Pour réaliser une mesure de précipitation, il nous faut :
- un collecteur,
- une surface définie,
- un système de mesure.
On pourrait utiliser, comme dispositif de recueil et de mesure, une bassine posée au sol, mais on devrait alors s'attendre à des influences dégradant la mesure : éclaboussures, pousse de la végétation, évaporation plus ou moins importante de l'eau stockée. 
Pour éviter ces inconvénients, on utilise un pluviomètre dont la surface réceptrice se situe à 1 mètre du sol à Météo-France.
(Recommandation OMM : 0,5 m < H < 2 m)
Quelle mesure : le volume, la hauteur, la masse de l'eau ?
1 Mesure d'un volume et déduction de la hauteur
Connaissant la surface de captation S, on peut mesurer le volume V pour calculer la hauteur h des précipitations.
Toutefois, cette méthode, compte tenu de l'effet de dilation de l'eau en fonction de la température, est une méthode entraînant une erreur d'estimation.
Dans le cas d'un pluviomètre manuel à lecture directe, nous lisons directement la valeur de la hauteur de précipitation. Cette échelle est construite à partir du même procédé, mais prend en compte une correction d'échelle minimisant l'erreur due à la dilation du volume d'eau.
2 Mesure de la masse et déduction de la hauteur
Principe de fonctionnement d'un système à augets basculants :
Lorsque l'auget se remplissant contient une masse d'eau dite critique, celui-ci bascule, se vide et permet au deuxième auget de se remplir.
Dans le cadre d'une mesure automatique, on préfère mesurer une masse et en déduire une hauteur de précipitation.
Connaissant approximativement 
(l'eau de pluie n'est pas pure) et la surface de captation, on pourra calculer une hauteur à partir de la mesure de masse.
Prenons l'exemple du pluviomètre automatique communément utilisé à Météo-France.
La surface de captation vaut S = 1 000 cm², soit S = 105 mm²
La masse critique, masse pour laquelle l'auget va basculer, vaut mc = 20 g
La masse volumique de l'eau, vaut = 1000 kg.m-3 soit = 10-3g.m-3
Application numérique. :
Pour chaque basculement d'auget, nous enregistrons une hauteur de précipitation de 0,2 mm.
Les erreurs de mesure
la mesure de pluviométrie est toujours sous-estimée.
Les erreurs de mesure sont dues essentiellement :
- aux grandeurs d'influence (vent, température) ;
- aux caractéristiques et à l'état du cône de réception (chauffage, dégradation du revêtement du cône) ;
- à l'implantation du capteur ;
- au transducteur (erreur de surremplissage, mauvais basculements des augets) ;
- à la résolution temporelle (temps que mettra l'auget à se remplir) ;
- au défaut de maintenance.
1. Grandeurs d'influences
1.1 Le vent
Un des effets de la hauteur de captation à 1 m est la traînée aérodynamique en aval et en amont du cône de réception. Bien entendu, la forme de ce dernier influe plus ou moins sur cette turbulence aérodynamique. Plusieurs formes de pluviomètres existent.
La forme idéale est la forme dite de « verre à pied » provoquant le moins de turbulence.
La force du vent a également un effet non négligeable sur la sous-estimation de RR.
En présence de vent, les filets d'air sont déformés par le pluviomètre lui-même, des courants d'air verticaux sont créés en fonction de la forme des pluviomètres. Cela génère un défaut de captation qui dépend de la vitesse du vent et de la forme du pluviomètre.
1.2 La température
Le cône, bien que peint en blanc pour éviter l'échauffement dû au rayonnement solaire, n'est pas à la température de l'air, la goutte en s'écoulant s'échauffe. Si la précipitation est faible, il peut se produire une évaporation partielle.
Néanmoins, cette évaporation abaisse la température du cône et, de ce fait, compense partiellement cette erreur.
2. Caractéristiques et état du cône de réception
2.1 La qualité du revêtement : mouillage
La granulosité du revêtement, une peinture éventuellement écaillée favoriseront une accumulation des précipitations sur le cône. Cela fera d'autant moins d'eau mesurée.
Si la pluie est faible, une évaporation des gouttes sur le cône rendra définitivement impossible cette mesure.
Par expérience, on a pu noter que cette rétention d'eau pouvait dépasser 5 g.
2.2 Le réchauffage : évaporation
Pour permettre la mesure de la neige et pour éviter que des congères se forment dans le cône de captation, un système de réchauffage est disponible sur certains pluviomètres. Même si le réchauffage est limité, cela peut entraîner également une évaporation partielle de la précipitation.
3. Implantation
3.1 Horizontalité
Une autre source de perturbation pour la mesure des précipitations est l'implantation même du pluviomètre. Une mauvaise horizontalité du cône diminuera la surface de captation.
3.2 L'environnement d'implantation
Nous ne détaillerons pas ici les conditions d'implantation d'un pluviomètre, cela fera l'objet d'un paragraphe consacré aux contraintes d'installation et à la maintenance.
4. Le système de mesure
4.1 Frottements
Le basculement des augets, destinés à évacuer l'eau recueillie, peut également poser un problème, lié à l'usure ou à la salissure de l'axe de rotation autour duquel pivotent les augets. Un nettoyage ou un changement pourront résoudre le problème. On évitera de graisser cet axe, la graisse collectant la poussière, ce qui aurait pour effet d'aggraver, à terme, le problème.
4.2 L'erreur de surremplissage
Nous avons vu que le principal handicap, lors de la mesure des précipitations, est la sous-estimation de la mesure. Cette sous-estimation peut être également causée par le phénomène de surremplissage.
Le basculement de l'auget n'est pas instantané et, bien qu'ayant atteint la masse d'eau requise pour le basculement, l'auget tout en basculant continue à se remplir un peu.
Lorsque les précipitations sont intenses, l'erreur peut atteindre 17 % pour une pluie de 300 mm/h
Ce type de pluie existant régulièrement sous les tropiques, la façon de minimiser cette erreur a été de réduire la surface de captation des pluviomètres sous les tropiques. Alors qu'un pluviomètre de la métropole adopte une surface de captation de 1 000 cm², celui des tropiques utilise une surface de 400 cm².
5. Les erreurs dues aux problèmes de maintenance
La principale erreur est liée au bouchage partiel ou total du cône, qui, dans le meilleur des cas, baisse le débit. Une maintenance régulière de premier degré réduira fortement ce type d'erreur.
6. Mesure des précipitations solides
Constatation : les précipitations solides ont souvent la mauvaise habitude de ne pas atteindre le système de mesure. Pour les pluviomètres automatiques, on réchauffe le cône pour faire fondre la neige et également éviter la formation de congères.
La variabilité
Variabilité temporelle
Du fait de la nature même des précipitations (stratiforme, orageuse…), il est nécessaire de mesurer :
- une intensité moyenne (hydrologie pour ruissellements lents) ;
- une intensité instantanée (ruissellement rapide pour le dimensionnement des buses, gouttières, toits, terrasses, etc.).
Intensité moyenne et intensité instantanée
Imaginons le passage pluvieux d'un nuage convectif de faible dimension. Il va générer sous son passage de fortes variations de précipitations. L'intensité va alors varier de manière importante.
En calculant l'aire, on sera à même de déterminer une intensité moyenne. Elle sera très différente de l'intensité maximale.
Une méthode plus immédiate consiste à calculer :
où :
rr : quantité de précipitation en mm
t : durée de l'épisode pluvieux
Mais entre intensité moyenne et intensité instantanée, quel est le paramètre le plus informatif ?
Cela dépend des utilisateurs :
- Pour les services de l'Equipement ou les entreprises de travaux publics routiers, il est nécessaire de calculer l'intensité maximale pour calibrer les évacuations d'eau. Or, l'hydrologue ne dispose pas de cette valeur. Il l'extrapole en multipliant l'intensité moyenne par des coefficients dits de sécurité (minimisation du risque).
- Pour les agriculteurs, l'intensité moyenne suffit. Cela leur permet de déterminer la quantité d'eau qui a infiltré, ruisselé, évaporé.
Variabilité spatiale
La représentativité d'un orage est très différente de celle d'un secteur chaud. Dans le premier cas, on se situe à l'échelle infrasynoptique, voire aérologique ; dans le second, on se situe à l'échelle synoptique. Par exemple, un orage peut avoir lieu à Toulouse-Blagnac où l'on enregistrera plusieurs dizaines de millimètres, alors que le pluviomètre de l'École Nationale de la Météorologie n'indiquera que quelques millimètres.
Cet exemple montre la nécessité d'avoir un réseau de mesure dense et aussi capable de répondre rapidement aux variations d'intensité. La complémentarité radar/pluviomètre sera très utile pour répondre à la détection spatiale des précipitations. En outre, on adoptera un système dont le pas de temps est inférieur à la minute et la précision de l'ordre du 1/10 de mm.
soit 
