Comment fonctionne un multimètre numérique?

Les multimètres numériques (DMM) sont des outils pratiques utilisés par les personnes qui travaillent avec des systèmes électriques, qu'ils soient réparés des choses autour de la maison ou traitant des configurations électriques plus importantes dans les usines.Ces dispositifs sont utilisés pour mesurer des choses comme la tension (la force poussant l'électricité à travers un fil), le courant (combien d'électricité coule) et la résistance (combien il est difficile pour l'électricité de s'écouler).Par rapport aux multimètres analogiques plus anciens avec une aiguille et un cadran, les DMM sont plus précis et offrent plus de fonctionnalités grâce à leur technologie numérique.Que vous essayiez de résoudre un problème dans un circuit ou que vous vérifiiez si un fil est correctement connecté, l'apprentissage du fonctionnement d'un DMM vous aidera à l'utiliser correctement et en toute sécurité.

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Figure 1: Multimètre numérique

Introduction aux multimètres numériques

Les multimètres numériques (DMM) sont largement utilisés dans une variété de tâches électriques et électroniques, allant des circuits de maison simples aux systèmes industriels plus compliqués.Contrairement aux analogiques analogiques, qui ont une aiguille et un cadran, le DMMS utilise la technologie numérique pour offrir une meilleure précision et plus de fonctionnalités.Ces dispositifs mesurent trois principales propriétés électriques:

• Tension (volts, v): La force qui pousse le courant électrique à travers un circuit.

• Courant (Amperes, A): La quantité de charge électrique circulant dans un fil ou un conducteur.

• Résistance (ohms, ω): Quelle quantité de matériau ou de composant résiste au flux d'électricité.

Selon le modèle, le DMMS peut également mesurer d'autres choses comme la capacité (quelle charge quelque chose peut stocker), la température, la fréquence (à quelle fréquence le signal électrique se répète) et la continuité (si un circuit est complet et que l'électricité peut le traverser).

Composants clés et fonctions d'un multimètre numérique (DMM)

Les multimètres numériques (DMM) sont des outils qui aident à mesurer les quantités électriques comme la tension, le courant et la résistance.Différentes parties d'un DMM fonctionnent ensemble pour s'assurer qu'elle donne des lectures précises.La compréhension de ces pièces facilite l'utilisation correctement de l'appareil.Décomposons certaines des parties les plus élémentaires et comment elles fonctionnent.

Conversion analogique à numérique (ADC)

Figure 2: Multimètre numérique Mesurer la tension DC et AC

Au cœur de chaque DMM se trouve un composant appelé convertisseur analogique-numérique (ADC).Cette pièce modifie les signaux électriques continus (comme la tension ou le courant) en nombres qui apparaissent à l'écran.Un type commun d'ADC utilisé dans le DMMS est appelé registre d'approximation successif (SAR).

Le SAR ADC fonctionne en rétrécissant progressivement la tension d'entrée jusqu'à ce qu'il trouve le numéro correct pour représenter le signal électrique.Il le fait en «échantillonnant» ou en capturant la tension, puis en maintenant cette valeur stable tout en la convertissant en nombre numérique.Le détail et la précision de ce processus dépendent de la résolution de l'ADC, qui est généralement mesurée en bits.Un DMM typique a une résolution 16 bits, ce qui donne un bon équilibre entre la vitesse et la précision.Des résolutions plus élevées permettent des lectures plus détaillées mais peuvent prendre plus de temps, tandis que des résolutions plus faibles donnent des résultats plus rapides mais peuvent manquer des changements plus petits dans le signal.

Précision et résolution de mesure

La précision est la proximité de la lecture du DMM avec la valeur réelle du signal.Par exemple, si vous mesurez une tension de 5,00 volts, un DMM précis montrera un résultat qui est presque le même que 5,00 volts.

La résolution, en revanche, est le plus petit changement que le DMM peut remarquer.Si un DMM a une résolution de 0,01 volts, cela signifie que le dispositif peut détecter des changements aussi petits que un centième de volt.Ceci est utile lorsque vous avez besoin de voir de très petits changements dans le signal.

Certains DMM avancés incluent des fonctionnalités telles que la mise en mémoire tampon et la moyenne pour améliorer leurs performances.La mise en mémoire tampon aide à maintenir le signal stable, tandis que la moyenne prend plusieurs lectures et lisse le résultat.Cela réduit les petits changements indésirables dans les lectures causées par le bruit électrique ou l'interférence.En faisant la moyenne des données, le DMM fournit un résultat plus stable, ce qui facilite la confiance de la valeur affichée.

Affichage et interface

L'affichage est la partie du DMM qui montre les lectures.La plupart des DMM utilisent un affichage en cristal liquide (LCD) pour afficher les nombres pour la tension, le courant ou la résistance.Un affichage clair est très utile, surtout lorsque vous travaillez dans des environnements faibles ou occupés.Certains DMM sont livrés avec un écran rétro-éclairé, ce qui facilite la lecture des chiffres dans des conditions de faible luminosité.

Avec les nombres, de nombreux écrans DMM affichent également des symboles pour vous faire savoir dans quel mode l'appareil se trouve.Tester les diodes (pour vérifier si une diode fonctionne correctement).Ces symboles facilitent l'utilisation du DMM sans avoir à rechercher ce que fait chaque paramètre.Certains DMM ont également des boutons ou des cadrans supplémentaires qui vous permettent de basculer entre différents modes et gammes, ce qui rend l'outil plus flexible et plus facile à utiliser.

Capacités de mesure d'un DMM

Un multimètre numérique (DMM) est un outil pratique qui peut mesurer différentes valeurs électriques, comme la tension, le courant et la résistance.Savoir comment l'utiliser correctement vous aidera à obtenir des lectures précises et à protéger à la fois l'appareil et le circuit sur lequel vous travaillez.

Mesures de tension

Figure 3: Connexion appropriée des fils de test pour mesurer la tension CC avec un multimètre numérique

Un DMM peut mesurer les tensions de courant direct (DC) et de courant alternatif (AC).Pour mesurer la tension DC, insérez le fil de test rouge dans le port Vω et le piste de test noir dans le port com.Pour la tension AC, le processus est le même, mais le compteur s'ajustera automatiquement pour lire les signaux AC, qui changent de direction.De nombreux DMM modernes ont une fonctionnalité qui détecte automatiquement la polarité d'un circuit DC.Cela signifie que vous n'avez pas à vous soucier de connecter les prospects au côté positif ou négatif correct - le compteur le fera pour vous.

Lors de la mesure des tensions plus élevées, le DMM utilise des circuits internes spéciaux pour abaisser la tension à un niveau que son capteur peut mesurer en toute sécurité.Si vous utilisez un DMM qui vous oblige à sélectionner la plage manuellement, assurez-vous de choisir la bonne plage pour la tension que vous testez.Si vous choisissez une plage trop faible, elle pourrait surcharger l'appareil, entraînant de mauvaises lectures ou des dégâts.

Mesures de courant

Figure 4: Connexion appropriée d'un multimètre numérique en série pour mesurer le courant

La mesure du courant avec un DMM est un peu plus complexe que la tension de mesure.Pour mesurer le courant, vous devez casser le circuit et connecter le compteur en série, ce qui signifie que le courant doit circuler à travers le DMM.Le compteur vérifie ensuite le courant en regardant la chute de tension à travers une résistance intégrée.

Cette méthode de mesure du courant est plus risquée que les mesures de tension car une mauvaise configuration peut endommager le compteur ou souffler son fusible.La plupart des DMM ont des fusibles pour les protéger de trop de courant, mais c'est toujours une bonne idée de revérifier que tout est configuré correctement avant de prendre une mesure.Assurez-vous toujours que le courant attendu est dans la limite du compteur et ne laissez pas le compteur en mode actuel lorsque vous passez à d'autres tests.L'oubli de modifier les modes peut facilement souffler un fusible lorsque vous essayez de mesurer quelque chose comme la tension ou la résistance par la suite.

Mesures de résistance

Les mesures de résistance avec un DMM sont assez faciles.Le compteur envoie une petite quantité de courant à travers la résistance et vérifie la chute de tension résultante pour calculer la résistance.Assurez-vous que le circuit est désactivé et n'a pas de puissance avant de mesurer la résistance.S'il y a encore de la puissance dans le circuit, vous pouvez endommager le DMM ou obtenir une lecture inexacte.

Lors de la mesure de la résistance, la température de la résistance ou la présence d'autres composants dans le circuit peut affecter la lecture.Pour des résultats précis, il est souvent préférable de mesurer les résistances séparément, en dehors du circuit.

Tests de continuité

Figure 5: effectuer un test de continuité avec un multimètre numérique

Les tests de continuité sont un moyen rapide de voir si un circuit ou un composant a un chemin ininterrompu pour que le courant s'écoule.Dans ce mode, le DMM fait un son si le chemin est terminé, qui est appelé continuité.Cette fonctionnalité est particulièrement utile lors de la vérification des choses comme les fusibles, les commutateurs ou les fils, comme vous pouvez entendre le résultat au lieu d'avoir à regarder l'affichage.Le son vous dit immédiatement si la connexion est bonne, vous aidant à trouver des connexions brisées ou défectueuses plus rapidement.

Test de diode

En mode de test des diodes, le DMM applique une petite tension à la diode et vérifie la quantité de tension à travers elle.Une diode de travail montre généralement une tension vers l'avant entre 0,5 V et 0,7 V, selon son type.Lorsque vous testez une diode inverse, le DMM doit afficher une surcharge (OL), ce qui signifie qu'aucun courant circule, ce qui est normal pour une diode correctement fonctionnelle en biais inverse.

Les tests de diode sont un meilleur moyen de vérifier si une diode fonctionne correctement que d'utiliser une vérification de résistance standard.Il vous donne des informations plus spécifiques sur le comportement de la diode lorsque le courant circule dans le sens avant.

Fonctionnalités avancées des multimètres numériques

Les multimètres numériques (DMM) sont des outils utiles pour les professionnels et les amateurs qui travaillent avec des systèmes électriques.Certains DMM sont livrés avec des fonctionnalités avancées qui les rendent encore plus utiles pour trouver et résoudre les problèmes dans les circuits électriques.Voici un examen plus approfondi de certaines de ces fonctionnalités, expliquées dans un langage plus simple:

Allant automatiquement vs manuelle

Figure 6: Multimètre numérique à alliance automatique vs

Une différence entre les multimètres numériques est de savoir s'ils sont auto-allant ou manuels.Un DMM à base automatique choisit automatiquement la plage correcte pour mesurer des choses comme la tension, le courant ou la résistance.Cela le rend plus facile à utiliser car vous n'avez pas besoin de connaître la valeur exacte au préalable.Il fait gagner du temps et réduit les risques d'erreurs, surtout si vous n'êtes pas sûr de ce que vous mesurez.D'un autre côté, un DMM à régime manuel vous oblige à choisir la gamme vous-même.Cela vous donne plus de contrôle et est utile si vous avez déjà une idée de la gamme à laquelle vous attendre.Cela peut également vous donner une meilleure idée de ce qui se passe lorsque la valeur que vous mesurez est plus élevée ou plus faible que prévu.

True RMS Mesures

Les mesures réelles RMS (Root Mean Square) sont utiles lorsque vous travaillez avec les signaux AC (courant alternatif), surtout lorsque les signaux ne sont pas lisses.Un vrai DMM RMS peut mesurer avec précision la tension ou le courant CA, même lorsque le signal n'est pas une onde parfaite, comme une onde carrée ou de forme irrégulière.Les DMM réguliers qui n'ont pas de véritable RMS supposent que le signal est toujours une onde lisse, ce qui peut entraîner des erreurs - parfois jusqu'à 40% de réduction.L'utilisation d'un véritable compteur RMS vous aide à obtenir des lectures correctes lorsque vous avez affaire à des formes d'onde plus compliquées ou inégales, qui sont courantes dans les appareils électroniques modernes.

Fonctions Hold Hold et Min / Max

La fonction de maintien de crête capture la valeur la plus élevée qu'un signal atteint pendant que vous mesurez.Ceci est utile pour suivre les surtensions rapides et temporaires dans le courant, comme l'éclatement de courant qui se produit lorsqu'un appareil est allumé pour la première fois.La fonction Min / Max garde une trace des valeurs les plus basses et les plus élevées pendant votre mesure, vous pouvez donc voir à quel point un signal change avec le temps.Ces fonctionnalités sont utiles lorsque vous essayez de surveiller les changements dans un circuit, comme les baisses de tension ou les augmentations soudaines du courant, sans avoir à regarder constamment l'affichage.

Mode de maintien des données et relative

La fonction de maintien des données vous permet de geler la lecture actuelle sur l'écran, ce qui est utile lorsque vous êtes dans une situation où il est difficile de voir le multimètre ou de garder une trace de ce que vous mesurez.De cette façon, vous ne perdez pas de lecture lorsqu'il est difficile de visualiser l'affichage.Le mode relatif vous permet de définir une valeur de base, vous pouvez donc comparer les lectures futures à ce point de référence.Cette fonctionnalité est particulièrement utile pour repérer de petites différences, comme de légers changements de tension ou de résistance, qui peuvent pointer un problème ou une usure progressive dans une partie du circuit.

Mesure de fréquence et de capacité

Certains multimètres numériques peuvent également mesurer la fréquence et la capacité.La fréquence est mesurée dans Hertz (Hz) et est utile lors de la vérification des circuits qui fonctionnent sur un courant alternatif, comme les moteurs ou les générateurs.La mesure de la fréquence vous aide à déterminer si le système fonctionne à la bonne vitesse ou si quelque chose ne va pas.La capacité est mesurée dans les Farads (F) et est utile lorsque vous travaillez avec des condensateurs, qui stockent l'énergie électrique.Une mesure de capacité vous aide à vérifier si un condensateur fonctionne toujours correctement ou s'il est épuisé, ce qui peut affecter le fonctionnement d'un circuit.Les condensateurs se trouvent dans de nombreux circuits et jouent un rôle important dans la régulation des signaux de tension ou de filtrage.

Utilisation pratique d'un DMM

Sécurité multimètre

La sécurité est très importante lors de l'utilisation d'un multimètre numérique (DMM).Avant de l'utiliser, vérifiez toujours la note de catégorie (CAT) de l'appareil.La Commission électrotechnique internationale (CEI) a créé quatre catégories qui décrivent la quantité d'énergie électrique et de tension qu'un DMM peut gérer sans risquer de dommages ou de blessures:

• Cat I: Utilisé pour les circuits à faible énergie, comme ceux trouvés dans l'électronique ou les petits appareils.

• Cat II: Ceci est pour les appareils ménagers ou les outils portables connectés à des prises électriques standard, où le risque de tensions plus élevées est plus faible, mais existe toujours.

• Cat III: Conçu pour les systèmes électriques à l'intérieur des bâtiments, tels que le câblage dans les murs, les panneaux électriques et l'équipement industriel.Ces systèmes sont directement connectés au réseau de distribution électrique et peuvent connaître des pointes de tension.

• Cat IV: Couvre les zones avec des niveaux d'énergie plus élevés, tels que les lignes électriques aériennes ou les services de services publics souterrains, où l'électricité entre dans un bâtiment.Ces systèmes peuvent avoir des surtensions de puissance beaucoup plus fortes que les catégories inférieures.

L'utilisation d'un DMM en dehors de sa catégorie nominale est dangereuse et pourrait entraîner des blessures ou des dommages causés par l'équipement, car le compteur peut ne pas être en mesure de gérer des niveaux d'énergie plus élevés que pour lesquels elle n'a été faite.Vérifiez également toujours que les fils de test sont correctement connectés aux bons ports d'entrée avant de effectuer des mesures.Des connexions incorrectes peuvent entraîner des lectures inexactes ou endommager le compteur.

Mesurer la tension et le courant en toute sécurité

Lors de la mesure de la tension, connectez toujours le fil noir (négatif) au fil de terre ou neutre d'abord, puis connectez le fil rouge (positif) au fil vivant.Cela réduit le risque de choc car le compteur n'est pas connecté à la partie vivante du circuit immédiatement.Si vous travaillez avec une tension plus élevée, cette méthode vous aide également à vous maintenir en sécurité en réduisant l'exposition à la partie vivante du circuit.

Pour mesurer le courant, un compteur de pince est souvent le meilleur outil.Un compteur de pince mesure le courant en détectant le champ magnétique créé par l'écoulement de l'électricité dans un fil.Pour obtenir une lecture précise, assurez-vous de serrer un seul fil, soit le fil vivant ou neutre.Si vous serrez en même temps les fils vivants et neutres, la lecture sera nulle car les champs magnétiques des deux fils s'annulent.Pour obtenir une mesure correcte, vous devez mesurer un seul fil.

Conclusion

Les multimètres numériques sont des outils utiles pour tous ceux qui travaillent avec l'électricité, vous aidant à mesurer la tension, le courant, la résistance et d'autres valeurs avec précision.En comprenant les parties de base du multimètre, comme la façon dont il convertit les signaux en numéros et comment lire l'affichage, vous pouvez vous assurer que vous l'utilisez de la bonne façon.Que vous testiez pour voir si un circuit fonctionne, mesurant la quantité de courant qui coule ou en utilisant des fonctionnalités spéciales comme True RMS (qui donne des lectures plus précises pour les signaux AC), l'apprentissage de l'utilisation d'un DMM facilitera votre travail et plus sûr.Avec la pratique, vous serez en mesure de compter en toute confiance sur votre multimètre numérique pour gérer les tâches électriques simples et plus difficiles.

Questions fréquemment posées [FAQ]

1. Comment fonctionne un compteur de courant numérique?

Un compteur de courant numérique mesure l'écoulement du courant électrique dans un circuit.Il le fait en détectant la petite chute de tension à travers une résistance connectée dans le circuit.Le compteur prend ce signal de tension, le convertit en un nombre à l'aide de composants électroniques, puis affiche le résultat sur un écran comme lecture actuelle.

2. Quel est le principe de travail d'un multimètre numérique?

Un multimètre numérique fonctionne en mesurant différentes valeurs électriques, telles que la tension, le courant ou la résistance, selon le paramètre.Il utilise des circuits à l'intérieur pour prendre ces mesures, puis les transforme en nombres qui peuvent être affichés à l'écran.L'utilisateur choisit le paramètre en fonction de ce qu'il veut mesurer.

3. Comment un multimètre numérique est-il utilisé?

Pour utiliser un multimètre numérique, vous choisissez d'abord ce que vous souhaitez mesurer (tension, courant ou résistance) en tournant le cadran en bon réglage.Ensuite, vous connectez les fils de test à la partie du circuit ou de l'appareil que vous souhaitez vérifier.Une fois connecté, le compteur affichera la valeur de ce que vous mesurez à l'écran.Assurez-vous de sélectionner le réglage et la plage corrects pour éviter les erreurs ou endommager le compteur.

4. Quelle est la précision d'un multimètre numérique?

La précision d'un multimètre numérique dépend du modèle et de la qualité.De nombreux modèles de base donnent des lectures d'environ 0,5% à 1% près de la valeur réelle.Des modèles plus avancés peuvent donner des lectures encore plus précises, parfois aussi près que 0,01%.Vérifiez toujours le manuel d'utilisation pour connaître la précision exacte de votre appareil.

5. Comment utiliser un multimètre numérique pour vérifier la tension?

Pour vérifier la tension avec un multimètre numérique, transformez d'abord le cadran en paramètre de tension (assurez-vous de choisir AC ou DC, selon ce que vous mesurez).Branchez le fil noir dans le port "COM" et le fil rouge dans le port étiqueté avec un "V" pour la tension.Ensuite, touchez le fil noir au point négatif et le fil rouge au point positif du circuit.Le multimètre affichera la tension à l'écran.Assurez-vous de gérer correctement les fils pour éviter les erreurs ou les courts-circuits.