Instruments de mesure électriques (Ohmmètre, Ampèremètre, Voltmètre)

Pour chaque amateur, étudiant des métiers de l'électricité, de l'électronique ou des domaines connexes, le rêve est d'avoir ses propres instruments de mesure. Dans certains cas, les stagiaires acquièrent des instruments de très mauvaise qualité qui, au lieu de les aider à apprendre, compliquent les défauts ou présentent de fausses mesures.  

Dans d'autres cas, les apprentis acquièrent des instruments de très haute qualité mais, n'ayant aucune expérience, ils établissent des connexions erronées, entraînant une inadéquation ou une défaillance de l'instrument. Tout au long de cet article, nous allons montrer son utilisation correcte, ses applications et la vérification de son étalonnage.

Que sont les instruments de mesure électriques?

Pour réaliser une étude des signaux électriques, nous devons les mesurer et, bien sûr, les enregistrer. Il est très important pour quiconque souhaite analyser ces phénomènes de disposer d'instruments de mesure électriques fiables.
Les mesures sont effectuées sur la base de paramètres électriques, en fonction de leurs propriétés telles que la pression, le débit, la force ou la température. Dans cet article, nous nous consacrerons à l'étude des instruments de mesure des paramètres de base les plus courants tels que:

• L'Ohmètre.
• L'ampèremètre.
• Le voltmètre.

Qu'est-ce qu'un ohmmètre?

C'est un instrument de mesure de la résistance électrique. En utilisant le relations entre la différence de potentiel (tension) et l'intensité du courant électrique (ampères) développée par la loi d'Ohm.

Soit dit en passant, vous pourriez être intéressé à voir plus tard Que disent la loi d'Ohm et ses secrets?

L'Ohmmètre analogique:

Utilisez un galvanomètre, qui est un compteur de courant électrique. Cela fonctionne comme un transducteur, recevant le courant électrique avec une tension constante provoquant des modifications dans un pointeur qui indique la mesure à travers une relation calculée par La loi d'Ohm. (Voir l'article sur la loi d'Ohm). Regarder Figure 2

L'Ohmmètre numérique:

Dans ce cas, vous n'utilisez pas le galvanomètre, utilisez plutôt un relations avec un diviseur de tension (qui dépend de l'échelle) et une acquisition de signal (analogique / numérique) prenant la valeur de la résistance par le Relation avec la loi d'Ohm. Voir la figure 3

Connexion ohmmètre:

L'Ohmmètre est connecté en parallèle à la charge (voir figure 4), il est recommandé que la pointe de l'instrument soit dans des conditions optimales (Les pointes sulfatées ou sales provoquent une erreur de mesure). Il est important de souligner que l'alimentation de la différence de potentiel est réalisée par la batterie interne de l'instrument.

Étapes pour effectuer une mesure correcte avec des instruments de mesure électriques:

Nous vous recommandons d'effectuer les étapes suivantes pour obtenir de meilleurs résultats dans vos mesures:

Étalonnage et vérification des cordons de test:

Dans les instruments analogiques, il était obligatoire d'effectuer un étalonnage et un contrôle des pointes, mais dans les instruments numériques qui en théorie sont automatiques, il y a des facteurs que cet étalonnage peut, au lieu d'automatiser (si tout n'est pas correct), produire un désalignement ou une erreur dans les mesures. Nous vous recommandons d'effectuer chaque fois que nous avons besoin d'une mesure, vérifiez l'étalonnage de l'instrument:

Vérification des pourboires:

Cette étape est très basique mais élémentaire pour obtenir des lectures avec une marge d'erreur plus faible (nous vous recommandons de le faire fréquemment), ils consistent uniquement à joindre les pointes de l'instrument en forçant une mesure de +/- 0 Ω comme le montre la figure 5

Il faut souligner que l'obtention de ce résultat L'étalonnage 0 Ω est idéal, il faut se rappeler que les pointes de mesure utilisent des câbles en cuivre (en théorie d'excellents conducteurs) mais en pratique tous les conducteurs ont une certaine résistance, tout comme les pointes (elles sont généralement en acier inoxydable, les professionnelles sont en cuivre avec un argent bain), mais ils ne justifient pas un résultat supérieur à 0.2 Ω +/- le pourcentage (%) de la précision de lecture de l'instrument.
Pour donner une valeur élevée, nous recommandons: nettoyer les pointes, vérifier l'étalonnage de l'instrument et le point le plus critique, l'état de la batterie de l'instrument.

Vérification de l'étalonnage de l'instrument:

Pour ce test, nous recommandons d'avoir une norme, par exemple, une résistance de 100 Ω avec une tolérance non supérieure à +/- 1% en d'autres termes:
R Max = 100 Ω + (100 Ω x 0.01) = 101 Ω
R min = 100 Ω - (100Ω x 0.01) = 99 Ω
Maintenant, si à ce stade, nous ajoutons l'erreur de lecture de l'instrument (cela dépend de la marque et de la qualité de l'ohmmètre), généralement un instrument numérique Fluke modèle 117 sur l'échelle de plage automatique (0 - 6 M Ω) est de +/- 0.9% [ 2], nous pouvons donc avoir la gamme de mesures suivante:
R Max = 101 Ω + (101 Ω x 0.009) = 101,9 Ω
R min = 99 Ω - (99Ω x 0.009) = 98,1 Ω
Bien sûr, ce résultat est relatif, puisque les conditions environnementales (un point très important pour l'étalonnage avec des étalons) et l'erreur zéro n'ont pas été pris en compte, mais malgré tous ces facteurs nous devons avoir une valeur approximative à l'étalon.
Si vous n'utilisez pas d'instrument de télémétrie automatique, il est conseillé de le placer dans la plage de mesure la plus proche de l'étalon.

Dans la figure 6, nous voyons 2 multimètres (c'est un instrument tout-en-un) dans ce cas, le fluke 117 est à télémétrie automatique et l'UNI-T UT38C vous devez sélectionner l'échelle la plus proche du motif. Par exemple, le multimètre de marque UNI-T modèle UT-39c [3] pour ce contrôle est recommandé 200 Ω

Précautions lors de l'utilisation de l'ohmmètre comme instrument de mesure électrique:

Pour une utilisation correcte de cet instrument de mesure, nous recommandons les points suivants:

1. Pour effectuer des mesures avec l'ohmmètre, les alimentations doivent être déconnectées.
2. Comme cela a déjà été détaillé au point précédent, le contrôle des cordons de test et le contrôle de l'étalonnage doivent être effectués avant la mesure.
3. Pour obtenir une mesure correcte, il est conseillé de déconnecter au moins une borne de la résistance ou du composant, évitant ainsi toute impédance en parallèle.

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Qu'est-ce que l'ampèremètre?

L'ampèremètre est utilisé pour mesurer l'intensité des courants électriques dans une branche ou un nœud du circuit électrique.

L'ampèremètre analogique:

Les ampèremètres ont une résistance interne appelée shunt (RS), généralement elle est inférieure à 1 ohm de haute précision, elle a pour but de réduire l'intensité du courant électrique du nœud se connectant en parallèle au galvanomètre. Voir la figure 7.

L'ampèremètre numérique:

Comme l'ampèremètre parallèle, il utilise une résistance shunt proportionnelle à l'échelle, mais au lieu d'utiliser un galvanomètre, une acquisition de signal est effectuée (analogique / numérique), il utilise généralement des filtres passe-bas pour éviter le bruit.

Étapes pour effectuer une mesure correcte avec l'ampèremètre comme instrument de mesure électrique:

• L'ampèremètre est connecté en série (avec un cavalier) à la charge comme indiqué sur la figure 9

• Il est conseillé d'effectuer les connexions avec la source d'alimentation coupée en plaçant l'ampèremètre sur l'échelle maximale et en abaissant l'échelle jusqu'à atteindre l'échelle recommandée.
• Il est toujours recommandé de vérifier l'état de la batterie et des fusibles avant de prendre toute mesure.

Précautions lors de l'utilisation de l'ampèremètre comme instrument de mesure électrique:

• Il est important de se rappeler que l'ampèremètre dépend de la résistance shunt en parallèle c'est-à-dire que l'impédance interne a tendance à être de 0 Ω en théorie (en pratique cela dépendra de l'échelle) mais elle est généralement inférieure à 1 Ω donc il ne doit jamais être connecté en PARALLEL.
• Il est très important de vérifier le fusible de protection et de ne jamais définir une valeur supérieure à celle recommandée.

Qu'est-ce que le voltmètre?

El Voltmètre C'est un instrument utilisé pour mesurer la différence de potentiel entre deux points dans un circuit électrique.

Le voltmètre analogique:

Il se compose d'un galvanomètre avec une résistance série où sa valeur dépendra de l'échelle choisie, voir figure 10

Le voltmètre numérique:

Le voltmètre numérique a le même principe que le voltmètre analogique, la différence étant que le galvanomètre est remplacé par une résistance, créant un circuit diviseur de tension avec une relation proportionnelle.

Connexion voltmètre:

Les voltmètres ont une impédance élevée en théorie ils ont tendance à être infinie en pratique ils ont en moyenne 1M Ω (bien sûr cela varie en fonction de l'échelle), leur connexion est en parallèle comme le montre la figure 12

Étapes pour effectuer une mesure correcte avec le voltmètre comme instrument de mesure électrique:

A. Placez toujours le voltmètre sur l'échelle la plus élevée (pour la protection) et abaissez progressivement l'échelle la plus proche supérieure à la mesure.
B. Vérifiez toujours l'état de la batterie de l'instrument (une batterie déchargée produit des erreurs de mesure).
C. Vérifiez la polarité des cordons de test, il est recommandé de respecter la couleur des cordons de test (+ Rouge) (- Noir).
D. En cas de négatif, il est recommandé de le fixer à (-) ou à la masse du circuit et de faire varier le cordon de test (+).
E. Vérifiez si la mesure de tension souhaitée est DC (courant continu) ou AC (courant alternatif).

Précautions lors de l'utilisation du voltmètre comme outil de mesure électrique:

Les voltmètres ont généralement une échelle relativement élevée (600V - 1000V) commencent toujours à lire sur cette échelle (AC / DC).
On se souvient que les mesures sont en parallèle (en série cela provoquerait un circuit ouvert) voir le sujet de la loi d'Ohm.

Recommandations finales pour les instruments de mesure électrique

Pour tout fanatique, étudiant ou technicien dans les domaines de l'électronique, de l'électricité il est indispensable de savoir utiliser les instruments de mesure, leur étalonnage est nécessaire pour réaliser des diagnostics et des évaluations techniques. Dans le cas où vous utilisez un multimètre faire comme d'habitude le contrôle de l'étalonnage de l'ohmmètre, puisque dans ces instruments (tout en un), tous les paramètres sont en quelque sorte interconnectés par exemple (batterie, pointes, ampèremètres et voltmètre pour la mesure des variables de résistance entre autres).

L'utilisation d'un modèle de test pour les instruments de mesure électriques Ohmmètre, Ampèremètre et Voltmètre est nécessaire pour le faire constamment en raison de notre expérience de ne pas le faire et malheureusement, le fait que l'instrument ne soit pas étalonné peut nous donner de faux signaux de pannes ou d'erreurs de lecture.

Nous espérons que cet article d'introduction au sujet vous sera utile, nous attendons vos commentaires et vos doutes.