Chapitre 2

VOLTMETRES NUMERIQUES
La grande majorité des appareils de mesure utilisés en électrotechnique est construite autour d'un voltmètre numérique, la grandeur physique à mesurer étant convertie en tension à l'aide d'un capteur approprié. C'est pourquoi, après avoir décrit les méthodes de conversion analogique- numérique mise en œuvre dans les voltmètres et les multimètres, ce chapitre fournira les définitions commentées du vocabulaire habituellement utilisé dans les notices techniques des appareils de mesure numériques.

1. Voltmètres à convertisseur analogique-numérique double rampe. 1.1. Mesure de la valeur moyenne d'une tension. Ce type de convertisseur fonctionne en deux étapes : - Première étape : intégration de la tension à mesurer vx (t) pendant une durée Tint fixe. Comme on peut le constater en observant le schéma et les courbes ci-dessous, cette intégration a pour effet de fournir une tension vs en sortie de l'intégrateur qui est égale à la tension aux bornes du condensateur et qui a pour expression v s (t) = : 1 · R 1C
Tint
0

v x . dt

uc C R1 K1
+ +

vx t vs

-Vx

R2 V Réf

K2

U c max

vs t T int

Si cette tension vs atteint une valeur égale à UC max , un circuit logique impose, soit un changement de calibre pour les appareils à calibration automatique (en anglais : autorange), soit l'affichage d'un signal de dépassement. - Deuxième étape : décharge à courant constant du condensateur.

Voltmetre_num2.doc

Pascal.Loos@ac-nancy-metz.fr

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uc C R1 K1
+ +

vs U c2

R2 V Réf

K2

U c1

vS t ² t1 ² t2

C'est lors de cette seconde étape qu'a lieu la conversion analogique-numérique proprement dite : un compteur échantillonne la durée ∆tx nécessaire à la décharge complète du condensateur. Si certaines conditions sont respectées, cette durée est proportionnelle à la valeur moyenne de la tension d'entrée. En effet, au cours de la décharge du condensateur, la tension vS (t) peut se mettre sous la