Qu'est-ce qu'un wattmètre numérique
Un wattmètre numérique mesure les grandeurs électriques qu'une charge présente réellement, et non celles qu'une alimentation est censée fournir. La tension et le courant sont lus simultanément, et la puissance active, le facteur de puissance, la puissance apparente, la puissance réactive et la fréquence sont calculés à partir de ce couple. Sur la plupart des appareils de tableau, un total d'énergie est également cumulé, de sorte qu'un essai peut être rapporté en consommation plutôt qu'en lecture instantanée.
C'est ce couple simultané qui sépare ce type des appareils qui l'entourent. Un multimètre lit la tension ou le courant une grandeur à la fois et se stabilise à la main ; une pince ampèremétrique lit le courant sans couper le circuit mais ne calcule pas de puissance ; un compteur d'énergie est conçu pour cumuler une grandeur sur une période de facturation plutôt que pour montrer à un technicien ce que fait une charge à cet instant. Un wattmètre se place sur l'établi ou en bout de ligne d'essai, là où la question est ce que consomme l'appareil en essai et avec quel rendement il le consomme.
Le choix à l'intérieur du type tient à deux réponses plutôt qu'à la classe d'exactitude. Le fait que la mesure soit en alternatif seul ou doive couvrir aussi le continu décide d'emblée de la série, car un appareil uniquement alternatif ne peut pas caractériser la sortie continue d'un adaptateur ou d'une alimentation. L'amplitude de la plage de courant, à ses deux extrémités, décide de l'étendue : le haut fixe la plus grosse charge testable, et le bas décide si une valeur de veille est une mesure ou seulement un nombre à l'écran.
Comment mesure un wattmètre numérique
L'appareil échantillonne la tension aux bornes de la charge et le courant qui la traverse, convertit les deux sous forme numérique sur la même base de temps, et les multiplie point par point. La moyenne de ce produit sur un nombre entier de cycles donne la puissance active, et sa division par le produit de la tension et du courant efficaces donne le facteur de puissance. Le calcul portant sur des échantillons et non sur des moyennes redressées, le résultat reste juste lorsque la forme d'onde n'est pas une sinusoïde propre, ce qui couvre toutes les alimentations à découpage, les gradateurs et les variateurs de vitesse.
Lorsque la forme d'onde est déformée, la différence entre un appareil à vraie valeur efficace et un appareil à valeur moyenne devient visible à l'affichage plutôt que dans la notice. Un appareil à valeur moyenne est étalonné pour lire juste sur une sinusoïde et lit trop bas à mesure que la forme s'en écarte ; un appareil à vraie valeur efficace calcule l'équivalent thermique de la forme d'onde et s'accorde donc avec les autres mesures prises sur la même installation. L'écart est faible sur un chauffage résistif et peut être important sur une charge à mauvais facteur de crête.
Le courant est l'endroit où l'étendue se resserre en premier. En bas d'échelle, la résolution de la voie de courant fixe la plus petite valeur qui signifie quelque chose : c'est pourquoi un travail de rendement sur la consommation en veille demande un appareil dont l'étendue basse se situe dans les dizaines ou les centaines de microampères plutôt que dans les milliampères. En haut d'échelle, le courant traverse l'appareil sur les étendues basses et un shunt externe sur les plus élevées : une spécification qui atteint deux cents ampères est donc en réalité une affirmation sur le shunt employé avec lui.
Choix de configuration
L'essentiel de la spécification est déterminé par ces décisions plutôt que par la classe d'exactitude. Chacune contraint la suivante, c'est pourquoi elles sont tranchées dans l'ordre.
| Configuration | Options à fixer | Ce que cela détermine réellement |
| Mode de mesure | Alternatif seul, ou alternatif et continu | La possibilité de caractériser la sortie continue d'un adaptateur, d'un chargeur ou d'une alimentation. Un appareil uniquement alternatif n'est pas un substitut moins cher pour ce service. |
| Étendue de courant, bas d'échelle | Quelques milliampères, ou jusqu'aux dizaines de microampères | Le fait que la puissance en veille et à vide soit mesurable ou seulement affichée. Le travail de rendement se situe sous quelques milliampères de courant de charge. |
| Étendue de courant, haut d'échelle | À partir de vingt ampères, avec un shunt externe au-delà d'un certain point | La plus grosse charge testable, et le fait que le shunt fasse partie de la configuration plutôt que d'un accessoire commandé avec elle. |
| Entrée de tension et commutation d'étendue | Une étendue fixe, ou une commutation automatique sur la plage de travail | La part d'attention de l'opérateur que l'appareil mobilise. La commutation automatique supprime toute une classe d'erreurs de mauvaise étendue en essai de production. |
| Classe d'exactitude et sa référence | Un pourcentage de la lecture, de l'échelle ou de la plage, annoncé par rapport à une norme nommée | La concordance de deux appareils. Une valeur sans sa référence ne se compare pas à la valeur d'un autre appareil. |
| Jeu de calculs | Tension, courant, puissance active et fréquence, ou le jeu complet avec puissance apparente, puissance réactive, angle de phase et énergie | La possibilité de répondre à la question du rendement avec un seul appareil, ou la nécessité de mener un second calcul en parallèle. |
| Interface | Un port série en standard, avec un bus isolé ou une sortie à relais en option | Le fait que les résultats soient recopiés à la main ou lus par un système d'essai. Sur une ligne automatisée, un appareil sans bus est une étape manuelle dans la ligne. |
| Montage | Un boîtier d'établi, ou un appareil de tableau à encastrer | Le fait que le wattmètre se pose à côté de l'appareil en essai ou fasse partie du banc. La découpe est fixée par le boîtier et doit être prévue au tableau. |
L'interface et le montage se décident tôt, car les deux sont fixés à la construction et ni l'un ni l'autre ne peut être ajouté après coup.
Comment choisir un wattmètre numérique
| Décision | Ce qui la tranche | Ce qu'il faut demander |
| L'usage de la mesure | La vérification d'un calibre, ou la mesure d'un rendement | Le cas le plus défavorable est-il à pleine charge, où le haut de l'étendue compte, ou à vide, où c'est le bas qui compte. |
| La nécessité de couvrir le continu | La sortie de l'appareil en essai | Un adaptateur, un chargeur ou une alimentation continue impose un appareil alternatif et continu ; un moteur alimenté par le réseau, non. |
| Le plus petit courant qui doit signifier quelque chose | La valeur de consommation exigée par la norme d'essai | Les limites de veille et à vide s'expriment en fractions de watt, ce qui fixe le plancher de courant avant même de parler de classe d'exactitude. |
| Le plus grand courant à tester | Le calibre de l'appareil en essai, avec une marge | La plus haute étendue est-elle atteinte par l'appareil ou par un shunt externe, et le shunt est-il fourni. |
| La forme d'onde au niveau de la charge | Le caractère résistif ou électronique de la charge | Une alimentation à découpage, un gradateur ou un variateur exigent une conversion en vraie valeur efficace, et la différence est invisible sur une charge résistive. |
| Le fait qu'un système d'essai lise le résultat | La présence d'un automate ou d'une étape d'acquisition | Un bus isolé ou une sortie à relais se commande avec l'appareil et ne s'ajoute pas ensuite. |
| Le fait qu'une consommation sur un cycle soit rapportée | Un cycle de service plutôt qu'un point de fonctionnement unique | Le cumul d'énergie et la base de temps doivent faire partie du jeu de calculs, et l'intervalle doit être défini. |
Si l'un de ces points reste ouvert, envoyez ce qui est connu. Un devis peut être établi sur une description de service et affiné une fois les lacunes comblées.
Les alternatives les plus proches
Ce sont les types que recouvre généralement une demande pour un wattmètre numérique, et le moment où le choix se décide vraiment.
| Alternative la plus proche | Ce qui la distingue d'un wattmètre numérique |
| Multimètres numériques | Lisent la tension ou le courant une grandeur à la fois et se stabilisent à la main : ils ne peuvent donc pas produire de puissance. Ce sont les bons outils pour confirmer la présence d'une alimentation et les mauvais pour mesurer ce que consomme une charge. |
| Pinces ampèremétriques | Lisent le courant sans couper le circuit en entourant le conducteur, ce qui en fait l'instrument d'un départ qui ne peut pas être interrompu. Elles donnent un chiffre de courant et non un chiffre de puissance. |
| Compteurs d'énergie | Cumulent une grandeur sur une période de facturation plutôt que d'afficher le point de fonctionnement d'une charge. Un compteur d'énergie répond à la question de la quantité consommée ; un wattmètre à celle de la façon dont elle l'était. |
| Analyseurs de qualité de l'énergie | Enregistrent les harmoniques, la distorsion, les transitoires et le déséquilibre dans le temps. Un wattmètre énonce les grandeurs fondamentales et ne diagnostique pas la forme d'onde qui les a produites. |
| Ampèremètres | Mesurent le courant d'une boucle ou d'un conducteur isolément, souvent comme indicateur de tableau. Ils portent une grandeur vers une salle de contrôle plutôt que de caractériser une charge sur un banc d'essai. |
La frontière à trancher en premier est le mode. Si une partie du service est en continu, cela décide de la série, et un appareil uniquement alternatif ne doit pas être proposé pour ce service.
Ce qu'il faut inclure dans la demande
La première réponse peut être un devis plutôt qu'une série de questions si la demande contient ces éléments. Lorsqu'un chiffre est inconnu, envoyez la description de l'usage et nous confirmerons ce qu'il implique.
- L'alimentation de l'appareil en essai, et le fait que la mesure soit en alternatif seul ou en alternatif et continu
- Le plus grand courant de charge à tester, et le plus petit courant qui doit rester mesurable
- L'exactitude exigée par la norme d'essai, et la norme par rapport à laquelle elle est annoncée
- Le fait que la consommation en veille ou à vide fasse partie de l'essai, et la limite applicable
- La forme d'onde au niveau de la charge, par exemple un chauffage résistif ou une alimentation à découpage
- Le fait qu'un automate ou un système d'essai lise l'appareil, et par quelle interface
- Le fait qu'un cumul d'énergie sur un cycle doive être rapporté
- Le montage : sur établi, ou encastré dans un tableau, avec la dimension de découpe