Nous présentons les principaux résultats obtenus dans le cadre du projet ANR-TRIMET dont l’objectif était la fermeture du triangle métrologique quantique (TMQ) à un niveau d’incertitude relative de 10^-6. L’expérience du TMQ consiste à réaliser une loi d’Ohm en utilisant les trois effets quantiques impliqués en métrologie électrique : l’effet Josephson (EJ), l’effet Hall quantique (EHQ) et l’effet tunnel à un électron (SET). Le but est de vérifier la cohérence des constantes phénoménologiques K_J, R_K, Q_X, associées respectivement à ces trois effets et théoriquement exprimées en fonctions des deux constantes fondamentales, h et e (constante de Planck et charge élémentaire). Cette expérience est une contribution importante à une redéfinition du Système international d’unités (SI). Nous montrons aussi que la fermeture du TMQ permettra la mise en oeuvre d’une nouvelle détermination de la charge élémentaire, e.

Pour combler le domaine des fréquences intermédiaires 100 kHz–100 MHz, dans lequel subsiste actuellement un manque de traçabilité des mesures d’impédance pour les appareils commerciaux récents, le LNE a établi la traçabilité d’un analyseur de réseaux vectoriel (VNA) 4 ports et appliqué la méthode de Suzuki pour mesurer des impédances quatre paires de bornes (Z4TP). Afin d’établir la traçabilité du VNA 4 ports, utilisé pour mesurer Z4TP, le LNE a étudié successivement deux solutions. Nous avons développé des résistances calculables à couches minces quatre paires de bornes (4TP), puis nous avons établi la traçabilité de la méthode de calibrage Unknown Thru (ou SOLR). Nous présentons les deux solutions et les résultats de mesure obtenus jusqu’à 10 MHz pour une capacité de 1 000 pF avec les incertitudes associées.

Cette publication présente la réalisation d’un nouvel étalon de puissance à partir d’une sonde à thermocouple commerciale. Un étalonnage au microcalorimètre a été effectué afin de déterminer l’efficacité effective de la sonde. Un étalonnage par la méthode de transposition thermique a contribué à valider les résultats obtenus au microcalorimètre. Le LNE s’est doté ainsi d’un nouvel étalon de puissance pour les basses fréquences.

Deux comparateurs de courants à annulation de flux magnétiques ont été conçus dans les années 1970 au LCIE (Laboratoire Central des Industries Electriques) pour servir de référence métrologique pour l’étalonnage des transformateurs de courant de fortes intensités jusqu’à 50 kA aux fréquences industrielles 50 Hz, 60 Hz et 400 Hz. Les dispositifs électroniques auxiliaires ont également été conçus, il s’agit d’un dispositif de charge fictive et d’un dispositif d’injection de courant d’erreur capable de fournir avec une grande exactitude les composantes en phase et en quadrature de l’erreur du transformateur de courant à étalonner. Cet article présente les travaux effectués au LNE pour redéfinir entièrement ces deux dispositifs en abandonnant le système à asservissement direct de l’ancien équipement et en le remplaçant par un système à asservissement par logiciel offrant la possibilité d’améliorer la stabilité et l’incertitude de mesure et de contrôler l’ensemble à distance via une connexion USB et donc d’automatiser complètement les mesures.

Cet article présente nos travaux pour la mesure de la permittivité complexe de liquides, réalisés dans le cadre d’un projet européen de recherche enmétrologie intitulé « Traceable measurement of field strength and SAR for the Physical Agents Directive ». Ce projet avait notamment pour but d’établir la traçabilité des mesures de débit d’absorption spécifique au SI jusqu’à 10 GHz. Nous utilisons un analyseur de réseau vectoriel pour mesurer le paramètre S21 de cellules coaxiales contenant le liquide à caractériser (un liquide de référence ou un liquide équivalent tissu). La méthode employée ne nécessite pas que l’analyseur de réseau soit étalonné en termes d’impédance. En effet, seules la longueur des cellules coaxiales et la fréquence de travail ont besoin d’être connues.

Cet article présente le développement d’un nouveau microcalorimètre symétrique sur ligne coaxiale de diamètre 2,4 mm ainsi que le développement des sondes de puissance thermoélectriques associées utilisées comme étalons de puissance radiofréquence. L’efficacité effective est mesurée et les résultats sont présentés pour deux types de sondes.

Une méthode permettant de déterminer les propriétés électromagnétiques d’une couche mince de titano-zirconate de plomb (PZT) est présentée dans cet article. Dans un premier temps nous exposons une méthode large bande permettant l’extraction des propriétés intrinsèques d’un substrat supportant une ligne coplanaire (CPW), puis nous procédons à un étalonnage TRL afin d’extraire la permittivité de la couche mince de PZT intégrée à une topologie coplanaire.

Cet article présente la réalisation d’étalons de puissance à partir de sondes à thermocouples. Ce travail a été réalisé dans le cadre du développement d’un microcalorimètre pour un laboratoire national de métrologie étranger. L’étalonnage d’une telle sonde de puissance a été effectué afin de déterminer son efficacité effective et l’incertitude associée pour 21 fréquences jusqu’à 50 GHz. Le LNE étend ainsi son domaine de compétences à la réalisation de bancs de mesure primaires de puissance RF large bande (DC-50 GHz).

Un système de mesure de courant de choc de type 8/20 μs (temps de front, temps jusqu’à mi-valeur) avec des valeurs de crête comprises entre 5 kA et 50 kA a été caractérisé au sein du LNE. Ce système est constitué de capteurs de courant non-invasifs à large bande passante (maximum 4 MHz), d’un enregistreur numérique à haute résolution (12 bits) et haute fréquence d’échantillonnage (100 mégaéchantillons par seconde) ainsi que d’un logiciel qui pilote l’acquisition et le traitement de données. Les incertitudes de mesure élargies (k = 2) sont 1,4 mA·A⁻¹ pour la valeur de crête et inférieures à 15 ns·μs⁻¹ pour les paramètres temps.

Cet article décrit la procédure récemment mise en place au LNE pour l’étalonnage de références de transposition alternatif-continu en faible tension pour les fréquences allant de 10 Hz à 1 MHz. Un ensemble de micropotentiomètres a notamment été développé pour la prise en compte de la dépendance de ces références en fonction de la valeur de tension appliquée au cours de la procédure de step-down. Les premiers résultats de mesure sont présentés.