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Quatre notions élémentaires à propos de l'étalonnage de multimètres numériques
Dans cet article, vous apprendrez :
- Pourquoi étalonner un multimètre numérique
- À quelle fréquence étalonner
- Comment choisir le bon calibrateur de multimètre
- Séquences d’étalonnage
- Comment étalonner – procédure étape par étape
- Ce qui figure sur le certificat d’étalonnage du multimètre numérique
- Liens vers d’autres contenus plus spécifiques sur l’étalonnage des multimètres numériques
Pourquoi étalonner un multimètre numérique ?
Un multimètre numérique (DMM) est l’un des outils de mesure et de vérification les plus utilisés. Les mesures et processus de qualité dépendent de l’emploi continu et correct du multimètre numérique. Cependant, le temps, l’environnement et l’utilisation physique (ou mauvais usages) modifient les caractéristiques d’un multimètre numérique. C’est pourquoi il est important d’étalonner régulièrement et de vérifier les performances des multimètres numériques.
L’étalonnage confirme que les performances du multimètre répondent aux spécifications requises. Les spécifications peuvent être les chiffres standard publiés par le fabricant du multimètre numérique, ou elles peuvent être personnalisées en fonction des besoins d’une entreprise. En général, plus un multimètre est précis, plus les spécifications seront complexes.
À quelle fréquence devez-vous étalonner un multimètre numérique ?
La fréquence d’étalonnage d’un multimètre numérique est généralement annuelle. Certaines spécifications peuvent demander une fréquence d’étalonnage, ou une période entre les étalonnages différente. La durée entre les étalonnages peut également varier en fonction du temps, de l’environnement et de l’utilisation.
Comment choisir le bon calibrateur de multimètre
Lors de la sélection d’un calibrateur de multimètre numérique, veillez à ces qualités :
- Spécifications au moins quatre fois plus précises que la spécification du multimètre numérique en cours de vérification.
- Les fonctions du calibrateur doivent couvrir celles du multimètre numérique qu’il étalonne. Les multimètres numériques ont au moins cinq fonctions, avec de nombreuses gammes par fonction ; la procédure d’étalonnage doit confirmer que le multimètre numérique est approprié pour une utilisation sur toute cette gamme de capacités.
Fluke Calibration publie une diversité de matériels pour vous aider à choisir le calibrateur le mieux adapté à votre charge de travail. La matrice de charge de travail du calibrateur électrique résume les fonctions, les niveaux de précision et la charge de travail ciblée pour chaque calibrateur électrique Fluke Calibration.
Trouver la norme d’étalonnage du multimètre numérique
Souvent, le manuel du multimètre numérique préconise des fonctions et des spécifications minimales nécessaires pour l’étalonner correctement. Le fabricant doit également indiquer tous les points de vérification et toutes les limites de validation selon ses spécifications.
Il existe des guides publiés par des organisations reconnues qui fournissent des pratiques recommandées pour l’étalonnage des multimètres numériques et d’autres appareils. Par exemple : EURAMET cg-15 : Directives pour l’étalonnage des multimètres numériques fournit des directives sur la terminologie, les procédures, l’incertitude de mesure et les certificats d’étalonnage.
Séquences d’étalonnage
Selon l’état d’étalonnage dans lequel vous recevez le multimètre numérique et les exigences du client, trois séquences d’emploi différentes peuvent être suivies. La troisième séquence est la plus commune et la plus intéressante pour les clients d’étalonnage.
- Étalonnage uniquement (aucun réglage n’est effectué)
- Réglage, étalonnage post-réglage (état final)
- Étalonnage avant le réglage (en l’état) ; réglage, étalonnage post-réglage (état final)
Comment étalonner un multimètre numérique – procédure d’étalonnage
À l’aide d’un Multi-Product Calibrator, vous étalonnerez chaque fonction que l’appareil de test (DUT) est capable d’utiliser. Lors de l’utilisation d’un Multi-Product Calibrator Fluke Calibration tel que le 5522A, vous constaterez que le panneau avant est disposé de manière à faciliter son utilisation, même pour des opérateurs débutants.
Pour ces exemples, nous utilisons un Multi-Product Calibrator 5522A, un multimètre numérique Fluke 87V et une paire de cordons de mesure compatibles. Ce qui suit explique, étape par étape, comment étalonner la tension directe, la tension alternative, la résistance, la capacité et le courant continu.
Étalonnage de la tension directe
Le 5522A peut émettre une tension directe de 0 à ± 1 000 V.
- Raccordez les bornes V et COM du multimètre numérique aux sorties NORMAL du 5522A.
- Réglez le multimètre en mode tension directe.
- Sélectionnez une sortie DC de 10 volts à partir du 5522A en appuyant sur :
10 V est indiqué sur la fenêtre de sortie. - Tournez le bouton de sélection pour faire varier la sortie du 5522A. Remarquez comment la fenêtre de commande affiche maintenant l’erreur, indiquant la tension de référence et la différence entre celle-ci et la sortie du courant.
- Tournez le bouton de sélection pour ramener la sortie à 10 V.
- Les touches de curseur au-dessus du bouton de sélection et de chaque côté de la touche EDIT FIELD (Modifier le champ) vous permettent de sélectionner les décades à modifier sur l’affichage de sortie. Appuyez sur la touche de curseur jusqu’à ce que celui-ci soit sous le 0 le plus significatif sur 10,00000 V.
Tournez ensuite le bouton de sélection dans le sens des aiguilles d’une montre jusqu’à ce que l’affichage de sortie indique 33 V. Notez que le 5522A est passé en mode veille. Cette précaution de sécurité protège l’opérateur d’un déplacement accidentel de la sortie à un niveau potentiellement dangereux. - Appuyez maintenant sur la touche NEW REF (Nouvelle référence), située sur le clavier à gauche du bouton de sélection. Notez que l’affichage erreur a disparu de la fenêtre de commande. La sortie indiquée est maintenant définie comme référence et les erreurs peuvent être calculées par rapport à la nouvelle valeur de référence. Cela simplifie certains types de réparation ou de vérifications de la planéité.
- Appuyez sur la touche RESET (Initialisation). Cela réinitialise la sortie à 0,0000 mV et met le 5522A en mode veille.
Étalonnage de la tension alternative
La tension alternative est disponible de 1 mV à 1 000 V sur une gamme de fréquences de 0,01 Hz à 2 MHz. Le fonctionnement est identique à celui avec des volts DC. Saisissez simplement la valeur et les unités.
- Mettez le multimètre numérique en mode de tension alternative AC.
- Raccordez les bornes V et COM du multimètre numérique aux sorties NORMAL du 5522A. Sélectionnez ensuite une sortie de 10 volts 60 Hertz en appuyant sur :
Remarquez comment l’affichage dans la fenêtre de commande a changé, vous donnant la possibilité de modifier la forme d’onde du signal AC en volts ou de définir un décalage DC pour le rapport cyclique et les contrôles de sensibilité. - Appuyez sur la flèche vers le haut sous WAVE sine (ONDE sinusoïdale). Remarquez que le menu passe à WAVE tri pour la forme d’onde triangulaire. Remarquez également que l’affichage de sortie a changé d’un relevé de tension eff. conventionnel à crête à crête.
- Appuyez sur la flèche vers le haut sous WAVE tri et l’affichage passe à WAVE square (forme d’onde carrée). Remarquez que vous disposez désormais d’un choix de touches programmables pour régler le cycle de service, ce qui facilite la vérification directe de l’affichage du cycle d’utilisation sur le multimètre numérique.
- Appuyez sur la touche RESET (Initialisation) lorsque vous avez terminé.
Résistance de l’étalonnage
Les valeurs de résistance sont disponibles de 0 à 1,1 GΩ.
Le 5522A utilise une technique de synthèse pour simuler les valeurs de résistance. Ainsi, plutôt que d’utiliser des valeurs discrètes, vous pouvez sélectionner des valeurs en ohms de la même manière que vous choisiriez une tension. La technique unique de synthèse de la résistance du 5522A se traduit par une large gamme dynamique. Contrairement aux techniques de résistance synthétisées utilisées dans d’autres calibrateurs, les 5522A peuvent être utilisés avec une large gamme d’appareils de test, y compris des multimètres numériques portables ; des volt-ohmmètres analogiques, qui émettent généralement un courant relativement élevé dans des plages de faible résistance ; et des multimètres numériques d’établi, qui émettent généralement une tension relativement élevée pour effectuer des mesures de haute résistance.
- Raccordez les cordons de mesure aux entrées Ω et COM du multimètre numérique et aux bornes NORMAL du 5522A.
- Mettez le multimètre numérique en mode ohms.
- Sur le 5522A, sélectionnez une sortie de 10 ohms en appuyant sur :
- Remarquez que la fenêtre de commande affiche une gamme de choix de compensation de dérivation. Appuyez simplement sur la flèche vers le haut sous COMP off pour faire défiler les choix—off, 2-wire et 4-wire. Lorsque la compensation est désactivée, le 5522A ne compense pas les résistances des cordons. En mode 2 fils, le 5522A compense la résistance de ligne 9 aux bornes de l’appareil sous test. Le mode 4 fils permet d’utiliser le 5522A avec des appareils sous test capables de réaliser des mesures à 4 fils.
- Remarquez à gauche du bouton de sélection un groupe de huit touches de fonction dédiées aux fonctions diverses. Les deux dernières, MULT X et DIV, vous permettent d’augmenter ou de diminuer la sortie par les mêmes décades que la sortie de référence affichée dans la fenêtre de sortie.
- Maintenant, la sortie indique 1 kΩ. Modifiez la sortie à l’aide du bouton de sélection et des touches pour définir la valeur sur 1,42 kΩ, puis appuyez sur la touche NEW REF.
- Essayez d’utiliser la touche DIV en appuyant trois fois dessus.
Maintenant, l’affichage de sortie indique 1,42 Ω. - Appuyez sur la touche RESET (Initialisation) lorsque vous avez terminé.
Capacité d’étalonnage
La capacité est disponible de 330 pF à 1 mF.
La fonction de capacité fonctionne de la même manière que la fonction de résistance. Il suffit de saisir la sortie de capacité souhaitée. La conception du circuit de capacitance synthétisée du 5522A lui permet d’être utilisé avec des compteurs qui font appel à la méthode de charge/décharge DC actuellement utilisée sur les multimètres numériques portables, ainsi qu’à la technique AC utilisée par les compteurs RCL.
- Raccordez les cordons de mesure aux entrées Ω et COM du multimètre numérique et aux bornes NORMAL du 5522A.
- Mettez le multimètre numérique en mode capacitance (sur le Fluke série 80, sélectionnez le mode résistance, puis appuyez sur le bouton bleu pour la capacitance).
- Sur le clavier de l’unité numérique, remarquez qu’il y a un certain nombre d’unités indiquées en rouge. Ces unités sont saisies en appuyant d’abord sur la touche SHIFT. Le clavier 5522A reste à l’état décalé jusqu’à ce que vous appuyiez sur une autre touche. Cela élimine la nécessité de maintenir la touche SHIFT enfoncée pendant la saisie de la valeur décalée.
- Les microfarads sont saisis en unités décalées. Essayez. Saisissez 5 microfarads en appuyant sur :
- Les choix de compensation de résistance des cordons disponibles en mode résistance sont les mêmes que ceux disponibles en capacitance. Vous pouvez également modifier la sortie de la même manière. Appuyez deux fois sur la touche DIV pour baisser la sortie par décades à 50 nF.
- Maintenant, modifiez la sortie. Sélectionnez le chiffre le plus significatif sur l’affichage de sortie en appuyant trois fois sur la flèche de retour.
Et modifiez la sortie en tournant le bouton de sélection. Comme pour tous les autres modes d’étalonnage, le 5522A calcule l’erreur et l’affiche dans la fenêtre de commande. - Appuyez sur la touche RESET (Initialisation) lorsque vous avez terminé.
Étalonnage du courant continu (DC)
Le courant continu est disponible de 0 à ± 20,5 A.
L’approvisionnement en courant continu est identique à l’approvisionnement en tension continue ; cependant, vous devez changer les raccordements sur le 5522A, et très probablement également sur le multimètre numérique. Le courant est disponible à partir des bornes AUX du 5522A.
Assurez-vous de raccorder une unité contrôlée au calibrateur, sinon le 5522A passera en sur-conformité et se déclenchera.
- Raccordez les bornes A et COM du multimètre numérique aux bornes AUX HI et LO du 5522A et mettez le multimètre numérique en mode courant mA/A.
- Sélectionnez 100 mA en appuyant sur :
- Appuyez ensuite une fois sur la touche MULT X pour passer à 1 A, puis une nouvelle fois pour passer à 10 A.
- Tournez le bouton de sélection pour que le 5522A calcule l’incertitude.
- Appuyez sur la touche RESET (Initialisation) lorsque vous avez terminé.
Étalonnage du courant alternatif (AC)
Le courant alternatif est disponible de 33 μA à 11 A sur des fréquences de 0,01 Hz à 10 kHz.
L’utilisation du 5522A en mode courant alternatif est similaire à son utilisation en mode tension alternative ; cependant, vous devez changer les raccordements sur le 5522A et le multimètre numérique. Le courant est disponible aux bornes AUX.
Vous devez également vous assurer de raccorder un appareil sous test, sinon le 5522A passera en sur-conformité et se déclenchera.
- Raccordez les bornes A et COM du multimètre numérique aux bornes AUX HI et LO du 5522A.
- Mettez le multimètre numérique en mode courant alternatif en tournant le bouton du multimètre numérique sur la position mA/A (DC) et en appuyant sur le bouton bleu (Fluke série 80).
- Sélectionnez 100 mA 60 Hertz en appuyant sur :
Remarquez que l’affichage de la fenêtre de commande indique que la sortie est sur les bornes auxiliaires. Notez également que vous disposez du même choix de formes d’onde en mode tension alternative. Vous pouvez les sélectionner en appuyant sur la touche programmable sous l’affichage. Comme pour tous les autres modes, la sortie peut être modifiée en sélectionnant un chiffre sur l’affichage de sortie et en la réglant à la hausse ou à la baisse à l’aide du bouton de sélection. - Appuyez sur la touche RESET (Initialisation) lorsque vous avez terminé.
Certificat d’étalonnage de multimètre
EURAMET cg-15 : Les directives pour l’étalonnage des multimètres numériques recommandent d’inclure certaines informations dans un rapport d’étalonnage. « Outre les informations générales sur le certificat d’étalonnage (telles que le titre, son identifiant unique, le numéro de page sur chaque page avec le nombre total de pages), le CL (nom et adresse du laboratoire où les étalonnages ont été effectués), le client (nom et adresse), l’identification claire du multimètre numérique étalonné (comme son numéro de série), la date de réception et la date d’exécution de l’étalonnage, le nom, la fonction et la signature de la personne accordant le certificat d’étalonnage, les informations suivantes sont considérées comme nécessaires afin de fournir une connaissance complète des opérations effectuées sur le multimètre numérique :
- identification de la méthode d’étalonnage utilisée (c.-à-d. par les identifiants des procédures d’étalonnage utilisées)
- preuve que les mesures sont traçables (c.-à-d. en citant les normes utilisées dans l’étalonnage)
- les conditions (c.-à-d. les conditions environnementales telles que la température et l’humidité) qui ont une influence sur les résultats de l’étalonnage
- les résultats d’étalonnage accompagnés des unités de mesure
- les incertitudes de mesure
Continuer d’apprendre :
- Introduction aux bases de l’étalonnage de multimètres numériques (webinaire à la demande)
- Une vérification de multimètre numérique générique et une stratégie d’étalonnage
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- Comprendre les bases de l’étalonnage des multimètres numériques | Série Retour aux bases
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