« Quelle est la tension de sortie de l'alimentation ? » C'est l'une des mesures les plus courantes effectuées avec des multimètres numériques. Des questions similaires se posent souvent sur la fréquence des oscillateurs, la valeur des résistances, la température de fonctionnement ou l'entrée d'un oscillateur commandé en tension. Chacune de ces valeurs peut être facilement lue avec un multimètre numérique. Mais avec une simple lecture, vous ne pouvez obtenir qu'une partie de l'histoire. Une autre question tout aussi importante est : "quelle est la stabilité de la sortie de l'alimentation ?"
On peut formuler ces questions de manière plus précise, d'un point de vue statistique : quelle est la valeur moyenne de la sortie et quel est l'écart type ? Le multimètre Fluke 884X possède des fonctions d'analyse intégrées qui permettent de répondre facilement aux deux questions.
Quelles informations la moyenne et l'écart type fournissent-ils ?
La moyenne est un calcul très courant. Il est utilisé pour la notation des tests, les résultats scientifiques et les statistiques sportives. Il sert également à quantifier les performances dans le temps (par exemple : le nombre moyen de buts par saison) ou les performances typiques d'une population (comme le nombre moyen de buts par joueur). En ingénierie, on s'intéresse aux deux dernières caractéristiques : comment va évoluer la puissance, la température ou l'humidité du circuit dans le temps ? Si je construis 100 circuits comme celui-ci, quelles performances puis-je attendre de chacun ?
Le désir de prédire la performance est inhérent à chaque question. Mais nous avons besoin de plus d'informations pour pouvoir utiliser le calcul de la moyenne de cette manière. Disons qu'au cours des dix dernières années, la température dans une certaine ville s'est maintenue en moyenne autour de 21 °C. Si nous nous réveillons le lendemain en pensant qu'il fait chaud, nous risquons d'être surpris. Il en est ainsi parce que la température peut varier beaucoup et avoir toujours une moyenne de 21 °C.
Nous devons donc savoir de combien la température peut varier autour de la moyenne. Si nous connaissons la variance, nous connaissons la variation à laquelle nous pouvons nous attendre de la performance "moyenne" ou des autres membres de la population à l'avenir.
C'est la clé pour déterminer les spécifications d'ingénierie : incertitudes et tolérances.
L'écart type (s) mesure la variation ou la plage d'un ensemble de données. En termes mathématiques formels, l'écart type est la racine carrée de la variance dans un ensemble de données.
Un écart-type faible indique un regroupement serré autour de la moyenne, et un écart-type élevé indique plus de « caractère aléatoire ».
Les figures 1a et 1b montrent des distributions de données normales typiques des données de mesure. La figure 1a montre un ensemble de données avec un écart type de 0,02, tandis que la figure 1b montre un ensemble de mesures avec un écart type de 0,01.
L'incertitude est plus petite dans la mesure dont l'écart type est plus faible, et donc nous pouvons établir en toute sécurité une tolérance plus petite.
Comment le Fluke 884X fournit-il des statistiques ?
Le 884x dispose de statistiques intégrées et peut calculer et rapporter à la fois la moyenne et l'écart type des mesures. Les données peuvent être affichées numériquement ou, grâce à l'affichage des pixels, graphiquement. Le 8845A/8846A peut effectuer des statistiques avec les paramètres répertoriés dans le tableau 1.
Pour démontrer comment le 884X génère des statistiques, nous allons examiner comment une tension CC change dans le temps. Nous allons configurer le 884X pour mesurer la tension continue et fournir la moyenne et l'écart type.
Tout d'abord, vous devez sélectionner la mesure sur laquelle les statistiques seront faites : par exemple, les volts continus. Ensuite, appuyez sur le bouton ANALYSER sur le panneau avant pour faire apparaître un menu de fonctions mathématiques comme la figure 2.
Deux options de menu fournissent des mesures statistiques, la fonction STATS et la fonction HISTOGRAMME. Regardons d'abord la fonction STATS.
La fonction STATS
Dès que vous appuyez sur la touche programmable STATS, l'appareil de mesure commence à calculer la moyenne et l'écart type. Il stocke également les valeurs minimales et maximales mesurées. La fonction statistique peut être réinitialisée et redémarrée à tout moment en appuyant sur la softkey RESTART.
Vous pouvez demander à l'appareil de prendre un certain nombre de mesures en appuyant sur la touche #SAMPLES et en spécifiant un nombre de 2 à 5.000 3. Dès que le nombre spécifié de lectures est atteint, le calcul des statistiques s'arrête, comme illustré à la Figure XNUMX.
La fonction HISTOGRAMME
Comme la fonction STATS, la fonction HISTOGRAM exprime la moyenne et l'écart d'un ensemble de mesures. Cependant, le mode histogramme présente les données sous une forme graphique qui indique rapidement et clairement la distribution, ou « propagation », des mesures. Par exemple, la plupart des mesures ont une distribution normale. Cela signifie que l'histogramme doit être symétrique par rapport à la moyenne et que presque toutes les mesures (99,7 %) seront à moins de trois écarts-types. Une distribution inégale, large ou bimodale (avec deux pics) indiquerait une instabilité ou des erreurs inattendues dans le lecteur testé.
La figure 4 montre un exemple d'écran d'histogramme. L'histogramme se compose de 10 barres. La hauteur de chaque barre représente la fréquence relative d'une plage, c'est-à-dire la fréquence à laquelle une plage de lectures se produit par rapport aux autres. Le centre de l'écran représente la mesure moyenne. Les barres de chaque côté de la moyenne représentent les mesures qui sont à un écart type de la moyenne. Les deuxièmes barres à partir de la moyenne représentent les mesures comprises entre un et deux écarts-types, et ainsi de suite jusqu'à cinq écarts-types.
Comme la fonction STATS, la fonction HISTOGRAM démarre dès que la touche de fonction HISTOGRAM est enfoncée. Le calcul peut être démarré et réinitialisé avec la touche RESTART.
