QCM : Mesurage et incertitudes — 15 questions

Explication

Le mesurage regroupe les opérations expérimentales qui permettent de déterminer une ou plusieurs valeurs attribuables à une grandeur mesurée. La comparaison d’instruments peut faire partie d’une étude, mais elle ne définit pas le mesurage.

Explication

Le mesurande est la grandeur physique recherchée, ici la température du liquide. La valeur affichée constitue la valeur mesurée, et non le mesurande lui-même.

Explication

La valeur vraie correspond à celle qu’un mesurage parfait permettrait d’obtenir, alors que la valeur mesurée est attribuée grâce à une expérience réelle. L’indication affichée et l’incertitude sont des éléments associés au mesurage, mais ne définissent pas ces deux valeurs.

Explication

Un mesurage n’étant jamais parfait, son résultat comporte toujours une incertitude. Cela ne signifie pas que l’appareil fournit nécessairement une valeur fausse, mais que la valeur obtenue n’est pas parfaitement certaine.

Explication

La justesse caractérise la proximité entre les indications de l’appareil et la valeur vraie, en tenant compte de l’incertitude prévue. La fidélité concerne plutôt la proximité entre plusieurs mesures répétées.

Explication

La fidélité est l’aptitude à produire des valeurs très voisines lors de mesures répétées dans les mêmes conditions. Un regroupement des résultats ne garantit pas, à lui seul, leur proximité avec la valeur vraie, qui relève de la justesse.

Explication

La sensibilité correspond à la plus petite variation de la grandeur mesurée qui entraîne une variation perceptible de l’indication. La fidélité et la justesse évaluent respectivement la répétabilité et la proximité avec la valeur vraie.

Explication

La précision associe rigoureusement la justesse et la fidélité d’un appareil. La détection des petites variations relève de la sensibilité, tandis que la répétabilité seule décrit la fidélité.

Explication

Les imperfections peuvent provenir de l’appareil, de l’opérateur, de la lecture de l’utilisateur ou du protocole expérimental. Une unité cohérente et une répétition contrôlée ne constituent pas en elles-mêmes des sources d’imperfection décrites ici.

Explication

Les erreurs aléatoires ou accidentelles sont liées aux imperfections de l’appareil et de l’opérateur. Les caractéristiques régulières de l’instrument ou de la méthode relèvent plutôt des erreurs systématiques.

Explication

Les erreurs systématiques proviennent généralement des caractéristiques de l’instrument, de la technique utilisée ou de l’intervention du manipulateur, avec un effet régulier. Les erreurs aléatoires sont associées à des imperfections qui peuvent varier d’une mesure à l’autre.

Explication

L’incertitude de mesure décrit la dispersion des valeurs plausibles attribuées à la grandeur mesurée. La notion d’écart ou de défaut de mesure correspond plutôt à l’erreur, qui ne se confond pas avec l’incertitude.

Explication

La relation entre la grandeur mesurée, la valeur mesurée et l’incertitude absolue est $X = X_m \pm \Delta X$, ce qui donne ici l’écriture proposée. Les autres valeurs résultent de calculs qui ne correspondent pas à l’incertitude fournie.

Explication

L’intervalle se calcule avec $[X_m - \Delta X,\, X_m + \Delta X]$, soit $[8,4 - 0,3,\, 8,4 + 0,3] = [8,1,\, 8,7]\ \text{V}$. Les intervalles proposés avec une seule borne ou une largeur différente ne traduisent pas cette relation.

Explication

Le résultat s’écrit en associant la valeur mesurée et l’incertitude absolue sous la forme $L = (12,8 \pm 0,1)\ \text{cm}$. Les autres incertitudes ne correspondent pas à la valeur absolue donnée pour cette mesure.