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MESURE DE METALLISATION - RAISONS ET PRINCIPES

METALLISATION POURQUOI ? COMMENT ? POUR QUI ?

Présent depuis plus de 30 années dans les mesures de métallisation avec les milliohmmètres RCP2JE et RCP4JE, Sefelec vous présente aujourd’hui le RCP2A, la nouvelle génération de milliohmmètres dédié aux mesures de métallisation, utilisant les dernières technologies qui assurent une interface utilisateur convivial, des spécifications de mesures adaptées aux besoins du marché ainsi qu’une traçabilité des mesures.

1. POURQUOI DES MESURES DE METALLISATION?
La FOUDRE représente un danger pour tous les avions. En moyenne chaque avion de transport civil est foudroyé en vol une fois par an. Les risques de foudroiement sont accrus en zone pluvieuse, à environ 4000 mètres et entre -5 et +5°C.
Lors d’un foudroiement la foudre ne s’arrête pas à l’avion mais le balaye pour continuer son chemin dans l’atmosphère avec un point d’entrée initiale et un point de sortie finale.
Les effets directs du foudroiementsont occasionnés par l’arrachement de la décharge ou par la conduction du courant de foudroiement (jusqu’à 200 kA!).

Origine des dégats:

► Thermique avec perforation des parois par fusion
► Dynamique avec élévation de pression qui génère une onde de choc destructrice pour les câblages et les composites
► Electromagnétique qui perturbe les équipements de bord

Un avion avec une structure et une enveloppe métallique (aluminium) constitue une excellente protection contre le foudroiement si la continuité électrique est assurée.
L’arrivée des matériaux composites ayant une faible conductivité électrique, ne permet pas d’évacuer efficacement les charges électriques reçues. La métallisation de ces surfaces devient indispensable et donc le contrôle de ces métallisations et des continuités.

La réponse de Sefelec aux problèmes de mesure de métallisation : le milliohmmètre RCP2A.

 

 

2. COMMENT CORRECTEMENT MESURER DES RESISTANCES FAIBLES ?
Les explications ci-dessous illustrent la bonne méthode pour réaliser des mesures de qualité et attire l’attention sur les erreurs à éviter.

Méthode de mesure 4 fils

Lorsque l’on a à mesurer des valeurs inférieures à 100 Ohms, il est recommandé d’utiliser la méthode 4 fils dite aussi KELVIN. Cette appellation est en fait due au patronyme de son inventeur et est dérivée de la méthode plus générale du montage dit «AVAL».L’utilisation de cette méthode permet la mesure de l’échantillon sans y rajouter la valeur de résistance des cordons (qui, souvent est loin d’être négligeable face à la faible valeur recherchée). Le courant de mesure véhiculé par les cordons C1 et C2, traverse la résistance à mesurer Rx,. Le point d’application de ces cordons n’est pas critique mais doit toujours impérativement être «extérieur» à celui des cordons P1 et P2.La chute de tension aux bornes de Rx est mesurée entre P1 et P2 et ceux-ci doivent placés exactement à l’endroit désiré. Le courant de mesure passe simultanément au travers d’une référence interne du millohmmètre  et la chute de tension aux bornes de Rx est comparée à celle aux bornes de cette référence interne. La valeur de Rx est déterminée par le ratio de ces deux tensions et est affichée. Parce que le même courant traverse et la résistance interne et Rx et que le ratio est rapidement calculé, le courant ne doit pas obligatoirement avoir une valeur très précise mais doit être très stable pendant la période de calcul du ratio qui est typiquement de 0,5 s.

La plupart des erreurs de mesure de résistance sont dues aux mauvaises connexions à l’échantillon à mesurer (Rx). Les connexions doivent être propres, mécaniquement solides et exemptes d’oxydation.

Courant de mesure
Une valeur très élevée de courant n’est pas toujours nécessaire, néanmoins elle doit être suffisante pour générer une chute de tension qui soit facilement mesurable.
Dans l’exemple qui suit, Rx = 1 mΩ

Courant de mesure

Chute de tension

Tension mesurée pour 1 µW

1A

1 mV

1 µV

10A

10 mV

10 µV

100 A

1000mV

100 µV


Avec les composants actuels et les techniques modernes, nous sommes capables de mesurer de façon certaine et répétable les faibles valeurs de tensions et donc d’assurer une grande précision de mesure. L’inconvénient d’utiliser un fort courant est le prix et le poids du générateur, l’augmentation de la taille de l’appareil et la baisse d’autonomie dans le cas d’appareils autonomes. L’effet Joule dissipé par le courant change également la valeur de Rx et peut introduire des effets thermocouples importants.

Il y a néanmoins des applications qui nécessitent des mesures avec fort courant car celui-ci permet également de tester l’intégrité mécanique dans le cas de joints tournants, de connecteurs….

Il faut néanmoins prêter attention à ne pas réaliser les connexions avec des fils torsadés car ceux-ci pourraient chauffer anormalement, voire brûler.

Mauvaises connexions
La plupart des erreurs de mesure sont dues à de mauvaises connexions à l’objet à tester. En général, il est souhaitable sinon essentiel d’utiliser une connectique adaptée à l’échantillon et dans tous les cas, il faut s’assurer que P1 et P2 sont reliés symétriquement et de façon répétitive.

Effets thermocouples
Une autre source d’erreurs de mesures est imputable aux effets thermocouples. Lorsque deux métaux différents sont réunis ensembles, une force électro-motrice(F.E.M.) est générée (effet thermocouple).
La plupart des ohmmètres utilisent une tension continue pour mesurer la vraie résistance et non une impédance. Si la connexion à Rx génère un effet thermocouple, il est certain que cette F.E.M. viendra s’ajouter ou se soustraire à la chute de tension générée par le courant de mesure occasionnant une erreur sur la valeur de la résistance. Ceci peut être facilement éliminer en faisant deux mesures et en inversant le courant lors de la seconde mesure, les deux mesures sont ensuite moyennées afin d’obtenir le bon résultat

Rx = (R1 + R2)/2

La plupart des milliohmmètres SEFELEC offrent la possibilité de faire une mesure en courant positif ou négatif et de faire en automatique la moyenne des deux avec affichage de la valeur moyennée. Des précautions simples doivent être également prises lorsque l’on réalise les connexions. Les matériaux utilisés doivent être choisis avec soin car par exemple le Laiton plaqué Nickel utilisé pour faire des pinces Kelvin générerait une très grande F.E.M. si utilisé avec des fils de cuivre. Pour de meilleurs résultats il est recommandé d’utiliser un couple de métaux qui ne génère pas de F.E.M. thermocouple
( par exemple du cuivre non plaqué ou du laiton).

3. POUR QUI
De nombreuses applications industrielles nécessitent la mesure précise de la résistance électrique des matériaux et nous en donnons ci-dessous quelques-unes.
Fabricant de composants telles que les résistances, les inductances qui doivent être vérifiées pour voir si les produits sont dans leur tolérance en laboratoire et en production
Fabricant de contacts, de relais, de connecteurs pour vérification des spécifications des valeurs de résistances de contact
Fabricant de câbles pour la vérification de mesures de résistances linéiques.
Fabricant de moteurs et de générateurs électriques
Fabricant de fusibles
Fabricant d’avions, de véhicules militaires et de bateaux pour la mesure de résistance de continuité des masses et de métallisation.

 

4. LE RCP2A en bref
Le RCP2A est un appareil de mesure de résistances de 0,001 mΩ  à 6000 mΩ avec des courants de 100mA, 1A ou 10 A.
Présenté en coffret fibre de verre et résine polyester de faible dimensions  (340x120x220 mm) avec un poids de 4 kg, son ergonomie lui permet d’être utilisé soit posé au sol soit porté en bandouillère ou sur le thorax.
Un grand afficheur à cristaux liquides rétro-éclairé associé à un clavier à touches permettent une utilisation très simple et très intuitive.

 

Gamme

Courant

Résolution

Précision

6 mΩ

1A / 10A

1µΩ

(0,1% lect+0,1% PE)

60 mΩ

1A / 10A

10µΩ

(0,1% lect+0,1% PE)

600 mΩ

1A / 10A

100µΩ

(0,1% lect+0,1% PE)

6000 mΩ

0,1A / 1A

1mΩ

(0,1% lect+0,1% PE)

 


Traçabilité des mesures
Le logiciel RCP2PRO permet depuis un environnement de type logiciel tableur, de décrire l’ensemble des mesures à réaliser avec des paramètres de courant et de seuil différents pour chacune d’elles. Le téléchargement du PC vers le milliohmmètre RCP2A de la séquence de mesure se fait grâce à une liaison RS232. Après avoir effectué tout ou partie des mesures, celles-ci peuvent être sauvegardées dans un format tableur par un transfert de données du milliohmmètre RCP2A vers le PC.

 

Les points forts du RCP2A
► Spécifications de mesure adaptées aux besoins du marché.
► Ergonomie : poids et volume réduits
► Interface opérateur convivial
► Batteries NiMH interchangeables de grande capacité ( >1000 mesures sous 10A)
► Logiciel RCP2PRO et mode SEQUENCE permettant la traçabilité des mesures
► Télécommande à distance avec afficheur LCD pour l’ensemble des fonctionnalités
► Interface RS232 avec PC
► Gamme complète d’accessoires (pointes bipolaires, pinces Kelvin, rallonges jusqu’à 100 mètres, …)
► Validation par Airbus

   

 

 

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