Qu’est-ce qu’un mesureur LCR ?
Un appareil de mesure LCR est un dispositif permettant de mesurer l’impédance, où LCR est le symbole de L (inductance), C (capacité) et R (résistance). Ensemble, ces trois éléments constituent l’impédance. Un LCRmètre est un appareil de mesure de l’impédance.
Signification de LCR
Les composantes L, C et R ont des caractéristiques électriques. Les composants électriques qui les représentent sont la bobine, le condensateur et la résistance électrique.
Composante L
La composante L est appelée inductance. L’on dit que son nom vient de la première lettre de la loi de Lenz, une loi sur l’induction électromagnétique, mais il existe d’autres théories. L’unité est le Henry (H).
Lorsque le courant circulant dans une bobine change, celle-ci a la propriété de générer de l’énergie dans la direction qui empêche le changement. La force de cette propriété est la composante appelée inductance : un circuit avec une composante L élevée est insensible aux variations de courant. Bien qu’il soit résistant aux courants de bruit abrupts, etc., lorsqu’il est utilisé dans des circuits à courant alternatif, le facteur de puissance est retardé et le rendement est réduit.
Composante C
La composante C est appelée capacité. Elle est dérivée de capacitor, la traduction anglaise de condensateur. La composante C indique la capacité à stocker une charge électrique en tant que source d’électricité. L’unité est le farad (F).
Un condensateur joue le rôle opposé à celui d’une bobine dans un circuit. Par conséquent, un circuit avec une composante C élevée se traduira par une forte variation du courant. Dans les circuits à courant alternatif, cela permet d’améliorer le facteur de puissance, mais il y a un risque d’amplifier les courants de bruit, par exemple. Dans les circuits de commande à courant continu, elle joue un rôle dans l’amplification et le lissage de la tension.
Composante R
La composante R est appelée résistance. La traduction japonaise est résistance, ce qui signifie littéralement résistance électrique. L’unité est l’ohm (Ω).
Lorsque la résistance électrique est élevée, le courant a du mal à circuler dans les circuits à courant alternatif et à courant continu. L’efficacité de la transmission des circuits à courant alternatif et à courant continu est réduite, de même que le courant maximal en cas de défaut.
Utilisations des mesureurs LCR
Les mesureur LCR sont souvent utilisés dans le secteur industriel pour le développement et le test d’équipements électroniques. Plus précisément, ils sont utilisés pour tester les performances des composants électroniques et de puissance tels que les condensateurs et les bobines. Dans la vie de tous les jours, les LCR sont principalement utilisés dans le secteur médical. Il s’agit par exemple d’instruments de mesure du taux de graisse corporelle. En mesurant l’impédance du corps humain, il est possible de mesurer le taux de graisse corporelle et la teneur en eau.
Pour les raisons susmentionnées, les mesureurs LCR sont également utiles dans la recherche médicale : ce ne sont pas des appareils coûteux comme la tomographie ou la résonance magnétique nucléaire. Ils sont peu coûteux et faciles à installer.
Principe des mesureurs LCR
Les mesures d’impédance effectuées à l’aide d’un mesureur LCR sont réalisées en appliquant un courant alternatif à un objet. Le principe de base consiste à appliquer une tension alternative, à mesurer le courant et la différence de phase et à calculer l’impédance.
Le mesureur LCR se compose de trois circuits – un oscillateur, un voltmètre vectoriel et un convertisseur courant-tension – dans une configuration appelée pont équilibré automatique. Il s’agit de la même configuration qu’un circuit d’amplificateur inverseur utilisant un amplificateur opérationnel. L’impédance est calculée par conversion numérique à l’aide d’un convertisseur AD.
Le composant le plus important du mesureur LCR est le voltmètre vectoriel. Il utilise le principe de l’amplificateur lock-in pour générer un signal de référence synchronisé avec le signal d’entrée, ceci afin de détecter les différences d’amplitude et de phase.
Les mesureurs LCR basés sur des ponts équilibrés automatiques sont adaptés aux mesures à basse fréquence ne dépassant pas 100 kHz ; dans la gamme des hautes fréquences supérieures à 100 kHz, cela est dû à l’influence accrue de l’impédance du composant lui-même, appelée impédance caractéristique.