MESURE Méthodologie
Erreurs de mesure
Définition
L'erreur renseignant l'expérimentateur sur la confiance qu'il peut accorder à ses essais caractérise la qualité d'une mesure. La différence entre la valeur expérimentale x′ et la valeur vraie x est l'erreur absolue :
Suivant que x′ est inférieure ou supérieure à x, l'erreur est par défaut ou par excès. Le fait que x′ est, en principe, différente de x provient de ce que :
– le matériel employé est d'une justesse insuffisante ;
– l'expérimentateur n'exécute pas les opérations avec la perfection souhaitable (mis à part les mesures automatiques) ;
– les mesures sont troublées par divers facteurs ; soit de façon systématique : température, humidité ; soit de façon aléatoire : vibrations, chocs ;
– à la grandeur à mesurer s'incorporent, de façon systématique ou fortuite, d'autres grandeurs désignées sous le nom de « bruits » : par exemple, les parasites atmosphériques dans les télécommunications spatiales, ou les courants parasites dans une installation de télémesure, voire les perturbations dues à la présence d'un balourd dans un système tournant.
Le calcul exact de l'erreur est impossible, ne serait-ce que par suite du fait que l'influence de certains facteurs est difficile à chiffrer et que la connaissance des caractéristiques du matériel souffre toujours d'une incertitude. L'inconnue est, en principe, tirée d'une relation idéalisée entre les grandeurs impliquées.
L'erreur absolue, à elle seule, ne caractérise pas la qualité d'une mesure. Il est indiscutablement plus difficile de mesurer une distance de cent mètres à un centimètre près qu'à un mètre près, ce qui incite logiquement à comparer l'erreur absolue à la grandeur mesurée en introduisant la notion d'erreur relative :
Dans l'exemple cité, les erreurs relatives sont :
Classification
On distingue les erreurs systématiques, accidentelles ou fortuites, les erreurs personnelles et les erreurs de lecture.
Les erreurs systématiques restent sensiblement les mêmes lorsqu'on opère dans des conditions identiques. Une montre qui avance indique l'heure avec une erreur systématique. Il en est de même du compteur de vitesse – généralement optimiste – d'une voiture.
Les erreurs accidentelles ou fortuites, toujours présentes, sont dues souvent à des causes difficiles à connaître : vibrations, courants d'air, variations de température passagères, défauts d'isolement intermittents, mauvais contacts dont la résistance électrique est une fonction capricieuse du courant et du temps, évolution de caractéristiques d'appareils en cours d'expérimentation (échauffement, déformation de pièces), interaction d'appareils dépendant de leur disposition relative, instabilité des sources d'alimentation.
Certaines causes d'erreurs fortuites s'éliminent par une conception judicieuse du montage. Dans le domaine de l'électricité, il en est ainsi des mauvais contacts, des instabilités de source, des couplages parasites. Cependant, les erreurs à caractère aléatoire ne peuvent être combattues que par une répétition des mesures avec calculs de moyennes justifiés par des considérations statistiques. Il est entendu que ces erreurs sont régies par des lois connues, de préférence les lois classiques du hasard.
Les erreurs personnelles sont imputables à toutes les imperfections, tant physiques qu'intellectuelles, de l'opérateur. La formation expérimentale de celui-ci, son esprit d'analyse, son bon sens et – pourquoi ne pas le dire – son honnêteté constituent des atouts majeurs chaque fois que le processus de mesure n'est pas automatisé. Certaines erreurs personnelles s'éliminent par la répétition des observations, par exemple les erreurs de[...]
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Écrit par
- Georges NEY : ingénieur de l'École supérieure d'électricité
Classification
Médias
Méthode d'opposition
Encyclopædia Universalis France
Échantillonnage d'un signal
Encyclopædia Universalis France
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Encyclopædia Universalis France
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