les multimetres numeriques

Ingénierie de Formation - Ressources Formatives
Direction de l’ingénierie
Notice Technique
LES MULTIMETRES NUMERIQUES
1 - DEFINITION
Les multimètres numériques sont des dispositifs aptes à mesurer des grandeurs électriques et à
les traduire sous forme d’un nombre lu directement sur un afficheur numérique.
2 -CRITERES DE CHOIX
• Grandeurs mesurées : Tension DC/AC, Courant DC/AC, Résistance
L’appareil peut en plus permettre des mesures de capacité, de fréquence et d’effectuer des
tests de diodes ou de continuité (avec signal sonore).
• Résolution, et nombre de points :
Ce sont 2 paramètres liés.
La résolution définit la plus petite variation pouvant être mesurée par l’appareil et est affectée
de l’unité correspondant au calibre de mesure sélectionné.
Le nombre de points (ou digits) définit le nombre d’unité de représentation.
• Grande impédance d’entrée (plusieurs : mégohm)
Correspondance entre Digits et Nombre de points (Nb Pts)
Exemple : 2000 points - Chaque unité affichée représente 1/2000 du calibre soit 2000mV le plus
petit calibre de l’appareil et 2000 le nombre de points de mesure, la résolution de la
mesure est donc de 1/2000 X 2000mV c’est à dire 1mV
Digits
Nb Pts
3
1000
3½
2000
3¾
4000
4
10000
4½
20000
4¾
40000
• Précision :
C’est l’erreur maximum de la différence entre la valeur indiquée et la valeur réelle.
Elle est souvent donnée en un pourcentage de la valeur lue ± un nombre de points”
(% val, lue ± n Points).
• Sécurité :
L’appareil doit être protégé contre les surcharges et les erreurs de manipulation et doit
garantir la sécurité de l’utilisateur (norme NF EN 61010-1), notamment en ce qui concerne
les catégories d’installation et de surtension.
Valeurs efficaces et tensions
continues en volts
Référence :
Code département :
DPC/EMSA-M2S4s47NT-09-T.doc
Tension de tenue aux chocs, en volt
Cat. I
Cat. II
Cat. III
Cat. IV
50
330
500
800
1 500
100
500
800
1 500
2000
150
800
1 500
2 500
4 000
300
1 500
2 500
4 000
6 000
600
2 500
4 000
6 000
8 000
1 000
4 000
6 000
.8 000
12 000
Ressources formatives – Electricien de Maintenance des Systèmes Automatisés
afpa  28/04/09– DI – D BTP – Toulouse
1/4
N° d'étude : 02182
Version 1– Création : 2000
Mise à jour : 28/04/2009
Ingénierie de Formation - Ressources Formatives
Direction de l’ingénierie
Notice Technique
• Mesure en valeur efficace J efficace vraie et facteur de crête :
Valeur efficace (RMS) :
La mesure de la valeur efficace vraie est calculée à partir de la valeur moyenne du signal
selon la formule : Veff =
V max
2
Mais plus la forme du signal s’éloigne d’une sinusoïde, plus la valeur efficace du signal
mesuré est inexacte. L’appareil devra alors permettre des mesures en valeur efficace vraie
(TRMS) de façon à afficher des mesures significatives.
Valeur efficace vraie (TRMS) :
La valeur efficace vraie d’un signal de forme quelconque et périodique est équivalente à la
tension continue qui générerait la même dissipation d’énergie dans une résistance R où f(t)
T
représente la fonction mathématique du signal. Veff .vrai =
1 2
f (t )dt
T ∫0
Facteur de crête :
C’est le rapport entre la valeur crête et la valeur efficace :
Plus le facteur de crête est élevé, plus la mesure sera précise dans le cas de signaux à forte :
distorsion
Il existe sur le marché deux familles de pinces ampèremétriques:
•
celles à transformateur d’intensité (TI) permettant de mesurer uniquement des courants alternatifs.
Le signal de sortie est un courant (ou une tension si ta pince est
équipée d’un convertisseur courant/tension).
•
celles dotées d’une cellule à effet Hall permettant de mesurer aussi
bien des courants continus que des courants variables périodiques
avec (ou sans) composante continue. Le signal de sortie est une
tension.
Le signal (courant ou tension) délivré par la sonde est directement
exploitable par un appareil de mesure (oscilloscope, multimètre,
enregistreur). Si l’on souhaite connaître la valeur efficace du signal de
mesure il faut prendre garde à bien choisir son circuit intégré
convertisseur efficace. II en existe deux types :
− le convertisseur RMS (Root Mean Square) qui ne calcule que la
valeur efficace d’un signal sinusoïdal.
− le convertisseur efficace vraie TRMS qui calcule la valeur efficace
d’un signal de mesure quelconque.
Les pinces ampèremétriques avec afficheur numérique possèdent un convertisseur efficace (voir page
6)
L’illustration suivante résume d’une façon générale le choix d’une pince ampèremétrique en fonction
de la forme et de la nature du signal.
Référence :
Code département :
DPC/EMSA-M2S4s47NT-09-T.doc
Ressources formatives – Electricien de Maintenance des Systèmes Automatisés
afpa  28/04/09– DI – D BTP – Toulouse
2/4
N° d'étude : 02182
Version 1– Création : 2000
Mise à jour : 28/04/2009
Ingénierie de Formation - Ressources Formatives
Direction de l’ingénierie
Notice Technique
Principe du transformateur d’Intensité
Le
courant
I1
circulant
dans
la
bobine B1 crée une
excitation magnétique
de fréquence et de
forme Identique à ce
courant. Les lignes
de
champs
sont
canalisées par le
circuit magnétique et traversent les enroulements
de la bobine B2. D’après la loi de Lenz, les
variations du flux dans la bobine B2 donnent
naissance à une force électromotrice. Lorsque la
bobine B2 est en charge ou en court-circuit, un
courant I2 circule. Le courant est lié à I1 par la
relation suivante :
n1× I1 = n 2 × I2 ⇒ I2 =
n1
× I1
n2
Le rapport n1/n2 (n1 nombre de spires au primaire
I n2 nombre de spires au secondaire) est appelé
rapport de transformation. Les valeurs types sont
1/100 et 1/1000.
La pince ampèremétriques est un cas particulier du
transformateur d’Intensité puisqu’en pratique n1=1
(le conducteur dans lequel le courant I1 circule
joue le rôle de la bobine B1)
Un TI ne doit jamais être en circuit ouvert lorsqu’un
courant circule au primaire. Le choix du courant
secondaire doit respecter le calibre d’entrée des
appareils en aval.
Le circuit magnétique de la sonde à effet Hall est muni d’un
entrefer dans lequel est Insérée une plaquette de semiconducteurs.
Aux bornes d’une plaquette de semi-conducteurs traversée
par un courant Ip constant et soumise à une induction
magnétique.
B
appliquée
perpendiculairement
à
la
direction de circulation du courant apparaît une tension V. Cette tension
est proportionnelle au courant de polarisation Ip et à l’induction B qui est
l’image du courant I1 circulant dans la bobine B1. Toutes les sondes à
effet Hall nécessitent donc une alimentation interne. Le signal de sortie est
une tension proportionnelle au courant I1 qu’il soit alternatif ou continu.
La relation entre la tension de sortie et le courant à mesurer est sous la
forme 1OOmV/A (par exemple).
Référence :
Code département :
DPC/EMSA-M2S4s47NT-09-T.doc
Ressources formatives – Electricien de Maintenance des Systèmes Automatisés
afpa  28/04/09– DI – D BTP – Toulouse
3/4
N° d'étude : 02182
Version 1– Création : 2000
Mise à jour : 28/04/2009
Ingénierie de Formation - Ressources Formatives
Direction de l’ingénierie
Notice Technique
D’autres paramètres critiques sont à considérer :
- Etendue de mesures
- Ouverture des mâchoires
- Type de connecteurs (douilles de sécurité ou câble coaxial)
- Tension de service (norme EN 6010-2-032).
II est important de connaître la valeur maximale de tension d’un conducteur de courant non isolé en cours d’essai par
rapport à la terre
- Bande passante
- Déphasage lors de la mesure de puissance
Pour des mesures de puissances, il faut privilégier le choix d’un fort rapport de transformation en utilisant un appareil
de mesure suffisamment sensible pour supporter un faible courant.
Référence :
Code département :
DPC/EMSA-M2S4s47NT-09-T.doc
Ressources formatives – Electricien de Maintenance des Systèmes Automatisés
afpa  28/04/09– DI – D BTP – Toulouse
4/4
N° d'étude : 02182
Version 1– Création : 2000
Mise à jour : 28/04/2009