Qu'est-ce que c'est ?
Actividades científicas sobre este tema
Avec l'application FizziQ, il est possible de quantifier la précision d'un capteur en répétant une même mesure.
Étapes :
Ouvrir FizziQ et sélectionner le capteur de pression. Poser le smartphone sur la table et enregistrer la pression pendant 30 secondes sans toucher l'appareil.
Exporter les données et calculer la moyenne et l'écart-type de la série de mesures obtenue.
Recommencer l'expérience en posant le smartphone à un autre endroit de la salle. Comparer les écarts-types obtenus.
Interpréter les résultats : l'écart-type représente la précision du capteur dans ces conditions. Discuter des facteurs qui pourraient affecter cette précision (vibrations, courants d'air, température).
Actividades científicas sobre este tema
Plusieurs expériences facilement réalisables avec un smartphone, une tablette ou un ordinateur permettent d'étudier la précision des mesures expérimentales.
1 : Évaluer la qualité d'un capteur - Analyse de la précision d'un capteur : https://www.fizziq.org/team/evaluer-un-capteur
2 : Incertitude - Analyser les incertitudes de mesures : https://www.fizziq.org/team/incertitude
3 : Période d'un pendule - Construire un dispositif pour déterminer avec précision la période d'un pendule : https://www.fizziq.org/team/p%C3%A9riode-d'un-pendule
4 : Latitude et gravité - Mesure de la constante de gravité g et sa variation selon la latitude : https://www.fizziq.org/team/latitude-et-gravite
Actividades científicas sobre este tema
Précision, justesse et exactitude selon la norme ISO
La norme ISO 5725 définit rigoureusement ces trois concepts. La justesse est la proximité de la moyenne des mesures avec la valeur vraie. La précision est la proximité des mesures entre elles. L'exactitude combine les deux : un résultat est exact s'il est à la fois juste et précis. Cette distinction est fondamentale en métrologie.
Répétabilité et reproductibilité
La précision se décline en deux sous-concepts. La répétabilité concerne les variations observées quand le même opérateur refait la mesure dans les mêmes conditions. La reproductibilité concerne les variations quand des opérateurs différents ou des conditions différentes sont utilisés. La reproductibilité est toujours moins bonne que la répétabilité.
Précision et nombre de mesures
L'incertitude sur la moyenne diminue comme 1/√n, où n est le nombre de mesures. Passer de 1 à 4 mesures divise l'incertitude par 2. Passer de 4 à 16 mesures la divise encore par 2. Il y a donc un compromis entre le temps passé à mesurer et le gain en précision.
Applications industrielles
En production industrielle, la précision des instruments détermine les tolérances de fabrication. Une pièce mécanique destinée à un moteur d'avion exige une précision de l'ordre du micromètre. En pharmacie, la précision des balances conditionne le dosage des principes actifs. Chaque domaine définit la précision minimale acceptable pour ses applications.
Formule
La précision se quantifie par l'écart-type des mesures répétées :
σ = √[ Σ(xᵢ - x̄)² / (n - 1) ]
Signification : σ : écart-type (dans l'unité de la grandeur mesurée) xᵢ : valeur de la mesure i x̄ : moyenne des n mesures n : nombre de mesures réalisées
Exemples d'application
- Un tireur à l'arc dont les flèches sont groupées au même endroit est précis, même si elles ne sont pas au centre
- Un GPS qui affiche toujours la même position à ±2 m est plus précis qu'un GPS variant de ±20 m
- Un pèse-personne qui affiche 72,3 kg puis 72,4 kg puis 72,3 kg est précis
- Un chronomètre manuel actionné par un humain est moins précis qu'un chronomètre à cellule photoélectrique
- La mesure de température corporelle au thermomètre frontal est moins précise qu'au thermomètre rectal
FAQ
Q : Quelle est la différence entre précision et justesse ?
R : La précision mesure la dispersion des résultats entre eux. La justesse mesure l'écart entre la moyenne des résultats et la valeur vraie. Un instrument peut être précis sans être juste, et inversement.
Q : Comment améliorer la précision d'une mesure en classe ?
R : On peut moyenner plusieurs mesures, stabiliser les conditions expérimentales, utiliser un capteur de meilleure qualité ou réduire les sources de vibration et de perturbation.
Q : Combien de mesures faut-il répéter ?
R : En pratique, 5 à 10 mesures suffisent pour estimer la précision en classe. Plus on répète, plus l'estimation de l'écart-type est fiable.
Q : La précision dépend-elle de l'opérateur ?
R : Oui, surtout pour les mesures manuelles. Un opérateur entraîné obtient généralement des résultats plus précis qu'un débutant.
Q : Peut-on avoir une précision meilleure que la résolution ?
R : En moyennant de nombreuses mesures, on peut effectivement atteindre une précision meilleure que la résolution de l'instrument, grâce au moyennage statistique.