Comment faire des mesures avec un multimètre ?


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Objectifs

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Les principaux objectifs de cet articles sont :

  • Savoir utiliser un multimètre analogique et numérique
  • Savoir utiliser la documentation technique afin de déterminer les différentes caractéristiques techniques des appareils de mesure

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Présentation d’un multimètre

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Rôle du multimètre

Le multimètre (parfois appelé contrôleur universel) est un instrument utilisé afin de mesurer les différentes caractéristiques des signaux électriques. Il mesure des grandeurs électriques comme des tensions (V) dans le cas où il est utilisé en voltmètre, des intensités de courants (A) – en ampèremètre – mais aussi des résistances (Ω) – ohmmètre -, des tensions de seuil (test diodes), etc…

Contrairement à l’oscilloscope, on ne peut pas visualiser la forme du signal.

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Présentation de l’appareil

Tout d’abord, il existe deux types de multimètres, les multimètres analogiques et les multimètres numériques.

Le multimètre analogique est construit autour d’un ampèremètre généralement de type magnétoélectrique et comporte un convertisseur tension-courant. Ainsi, il traite les données sous forme de variation continue de la grandeur physique mesurée. Par conséquent, l’avantage majeur est de ne pas nécessiter de pile pour les mesures de tension et de courant. L’affichage des multimètres analogiques s’effectue le plus souvent au moyen d’une aiguille se déplaçant devant un cadre gradué. Voici donc un exemple de multimètre analogique :

Multimètre analogique
Source : http://www.conrad.com/ce/fr/product/1009621/Multimetre-analogique-VOLTCRAFT-VC-2030A-CAT-III-500-V

Ensuite, le multimètre numérique, construit autour d’un voltmètre numérique, comporte au moins un convertisseur courant-tension permettant de le faire fonctionner en ampèremètre et un générateur de courant constant pour fonctionner en ohmmètre. Ainsi, il traite les données sous forme de variation discrète. Voici donc un exemple de multimètre numérique :

Multimètre numérique
Source : http://www.sonodis.fr/p4667/multimetre-numerique-lx64

Qu’il soit numérique ou analogique, les bornes de branchement du multimètre sont multiples. Il existe une borne utilisée quel que soit le type de mesure, c’est la borne « noire » commune à toutes les mesures (COM) assimilable à la masse. La deuxième borne utilisée est fonction du type de mesure que l’on cherche à réaliser : mesure de tension (borne V), mesure de courant (borne mA), mesure de courant fort (A). Voici donc un exemple de bornes de branchement du multimètre précédent :

Bornes de branchement

Il existe également un ou plusieurs boutons de commande permettent de choisir le type et le calibre de la mesure. Le calibre dépend directement de l’ordre de grandeur de la valeur mesurer. Voici donc un exemple de calibre d’un multimètre :

Calibres multimètre
Source : http://www.conrad.fr/ce/fr/product/088007/Multimetre-numerique-Velleman-DVM892N-CAT-II-600-V-Affichage-nombre-de-points-2000

Remarque : Dans certains cas d’appareils numériques, ces derniers se calibrent automatiquement de façon à choisir le calibre le mieux adapté au signal à mesurer.

/!\ La bande passante des multimètres numériques est généralement faible quelques centaines de hertz.  Cependant, la bande passante des multimètres analogiques est beaucoup plus large, autorisant ainsi des mesures en alternatif sur plusieurs centaines de kilohertz.

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Les principales utilisations

Comme nous l’avons abordé dans l’article sur l’électricité, pour déterminer une tension, il faut placer le voltmètre (multimètre en mode voltmètre) en dérivation ou en parallèle entre deux points du circuit.

Également, pour utiliser le multimètre en ampèremètre, il est nécessaire de le placer en série dans une branche du circuit. Cela implique d’ouvrir le circuit électrique afin d’insérer l’ampèremètre. Par ailleurs, il existe d’autres systèmes de mesure de l’intensité, tels que les pinces ampèremétriques, qui n’obligent pas l’ouverture du circuit mais nécessitent, pour certains, un oscilloscope ou un multimètre. Voici donc un exemple de pince ampèremétrique :

Pince ampèremétrique
Source : http://www.bricodepot.fr/catalogue/pince-amperemetrique-professionnelle/prod43581/

Pour finir, il est fréquent en électronique de déduire l’intensité du courant d’une mesure de tension aux bornes d’un conducteur ohmique de résistance R. On utilise alors la loi d’Ohm : i(t)=\frac{u(t)}{R}

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