Multimètres : de l'analogique au numérique — guide complet

Puisqu'un seul mouvement de mesure peut être configuré comme voltmètre, ampèremètre ou ohmmètre en le connectant simplement à différents réseaux de résistances externes, il s'ensuit qu'un seul appareil — le multimètre — peut effectuer les trois fonctions dans une unité compacte lorsqu'il est équipé des commutateurs et résistances appropriés.

Pour la plupart des travaux d'électronique, le multimètre est l'outil quintessentiel. Il offre une large gamme de mesures — tension, courant, résistance, et plus — dans un seul paquet abordable, simple à utiliser et hautement fiable. Avec l'avènement de la technologie à semi-conducteurs, les multimètres modernes ont évolué des dispositifs analogiques de base vers des instruments numériques sophistiqués, mais le principe de base reste inchangé.

Multimètre analogique

Le multimètre analogique portable montré ci-dessus présente des gammes séparées pour tension, courant et résistance. Chaque fonction a sa propre échelle sur le mouvement de mesure, et le commutateur rotatif sélecteur permet à l'utilisateur de choisir la gamme appropriée. Les pointes de test s'insèrent dans les deux prises en cuivre au bas du cadran, marquées –TEST+ (noir) et +TEST (rouge).

Le modèle Barnett adopte une approche légèrement différente. Son commutateur rotatif a moins de positions, mais il offre beaucoup plus de prises pour les pointes de test. Chaque prise est étiquetée avec une gamme de plein échelle, facilitant l'identification de la connexion correcte pour la mesure désirée.

Multimètre numérique

Contrairement aux mètres analogiques, les multimètres numériques remplacent l'aiguille par un affichage LCD gris qui affiche des lectures numériques. L'exemple montré a un commutateur rotatif sélecteur et quatre prises pour les pointes de test. La pointe noire est commune à toutes les fonctions, tandis que la pointe rouge peut être insérée dans l'une des trois prises étiquetées pour tension, résistance ou courant (A, mA, µA).

Exiger que l'utilisateur déplace la pointe rouge entre les prises pour passer de la mesure de tension à celle de courant est une fonction de sécurité qui aide à prévenir les courts-circuits accidentels quand le mètre est réglé pour mesurer le courant avec une faible impédance d'entrée.

Contrairement aux mètres analogiques, cette unité numérique est à autorangement : elle sélectionne automatiquement la gamme appropriée pour la grandeur mesurée, éliminant le besoin pour l'utilisateur de changer les réglages manuellement. Cependant, tous les mètres numériques ne supportent pas l'autorangement, donc consultez toujours le manuel de votre modèle spécifique.

Puisque deux modèles de multimètre ne sont pas identiques — même au sein de la même marque — consulter le manuel du propriétaire est essentiel pour comprendre l'opération exacte de votre instrument.

Ci-dessous se trouve un schéma pour une configuration simple de volt/ampèremètre analogique :

Dans les trois positions anti-horaires du commutateur, le mouvement de mesure est connecté aux prises Commun et V à travers l'une des trois résistances en série (Rmultiplicateur1–Rmultiplicateur3), fonctionnant comme voltmètre. La quatrième position connecte le mouvement en parallèle avec la résistance de dérivation, créant un ampèremètre. La dernière position horaire court-circuite le mouvement à travers le commutateur, fournissant un effet d'amortissement qui protège l'aiguille des chocs mécaniques.

Pour ajouter une fonction ohmmètre, l'une des gammes de tension peut être remplacée comme illustré ci-dessous :

Avec les capacités tension, résistance et courant, cet appareil est aussi connu sous le nom de volt-ohm-milliammètre (VOM).

Lire un multimètre analogique avec plusieurs gammes peut sembler intimidant, mais le mouvement de mesure contient plusieurs échelles correspondant à chaque gamme. Un gros plan des échelles du mètre Barnett est montré ici :

Trois types d'échelles sont présents : vert pour la résistance en haut, noir pour tension et courant CC au milieu, et bleu pour tension et courant CA en bas. Chaque section CC/CA a des sous-échelles de 0–2,5, 0–5 et 0–10, et l'opérateur doit faire correspondre la gamme sélectionnée et la position de la prise avec l'échelle appropriée pour interpréter l'aiguille correctement.

Les gammes de tension typiques sur ce mètre incluent 2,5 V, 10 V, 50 V, 250 V, 500 V et 1 kV. Avec un extenseur de gamme de tension, des mesures jusqu'à 5 kV sont possibles. Par exemple, sélectionner la prise 10 V nécessite de lire l'échelle 10, tandis que sélectionner la prise 250 V signifie lire l'échelle 2,5 et multiplier par 100.

Pour mesurer le courant, la pointe rouge est insérée dans une prise dédiée et le commutateur rotatif sélectionne la gamme. L'image suivante montre le commutateur réglé sur 2,5 mA :

Les gammes de courant sont toujours des multiples des trois échelles du mètre : 2,5, 5 et 10. Pour le réglage 2,5 mA, l'aiguille se lit directement sur l'échelle 0–2,5. Pour d'autres gammes comme 250 µA, 50 mA, 100 mA ou 500 mA, la lecture sur l'échelle appropriée doit être multipliée par 10 ou 100 pour obtenir la valeur réelle.

La gamme de courant la plus élevée est atteinte avec le commutateur en position 2,5/10 A. La différence entre 2,5 A et 10 A se fait en insérant la pointe rouge dans une prise spéciale 10 A adjacente à la prise de courant régulière.

La résistance est affichée sur une échelle non-linéaire, « à l'envers », qui va de zéro (côté droit) à l'infini (côté gauche). Une seule prise est fournie pour les mesures ohm, donc la gamme est définie uniquement par le commutateur rotatif. Cinq réglages multiplicateurs sont disponibles : Rx1, Rx10, Rx100, Rx1000 et Rx10000. La valeur d'aiguille affichée est multipliée par le facteur sélectionné pour donner la vraie résistance.

FICHES D'EXERCICES ASSOCIÉES :

• Fiche d'exercices : Ampèremètre - Multimètre
• Fiche d'exercices : Voltmètre - Multimètre