L`ABC des pinces multimètres

L'ABC des pinces multimètres
Avec les progrès technologiques
réalisés en matière d'équipement
et de circuits électriques, les
électriciens et les techniciens
ont de nouveaux défis à relever.
Compte tenu de ces progrès, les
appareils de mesure actuels doivent
se doter de capacités accrues et
ses utilisateurs doivent acquérir
des compétences supplémentaires.
Un électricien maîtrisant bien les
bases essentielles des appareils de
mesure est mieux préparé à relever
les défis actuellement associés aux
tests et au dépannage. La pince
multimètre constitue un élément
essentiel et incontournable de la
boîte à outils des électriciens et des
techniciens.
Il s'agit d'un testeur électrique
combinant un voltmètre et un
ampèremètre à pince. Comme le
multimètre, cette pince a quitté
l'ère analogique pour entrer dans
l'univers numérique actuel. Créée
initialement comme un outil de
diagnostic spécialisé destiné aux
seuls électriciens, elle a évolué pour
intégrer davantage de fonctions
de mesure et de précision sur
les nouveaux modèles, certains
instruments offrant des fonctions de
mesure très spécifiques. Les pinces
multimètres actuelles possèdent la
plupart des fonctions de base d'un
multimètre numérique, mais se
sont dotées d'un transformateur de
courant intégré.
L'action du transformateur
La capacité des pinces multimètres
à mesurer les courants AC élevés
s'appuie sur une action de
conversion simple. Lorsque vous
fixez les mâchoires ou la sonde
de courant souple de l'instrument
Qu'est-ce qu'une pince multimètre et à quoi sert un tel objet?
Quelles mesures peut-on prendre avec une pince multimètre?
Comment tirer le meilleur parti d'une pince multimètre? Quelle
pince multimètre est la mieux adaptée à l'environnement dans
lequel elle sera utilisée? Les réponses à ces questions se
trouvent dans cette note d'application.
autour d'un conducteur porteur d'un
courant AC, ce courant, couplé à
travers les mâchoires comme dans
le noyau de fer d'un transformateur
de puissance, pénètre dans un
enroulement secondaire raccordé
entre les extrémités du shunt de
l'entrée du multimètre. Un courant
beaucoup plus faible est fourni à
l'entrée du multimètre en raison
du ratio du nombre d'enroulements
secondaires par rapport au nombre
d'enroulements primaires entourant
le noyau. D'ordinaire, l'enroulement
primaire correspond au conducteur
unique autour duquel les mâchoires
ou la sonde de courant souple est
fixée. Si l'enroulement secondaire
comporte 1000tours, le courant
secondaire représente 1/1000e du
courant circulant dans le bobinage
primaire ou, en l'occurrence, dans
le conducteur faisant l'objet de la
mesure. Ainsi, 1A de courant dans le
Choisissez une pince multimètre dont les caractéristiques nominales permettent de prendre en charge l'environnement
électrique dans lequel vous travaillerez, ainsi que la résolution et la précision de mesure dont vous aurez besoin pour
vos tests.
Note d'application

2 Fluke Corporation L'ABC des pinces multimètres
conducteur testé produira 0,001A
ou 1mA de courant à l'entrée
du multimètre. Cette technique
permet de mesurer facilement des
courants beaucoup plus élevés en
augmentant le nombre de tours de
l'enroulement secondaire.
Les pinces multimètres
mesurent toute combinaison de
courant alternatif et continu. Cela
concerne notamment le courant
DC statique et de charge, ainsi que
le courant secteur (AC). Les pinces
multimètres mesurent le courant
DC à l'aide de pinces à effet Hall,
des sortes de magnétomètres
capables de détecter la force
d'un flux magnétique appliqué.
Contrairement à un capteur inductif,
la pince à effet Hall fonctionne
lorsque le flux magnétique appliqué
est statique et non pas variable.
Elle fonctionne également pour les
champs magnétiques alternatifs.
Une pince multimètre comporte un
noyau de fer toroïdal qui, lors du
serrage, se couple avec un circuit
intégré à effet Hall dans l'espace
compris entre les deux parties, de
manière à canaliser à travers elle
le flux magnétique induit issu du fil
porteur de courant.
Choix de votre pince
multimètre
L'achat d'une pince multimètre
nécessite un examen des
spécifications, des caractéristiques
et des fonctions, ainsi que de la
valeur globale conférée par la
conception du multimètre et le soin
apporté à sa production.
Plus que jamais, la fiabilité du
dispositif revêt toute son impor-
tance, plus particulièrement dans
des conditions difficiles. Les ingé-
nieurs d'étude de Fluke mettent un
point d'honneur à placer la fabrica-
tion de ces outils sous le signe de
la robustesse, tant d'un point de vue
électrique que mécanique. Lorsque
les pinces multimètres Fluke sont
prêtes à rejoindre les caisses à
outils, elles ont fait l'objet de toute
une série de tests et d'évaluations
des plus rigoureux.
La sécurité de l'utilisateur doit
prévaloir dans le choix d'une
pince multimètre, ou de tout autre
appareil de mesure électrique. En
plus d'être conformes aux normes
électriques les plus récentes, les
pinces multimètres conçues par
Fluke sont toujours testées par des
organismes indépendants, puis
répertoriées par des laboratoires de
test indépendants agréés tels que
CSA, TÜV, etc. Seuls ces agréments
vous assurent la conformité d'un
testeur électrique à ces nouvelles
normes de sécurité.
Utilisation d'une pince
multimètre dans des
situations difficiles
Les électriciens et les techniciens
ont besoin d'utiliser des pinces
multimètres dans les situations
non optimales. Les pinces
multimètres les plus récentes
s'appuient sur la sonde de courant
iFlex™ flexible pour permettre les
mesures dans les cas où l'accès
est difficile: armoires étroites,
chemins de câbles ou conducteurs
encombrants.
Lorsque la mesure doit être
effectuée à distance, une pince
multimètre à afficheur amovible
(telle que le modèle Fluke 381)
permet de ne pas consulter les
résultats sur les lieux même de la
mesure. Une personne seule peut
donc effectuer la mesure.
Résolution, chiffres
et points
La résolution définit le degré de
finesse des mesures que peut
atteindre une pince multimètre.
En connaissant la résolution d'une
pince multimètre, vous pouvez
déterminer s'il est possible de
percevoir une petite variation du
signal mesuré. Si, par exemple, la
pince multimètre a une résolution de
0,1A sur une plage de 600A, il est
possible de percevoir une variation de
0,1A sur une indication de 100A.
Vous n'achèteriez pas une règle
graduée uniquement en centimètres
pour effectuer une mesure au
millimètre. De même, vous devez
choisir une pince multimètre capable
d'afficher la résolution dont vous avez
besoin pour vos mesures.
Utilisez une sonde de courant souple pour les cas comme celui-ci, où des conducteurs de
grande taille rendent difficile l'utilisation des mâchoires de la pince multimètre.

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Précision
La précision définit la plus
forte erreur autorisée dans des
conditions d'utilisation spécifiques.
Elle signale le degré de fidélité
de la mesure affichée par la pince
multimètre au regard de la valeur
réelle du signal mesuré.
La précision d'une pince
multimètre est en général exprimée
en pourcentage de la mesure. Avec
une précision de 3%, une mesure
affichée de 100A correspond à une
valeur réelle du courant comprise
entre 97,0 et 103,0A.
Les caractéristiques peuvent
également inclure l'ajout d'un
ensemble de chiffres à la
spécification de précision de base.
Celle-ci indique de combien de
points le chiffre le plus à droite
de l'affichage peut varier. Ainsi, le
précédent exemple de précision
peut être noté sous la forme ±
(2% +2). En conséquence, pour
une mesure affichée de 100,0A,
le courant réel peut être estimé à
une valeur comprise entre 97,8 et
102,2A.
Facteur de crête
Avec le développement des
alimentations électroniques, le
courant absorbé à partir du système
de distribution électrique actuel
ne correspond plus à des ondes
sinusoïdales de 60 ou 50Hertz
pures. Ces courants ont en effet
subi une sérieuse distorsion, en
raison du contenu harmonique créé
par ces alimentations électriques.
Toutefois, des composants du
système de distribution électrique
tels que les fusibles, les barres
d'alimentation, les conducteurs
et les éléments thermiques ont
des valeurs nominales spécifiées
en courant RMS, parce que leur
principale limitation est liée à
la dissipation de chaleur. Pour
vérifier la présence d'une surcharge
éventuelle sur un circuit, il
faut mesurer le courant RMS et
comparer la valeur obtenue à la
valeur nominale du composant
en question. En conséquence,
les appareils de mesure actuels
doivent pouvoir mesurer la valeur
efficace vraie (TRMS) d'un signal
indépendamment du degré de
distorsion de ce signal.
Le facteur de crête est le rapport
simple de la valeur de crête d'un
signal à sa valeur RMS. Pour une
onde sinusoïdale AC pure, le facteur
de crête serait de 1,414. Toutefois,
avec un signal présentant une
impulsion très forte, le rapport,
ou facteur de crête, serait élevé.
Selon la largeur et la fréquence
de l'impulsion, le facteur de crête
peut atteindre ou dépasser 10:1.
Dans les systèmes de distribution
d'énergie électrique, il dépasse
rarement 3:1. Ainsi, comme on le
voit, le facteur de crête constitue
une indication de la distorsion d'un
signal.
La spécification de facteur de
crête n'apparaît que dans les
caractéristiques des multimètres
capables d'effectuer des mesures
efficaces vraies (TRMS). Elle
indique le niveau de distorsion
maximal auquel il est possible de
mesurer le signal dans les limites
de la spécification de précision du
multimètre. La plupart des pinces
multimètres à mesures efficaces
vraies (TRMS) ont une spécification
de facteur de crête égale à 2:1 ou
3:1. Cette valeur nominale permet
de gérer la plupart des applications
électriques.
Mesure du courant
L'une des mesures les plus
élémentaires d'une pince multi-
mètre est celle du courant.
Les pinces multimètres actuelles
sont capables de mesurer le courant
AC et DC. Les mesures de courant
les plus fréquentes sont effectuées
sur divers circuits de dérivation
d'un système de distribution
électrique. La détermination de
la quantité de courant qui circule
sur divers circuits de dérivation
constitue une tâche assez commune
pour l'électricien.
Réaliser des mesures
de courant
1. Sélectionnez Amps CA ou
Amps CC .
2. Ouvrez les mâchoires de la
pince multimètre et refermez-les
autour d'un seul conducteur (si
vous mesurez un courant AC,
vous pouvez passer au réglage
iFlex et utiliser une sonde de
courant souple).
3. Lisez la mesure indiquée sur
l'afficheur.
En prenant des mesures de
courant sur le trajet d'un circuit de
dérivation, vous pouvez facilement
déterminer la quantité de courant
absorbée par chaque charge
du circuit de dérivation sur le
système de distribution. Lorsqu'un
disjoncteur ou un transformateur
semble présenter une surchauffe,
il est préférable d'effectuer la
mesure du courant sur le circuit
de dérivation pour déterminer
le courant de charge. Veillez
toutefois à utiliser un multimètre
de réponse TRMS, de manière
à obtenir une mesure exacte du
signal provoquant la surchauffe des
éléments concernés. Le multimètre
de réponse moyenne ne fournit pas
une indication réelle si le courant et
la tension sont non sinusoïdaux en
raison de charges non linéaires.
Mesure de tension
La mesure de la tension constitue
une autre fonction courante des
pinces multimètres. Les pinces
multimètres actuelles sont capables
de mesurer la tension AC et DC.
Une tension AC est généralement
produite par un générateur, puis
distribuée via un système de
distribution électrique. Le travail
d'un électricien consiste à effectuer
des mesures d'un bout à l'autre du
système pour isoler et résoudre les
problèmes électriques. La mesure
de la tension concerne également
souvent les batteries. Il s'agit alors
de mesurer en direct le courant
continu ou la tension DC.
La première mesure effectuée
lors du dépannage d'un circuit vise
en général à vérifier si la tension
d'alimentation est correcte. En
l'absence de tension, ou en cas de
tension trop élevée ou trop basse,
il convient de résoudre le problème
avant de poursuivre les recherches.
La capacité d'une pince
multimètre à mesurer la tension AC
peut être affectée par la fréquence
du signal. La plupart des pinces
multimètres peuvent mesurer
avec précision des tensions AC
de fréquences comprises entre
50et 500Hz, mais un multimètre
numérique peut être doté d'une
bande passante de mesure AC
pouvant atteindre ou dépasser
les 100kHz. C'est pourquoi la
mesure d'une même tension peut
donner des résultats très différents
avec une pince multimètre et
un multimètre numérique. Le
multimètre numérique laisse
parvenir une plus grande partie
de la tension haute fréquence vers
le circuit de mesure, alors que la
pince multimètre exclut par filtrage

4 Fluke Corporation L'ABC des pinces multimètres
la partie de la tension contenue
dans le signal qui dépasse sa
bande passante.
Lors du dépannage d'un VFD
(variateur de fréquence), la bande
passante d'entrée d'un multimètre
peut revêtir toute son importance
pour l'obtention d'un relevé
significatif. En raison du contenu
harmonique élevé du signal issu
d'un VFD parvenant au moteur, un
multimètre numérique mesurerait
la plus grande partie de la tension
contenue (selon sa bande passante
d'entrée). La mesure de la sortie
de tension d'un VFD est désormais
une opération courante. Du fait
qu'un moteur raccordé à un VFD ne
répond qu'à la valeur moyenne du
signal, la bande passante d'entrée
de la pince multimètre doit être
plus étroite que celle du multimètre
numérique pour une mesure de la
puissance concernée. Les pinces
multimètres Fluke 375, 376 et 381
ont été spécifiquement conçues
pour tester et dépanner les VFD.
Réaliser des mesures de
tension
1 Sélectionnez Volts AC ( ) ou
Volts DC ( ), comme souhaité.
2. Branchez la sonde de test noire
dans le jack d'entrée COM.
Branchez la sonde de test rouge
dans le jack d'entrée V.
3. Mettez les pointes de sonde
en contact avec une charge ou
une source d'alimentation (en
parallèle avec le circuit).
4. Vérifiez le résultat, en veillant à
noter l'unité de mesure.
5. (Facultatif) Appuyez sur le
bouton «HOLD» pour figer la
valeur affichée. Vous pouvez
alors retirer le multimètre
du circuit sous tension, puis
consulter l'afficheur lorsque
vous êtes à l'abri des risques
d'électrocution.
En effectuant une mesure de
tension au niveau du disjoncteur
puis au niveau de l'entrée de la
charge sur ce disjoncteur, vous
pouvez déterminer la chute de
tension se produisant entre les
câbles qui les raccordent. Une
chute de tension importante
au niveau de la charge risque
de porter atteinte au bon
fonctionnement de celle-ci.
Mesure de la résistance
La résistance se mesure en ohms
(Ω). Les valeurs de la résistance
peuvent varier considérablement,
de quelques milliohms (mΩ)
pour la résistance des contacts
à des milliards d'ohms pour les
isolateurs. La plupart des pinces
multimètres peuvent mesurer des
valeurs minimales de 0,1Ω. Quand
la résistance mesurée dépasse la
limite supérieure du multimètre, ou
que le circuit est ouvert, l'afficheur
indique «OL».
Les mesures de résistance
doivent s'effectuer avec le circuit
hors tension; faute de quoi, le
multimètre ou le circuit risque d'être
endommagé. Certaines pinces
multimètres assurent une protection
en mode ohms en cas de contact
accidentel avec des tensions. Le
niveau de protection peut varier
considérablement entre différents
modèles de pinces multimètres.
Réaliser des mesures
de résistance
1. Coupez l'alimentation du
circuit.
2. Sélectionnez la résistance (W).
3. Branchez la sonde de test noire
dans le jack d'entrée COM.
Branchez la sonde de test rouge
dans le jack d'entrée VW.
4. Raccordez les pointes de sonde
sur le composant ou la partie
du circuit dont vous voulez
déterminer la résistance.
5. Lisez la valeur indiquée sur
l'afficheur.
Veillez à couper l'alimentation
avant d'effectuer des mesures de
résistance.
Continuité
La continuité est une mesure
rapide de résistance aller-retour
qui permet de distinguer un circuit
ouvert d'un circuit fermé.
Une pince multimètre dotée d'un
indicateur sonore de continuité
vous permet d'effectuer facilement
et rapidement des tests de conti-
nuité. Le multimètre émet un signal
sonore lorsqu'il détecte un circuit
fermé, pour vous éviter d'avoir à
regarder l'afficheur pendant le test.
Le niveau de résistance nécessaire
pour déclencher le signal sonore
varie d'un multimètre à l'autre.
La mesure de résistance nécessaire
pour provoquer un déclenchement
est généralement inférieure à
20 - 40 ohms.
Fonctions spéciales
Une fonction de mesure assez
commune concerne l'indication de
la fréquence d'une forme d'onde
de courant AC. Avec les mâchoires
de la pince multimètre (ou une
sonde de courant souple) placées
autour d'un conducteur transportant
du courant AC, activez la fonction
Fréquence Hz; l'afficheur indiquera
la fréquence du signal circulant
sur le conducteur. Cette mesure est
très utile pendant la localisation de
problèmes harmoniques dans un
système de distribution électrique.
Le stockage des valeurs
moyennes et min. / max.
est une autre fonctionnalité
proposée sur certains modèles
de pince multimètre. Lorsque
cette fonctionnalité est activée,
chaque mesure prise par la pince
multimètre est comparée à toutes
les mesures déjà stockées. Si la
nouvelle mesure est supérieure à la
valeur enregistrée dans la mémoire
des mesures élevées, elle remplace
cette valeur par la mesure la plus
élevée. La même comparaison est
effectuée avec la mémoire des
mesures basses, et la nouvelle
mesure, si elle est inférieure à la
mesure stockée, remplace celle-ci.
La mesure moyenne est mise à
jour en conséquence. Dès lors que
la fonctionnalité de stockage des
valeurs moyennes et MIN/MAX est
Mesure du courant avec une pince multimètre.

5 Fluke Corporation L'ABC des pinces multimètres
active, tous les relevés sont traités
de cette façon. Ainsi, au bout d'une
certaine période de temps, vous
pouvez afficher chacune de ces
valeurs en mémoire et déterminer
la mesure la plus élevée, la plus
basse et moyenne sur une période
de temps donnée.
Auparavant, les pinces
multimètres ne pouvaient pas
toutes mesurer la capacité. La
fonction de mesure de capacité
fait désormais partie de l'ensemble
de fonctionnalités de nombreuses
nouvelles pinces multimètres.
Cette fonction permet de vérifier
les condensateurs de démarrage
moteur ou mesurer les valeurs
des condensateurs électrolytiques
contenus dans les contrôleurs, les
alimentations ou les variateurs
de vitesse. Pour les électriciens
s'occupant de moteurs dans leur
travail, la capacité à capturer la
quantité de courant absorbée par
un moteur pendant son démarrage
peut en dire long sur l'état et le
chargement d'un moteur. Les
pinces multimètres Fluke 374,
375, 376 et 381 sont dotées d'une
fonctionnalité de mesure de courant
de démarrage. Après avoir serré les
mâchoires (ou la sonde de courant
souple) autour de l'un des câbles
d'entrée du moteur, activez le mode
«inrush». Puis allumez le moteur.
L'afficheur de la pince multimètre
indique le courant maximum
absorbé par le moteur pendant
les 100 premières millisecondes
de son cycle de démarrage.
Cette technologie de mesure de
démarrage exclusive est destinée
à filtrer le bruit et à capturer le
courant de démarrage des moteurs
exactement tel qu'il est détecté par
la protection des circuits.
Sécurité de la pince
multimètre
Pour réaliser des mesures en
toute sécurité, vous devez d'abord
choisir le multimètre en fonction
de l'environnement dans lequel il
sera utilisé. Une fois le multimètre
adéquat choisi, vous devrez l'utiliser
en suivant des procédures de
mesure judicieuses.
L'IEC (International Electro-
technical Commission) a mis
en place de nouvelles normes
de sécurité régissant le travail
sur les systèmes électriques.
Veillez à utiliser un multimètre
répondant à la catégorie IEC et
la valeur de tension approuvées
pour l'environnement dans lequel
la mesure doit être effectuée.
Si, par exemple, une mesure de
tension doit porter sur un tableau
de distribution avec une tension
de 480V, utilisez un multimètre
classé Catégorie III—600V ou
supérieure. En conséquence, le
circuit d'entrée du multimètre
a été conçu pour résister aux
tensions transitoires fréquemment
observées dans cet environnement
sans blesser l'utilisateur.1 Le choix
d'un multimètre présentant ce
classement, qui a également une
certification CSA ou TÜV, implique
une conception conformément
aux normes de l'IEC, ainsi que des
tests réalisés par des laboratoires
indépendants afin d'établir la
conformité à ces normes (voir
encadré sur les tests indépendants).
De nombreuses pinces
multimètres présentent désormais
un niveau de sécuritéCatIV,
garantissant une utilisation
possible dans des environnements
extérieurs ou souterrains
susceptibles d'être frappés par la
foudre ou d'être fréquemment sujets
à des transitoires et à des niveaux
élevés.
Liste de contrôle
de sécurité
✓ Utilisez un multimètre répondant
aux normes de sécurité agréées
pour l'environnement dans
lequel il sera utilisé.
✓ Inspectez les cordons de mesure
ou la sonde de courant souple
pour y rechercher des traces
d'endommagement avant
d'effectuer une mesure.
✓ Utilisez le multimètre pour
vérifier la continuité des cordons
de mesure ou de la sonde de
courant souple.
✓ Utilisez uniquement des cordons
de mesure dotés de connecteurs
blindés et de protège-doigts.
✓ Utilisez uniquement des
multimètres dotés de prises
d'entrée encastrées.
✓ Assurez-vous que le
multimètre est en bon état de
fonctionnement.
✓ Débranchez toujours le cordon
de mesure de «phase» (rouge)
en premier.
✓ Ne travaillez pas seul.
✓ Utilisez un multimètre ayant une
protection contre les surcharges
sur la fonction ohms.
1 Consulter L'ABC de la sécurité des
multimètres (code de publication1263690)
pour en savoir plus sur la norme IEC-1010
et comment elle s'applique à l'utilisation des
multimètres.
Caractéristiques
spéciales
Les fonctionnalités et fonctions
spéciales suivantes faciliteront sans
doute l'utilisation de votre pince
multimètre.
• Les indicateurs (icônes de
l'afficheur) vous offrent une
synthèse des éléments mesurés
(volts, ohms, etc.)
• La fonction «Data Hold» vous
permet le maintien de l'affichage
des mesures.
• L'utilisation d'un commutateur
unique permet de sélectionner
facilement les fonctions de
mesure.
• La protection contre les
surcharges empêche
l'endommagement du multimètre
et du circuit, et veille à la
sécurité de l'utilisateur.
• La sélection automatique
de gamme sélectionne
automatiquement la gamme de
mesure. La sélection manuelle
de gamme vous permet de
verrouiller une plage spécifique
pour les mesures répétitives.
• Le voyant de charge faible vous
avertit lorsque la pile a besoin
d'être remplacée.
• L'afficheur rétro-éclairé, les
caractères faciles à lire et le
grand angle de vue facilitent
la lecture des mesures dans
tous les types de conditions.
L'afficheur rétro-éclairé règle
automatiquement la gamme de
mesure correcte pour vous éviter
d'avoir à modifier les positions
du commutateur pendant une
mesure.
• Le filtre passe-bas intégré et le
traitement des signaux de pointe
permettent une utilisation dans
les environnements «bruités»
tout en fournissant des relevés
stables.