plus difficile de mesure 11.999 que 0.001 car dans les deux cas c'est 1/1000 que l'on demande comme précision (au moins)

A 0,001 on est peut être dans le bruit de l'appareil de mesure et/ou de la source.

[invite9c7554e3]

A 0,001 on est peut être dans le bruit de l'appareil de mesure et/ou de la source.

OK je crois comprendre. Arrêtez moi si je dis une bétise :

Lorsqu'on mesure une quantité qui fait 12 il y a cette valeur fixe + la variation de notre signal qui nous intéresse. Mais en fait le 12 n'est pas forcément précis car il y a justement les incertitudes liées à la source... tandis que si on mesure en différentielle on à une référence fixe qui est le 0 et qui elle n'a pas d'incertitude propre donc ce que l'on mesure 0.001 c'est exclusivement la variation de notre signal alors qu'en 12 on a la variation du signal + la variation de notre source de 12V.


merci pour toutes vos réponses !

[azizovsky]

Bonjour, je cois que c'est mieux de mettre la pièce sous presse ou de l'étirer dans le cas contraire , et de mesurer sa résistance.

[azizovsky]

et n'oublie pas de mesurer la résistance longitudinale et transversale .(possible,il y'a anisotropie : cela dépend du materiél)

[invite9c7554e3]

merci

[invite9c7554e3]

j'ai encore 2 petites questions s'il vous plait :
- comment estimer mon incertitude de mesure ?
- si j'ai un oscilloscope de 800Ghz mais un générateur de tension de 20Hz alors ma vitesse de mesure sera limité par le générateur de tension ?

[LPFR]

[B]...
- si j'ai un oscilloscope de 800Ghz mais un générateur de tension de 20Hz alors ma vitesse de mesure sera limité par le générateur de tension ?

Bonjour.
Vous devriez relire vos messages avant de les poster.

D’un autre côté, le fait que vous vous inquiétiez de la précision de vos mesures me fait penser qu’il ne s’agit pas d’un « bricolage » personnel, mais d’un dispositif commercial ou d’un exercice d’enseignement.
Donc, avant de continuer, je veux savoir que quoi s’agit-il précisément. Merci.
Au revoir.

[invite9c7554e3]

- effectivement il ne s'agit pas du bricologe, c'est pour le boulo, j'aimerais bien mesurer la vitesse de dégradation de matériaux sous impact.

- le truc que je ne comprends pas est :
si je prends une oscillo super rapide : exemple au pif 800Ghz (ça existe peut être pas) mais que ma source de courant/tension est super lente (j'ai mis 20Hz mais ça n'existe pas aussi peut être, c'est juste une valeur au pif) alors la mesure que je vais avoir sur mon oscillo sera toutes les 800GHz mais il ne se passera quelque chose de nouveau que tous les 20Hz ?

[LPFR]

Bonjour.
@aux différents participants à cette discussion :
membreComplexe12 m’a expliqué par MP la nature et l’objet de ces mesures. Il s’agit bien d’un projet sérieux et dont il ne souhaite pas donner publiquement trop de détails.

Vous alimentez en courant continu avec une tension E. La tension aux bornes de votre objet sera :
V = E.Rb/(R + Rb)
où Rb est la résistance de l’objet et R la résistance en série ajoutée.
La valeur de Rb augmente pendant la cassure et fait augmenter la valeur de V mesurée.

La précision dans le temps ne dépend que du nombre d’échantillonnages pendant la cassure
La précision dans la résistance dépend de la tension V mesurée et de la précision de l’oscilloscope.
Le mieux est d’avoir une tension E la plus grande possible (plusieurs volts) sans mettre le feu à la baraque.
Au revoir.

[invite9c7554e3]

merci beaucoup LPFR