Utiliser un oscilloscope

Un oscilloscope est un voltmètre perfectionné qui permet de mesurer une tension tout en la visualisant en fonction du temps.

Comme les voltmètres numériques, l'oscilloscope possède deux bornes d'entrées. Il existe aussi des oscilloscopes double voie : ils permettent de visualiser en même temps deux tensions ce qui permet de les comparer.

Les oscilloscopes peuvent être d'apparences différentes mais on retrouve toujours les mêmes réglages et fonctions.

La face avant de l'oscilloscope se divise en trois parties.

1. L'écran.

Il est quadrillé pour permettre la réalisation des mesures.Un point lumineux défile régulièrement sur l'axe horizontal au centre de l'écran.

2. La partie en dessous de l'écran : sensibilité horizontale.

Cette partie permet principalement de régler la vitesse de défilement du point lumineux sur l'écran. Sur l'exemple on peut lire "10 ms / div". Le point lumineux met 10 millisecondes pour parcourir une division (qui correspond à un carreau): à cette vitesse on ne peut plus voir le point lumineux se déplacer sur l'écran comme il est actuellement représenté mais on observe juste une droite.Cette sensibilité représente l'échelle des temps sur l'axe horizontal de l'écran.

On trouve aussi sur cette partie les deux bornes d'entrées de l'oscilloscope, un bouton de mise en mémoire (sur les oscilloscope plus perfectionnés) pour conserver le signal et un bouton qui permet de déplacer horizontalement la courbe obtenue pour réaliser des mesures plus précises.

3. La partie à droite de l'écran.

Cette partie permet de régler l'échelle (ou le calibre) des tensions sur l'axe vertical de l'écran. Sur l'exemple on lit "5 V / div". Cela veut dire que chaque carreau sur l'axe vertical de l'écran représente 5 V.

Remarque : en Sciences, nous avons déjà réalisé des graphiques : ces réglages de l'oscilloscope correspondent aux choix d'échelles que nous faisions sur le papier millimétré pour les axes verticaux et horizontaux.

On trouve aussi sur cette partie un curseur qui peut être placé dans trois positions : GND (oscilloscope en attente); DC (mesure de toutes les tensions qu'elles soient continues ou alternatives) et AC (mesure uniquement des tensions alternatives, la composante continue étant supprimée).

 

Utilisation d'une animation pour la mesure d'une tension (ici une tension continue aux bornes d'une pile).

Nous venons d'observer l'écran d'un oscilloscope. Il y a de nombreux réglages possibles mais deux boutons de réglages sont essentiels pour la mesure d'une tension. en respectant bien l'ordre des manipulations, ouvrir l'animation sur la mesure d'une tension à l'oscilloscope.

1. Le bouton de droite permet de régler la vitesse de défilement du point lumineux. On remarque que dès 5 ms/div le point n'est plus visible et on observe juste un trait horizontal. Le bouton de gauche sert à modifier l'échelle des tensions (axe vertical de l'oscilloscope). La pile n'étant pas branchée, le point lumineux (ou spot) se déplace au centre de l'écran (U = 0 volt) quel que soit le calibre choisi.

2. Cliquer maintenant sur le second bouton blanc pour relier la pile de 4,5 V à l'oscilloscope. Sur le calibre 20 V/div le déplacement vertical du spot est trop faible pour permettre une bonne lecture de la tension et il faut sélectionner un autre calibre pour avoir une lecture plus précise. Ici c'est le calibre 2V/div qui permet une bonne lecture : le spot se déplace de 2,2 carreaux; la tension mesurée aux bornes de la pile est de :

U = 2,2 * 2 = 4,4 Volt

3. Si on inverse le sens de branhement de la pile (sélection du troisième bouton) le spot se déplace vers le bas de l'écran indiquant une tension négative de 4,4 Volt.