Multimètre numérique de paillasse

Un multimètre de paillasse gagne sa place en devenant l’appareil auquel les autres sont vérifiés, ou celui qui fonctionne sans surveillance pendant une semaine. Ce sont deux besoins différents, et cette gamme les sépare par la résolution plutôt que par les fonctions.

Présentation du produit

Sept codes répartis en trois niveaux. Les modèles 4½ chiffres sont les appareils de production : rapides, simples, avec un afficheur double qui montre deux grandeurs à la fois. Les modèles 5½ chiffres ajoutent la résolution, la résistance à quatre fils et, sur un modèle, un écran couleur. Le modèle 6½ chiffres est l’appareil de référence, avec des vues graphiques et la résolution plus fine dont a besoin un banc d’étalonnage.

Tous partagent un boîtier de paillasse avec un panneau d’entrée en façade, une entrée secteur et un port de communication à l’arrière. Les modèles VFD portent un afficheur double vert ; les modèles couleur portent un LCD unique avec un menu réglable en anglais.

Les fonctions sont celles qu’un banc utilise réellement : tension et courant sous les deux formes, résistance à deux et à quatre fils, fréquence et période, continuité et diode. Les fonctions de calcul, pourcentage, dB, dBm et décalage relatif, se trouvent sur les mêmes touches.

Comment l’appareil mesure

L’entrée est mise à la gamme, amplifiée, puis numérisée par un convertisseur intégrateur. C’est l’intégration qui rejette le ronflement du secteur : la fenêtre de conversion est choisie pour qu’un nombre entier de cycles secteur y tienne, et l’interférence s’annule en moyenne au lieu d’être échantillonnée dans le résultat.

Les grandeurs alternatives passent par un convertisseur RMS vrai, qui élève le signal au carré, en fait la moyenne puis prend la racine carrée. C’est pourquoi la lecture suit l’effet thermique d’une forme d’onde déformée plutôt que la moyenne de ses demi-cycles, et pourquoi la bande passante annoncée compte : en dehors, le convertisseur ne suit plus l’entrée.

La résistance se mesure en imposant un courant connu et en lisant la tension qui en résulte. En mode deux fils, les mêmes cordons transportent les deux, de sorte que leur résistance est incluse. En mode quatre fils, une paire de mesure distincte prélève la tension directement sur le composant, et la résistance des cordons disparaît du résultat : c’est la seule façon de mesurer utilement une résistance de faible valeur sur une paillasse.

La fonction de comparaison transforme la lecture en décision : des limites supérieure et inférieure sont saisies, et l’appareil indique conforme ou non conforme avec un avertisseur. C’est ce qui lui permet de fonctionner comme poste de tri sans ordinateur.

Comment choisir le modèle

Commencez par la tolérance. Le nombre de chiffres doit être un cran meilleur que la tolérance à juger, afin que l’incertitude propre de l’appareil constitue une petite part de la décision plutôt qu’une grande part. Tout le reste en découle.

Vient ensuite l’interface. Un banc autonome n’a besoin que de la façade. Un banc intégré à un système automatisé a besoin du port que son logiciel parle déjà, et le GPIB n’est pas installé sur tous les modèles de cette page.

Vient ensuite le travail sur résistance. Si la plus petite résistance à mesurer est comparable à celle des cordons, le mode quatre fils s’impose, et cela décide entre les modèles inférieurs et supérieurs de la gamme.

Vient ensuite l’afficheur. Le VFD double est plus rapide à lire lorsque deux grandeurs comptent en même temps ; le LCD couleur est plus confortable lorsque l’appareil est réglé une fois puis laissé en place, et il porte les vues graphiques sur le modèle 6½ chiffres.

Vient enfin l’environnement. Un banc de production qui ne s’éteint jamais et un laboratoire d’étalonnage à température régulée imposent des exigences différentes, et l’intervalle d’étalonnage doit être convenu à la commande plutôt que supposé.

Limites de mesure et critères de choix

La résolution n’est pas l’exactitude. Le nombre de chiffres indique avec quelle finesse l’appareil affiche une valeur ; l’incertitude à un an indique de combien cette valeur peut s’écarter de la valeur vraie, et les deux sont données séparément pour une raison. Un afficheur 6½ chiffres accompagné d’une incertitude large est un nombre faux qui a l’air précis.

Les incertitudes sont exprimées en pourcentage de la lecture plus un pourcentage de la gamme, et le second terme domine en bas de gamme. Mesurer un petit signal sur une gamme élevée fait donc perdre l’essentiel de l’exactitude dont l’appareil est capable. Le changement de gamme manuel, ou le choix de la gamme qui place la lecture près du plein échelle, est ce qui la retrouve.

La bande passante est une limite qui ne s’annonce pas. Une lecture alternative n’est en RMS vrai qu’à l’intérieur de la bande annoncée ; au-delà, la lecture chute sans indication d’erreur, de sorte qu’une forme d’onde de découpage mesurée sur un appareil à 100 kHz peut lire bas et paraître stable.

La résistance à quatre fils retire la résistance des cordons, mais non la force électromotrice thermique. Là où des métaux différents se rencontrent aux bornes, une petite tension thermique s’ajoute à la lecture ; le remède habituel consiste à mesurer dans les deux polarités et à faire la moyenne, ou à utiliser la compensation de décalage de l’appareil.

Enfin, les bornes d’entrée ont une tension nominale et la plaque porte une catégorie CAT. Ni l’une ni l’autre ne doit se lire comme l’autorisation de raccorder l’appareil à un circuit de distribution ; un multimètre de paillasse est un appareil de laboratoire, et les mesures sur une installation sous tension relèvent d’un appareil conçu pour cette catégorie.