Comprendre le fonctionnement interne d’un multimètre

Un multimètre est un outil électrique indispensable pour les professionnels et les amateurs de l’électricité. Il permet de mesurer plusieurs paramètres électriques tels que la tension, le courant, la résistance, etc. Dans cet article, nous allons explorer le fonctionnement interne d’un multimètre ainsi que ses principes de mesure.

Les composants internes d’un multimètre

Divers composants font partie d’un multimètre :

• L’afficheur : Il s’agit généralement d’un écran LCD (affichage à cristaux liquides) qui affiche les valeursmesurées par l’appareil en temps réel.
• Le sélecteur rotatif : C’est une molette qui permet de choisir le mode de mesure (tension, courant, résistance, etc.) désiré en plaçant le curseur sur la position correspondante.
• Les bornes d’entrée : Elles sont généralement au nombre de trois, dont une borne pour le fil noir COM (commun) et deux autres pour les fils rouge et bleu servant respectivement aux mesures de tension et courant.
• Le circuit imprimé : C’est la «carte mère» du multimètre sur laquelle sont reliés tous les éléments. Elle comprend notamment des circuits de protection, des boutons de fonctionnement (comme la réinitialisation), et d’autres composants nécessaires au bon fonctionnement de l’appareil.
• Les capteurs : Ce sont des éléments essentiels pour la mesure de courant et tension, par exemple.

N’hésitez pas à parcourir ce site pour découvrir à quoi sert un voltmètre, et ainsi approfondir vos connaissances.

La technologie de mesure utilisée

Un multimètre fait appel à différentes technologies et principes de mesure pour fonctionner correctement. Parmi eux :

• Le principe ohmique : Cette méthode est basée sur la loi d’Ohm, qui établit une relation entre la tension, le courant, et la résistance électrique. La valeur de la résistance est obtenue en mesurant les valeurs de tension et de courant, puis en les divisant selon la formule R = U/I.
• Le pont de Wheatstone : Il s’agit d’un circuit électrique composé de quatre résistances disposées en carré, dont l’une est inconnue et que l’on cherche à mesurer. Le pont permet de déterminer cette valeur avec précision grâce à un équilibre entre deux tensions proportionnelles aux résistances.
• La conversion analogique-numérique : Les multimètres actuels sont souvent numériques, c’est-à-dire qu’ils transforment le signal électrique analogique en une valeur numérique exploitée par le microcontrôleur (MCU).
• La méthodes RMS : Certains multimètres sont capables de mesurer la valeur effective ou RMS (Root Mean Square) d’un signal électrique alternatif. Cette méthode prend en compte l’amplitude et la forme du signal pour donner un résultat représentatif de sa puissance.

Le processus de mesure

Le fonctionnement d’un multimètre se divise en plusieurs étapes :

• Sélection du mode de mesure : L’utilisateur choisit le paramètre qu’il souhaite mesurer (tension, courant, résistance) à l’aide du sélecteur rotatif.
• Connexion des fils : Les fils de mesure sont connectés aux bornes d’entrée correspondantes et ensuite aux points de test sur le circuit ou la pièce à mesurer.
• Aquisition du signal : Le multimètre capte le signal électrique via les capteurs et l’amplifie selon le mode sélectionné à l’aide des circuits imprimés.
• Conversion analogique-numérique : Le signal est converti en une valeur numérique que le MCU peut interprèter.
• Traitement de la valeur : Le MCU réalise divers calculs pour donner un résultat final. Par exemple dans le cas d’une mesure RMS, le microprocesseur effectuera plusieurs opérations pour obtenir la valeur effective.
• Affichage du résultat : La valeur obtenue est affichée sur l’écran LCD.

Mesures de base

Découvrez ici les principales mesures électriques et les procédures associées :

Mesure de tension

Pour mesurer la tension, on utilise généralement un voltmètre intégré dans le multimètre. Il sert à évaluer la différence de potentiel entre deux points d’un circuit électrique. Les voltmètres peuvent mesurer des tensions continues (DC) ou alternatives (AC). La procédure de mesure est :

• Choix du mode de tension avec le sélecteur rotatif,
• Connexion des fils respectifs à leur bornes d’entrée sur le multimètre,
• Mise en contact des pointes de touches aux points de test.

La valeur de la tension s’affiche alors sur l’écran LCD.

Mesure de courant

Pour évaluer le courant électrique, le multimètre utilise un ampèremètre intégré. On mesure ainsi l’intensité du courant qui circule dans un conducteur. Mais attention, pour les appareils numériques, la mesure doit être effectuée en série. Procédure :

• Sélection du mode de courant avec le sélecteur,
• Branchement des fils à leur borne respective,
• Ouverture du circuit et insertion du multimètre en série.

L’écran LCD affiche ainsi la valeur du courant mesuré.

Mesure de résistance

Le multimètre permet également de mesurer la résistance électrique d’un composant, par exemple une résistor, grâce à un ohmmètre intégré. La méthode de mesure est simple :

• Choisir le mode de résistance avec le sélecteur,
• Connecter les fils à leur borne respective,
• Mettre en contact les pointes de touches aux extrémités du composant.

Ainsi, la valeur de résistance est affichée sur l’écran LCD du multimètre.

En résumé, un multimètre est un outil indispensable pour mesurer divers paramètres électriques. Son fonctionnement repose sur différents principes et technologies qui permettent d’obtenir des résultats précis et fiables lors de diagnostics ou d’interventions sur des installations électriques.