LES MULTIMÈTRES NUMÉRIQUES SONT UTILISÉS DEPUIS DES DÉCENNIES POUR MESURER LES VALEURS ÉLECTRIQUES. AFIN DE RÉPONDRE AUX EXIGENCES DE TEST ACTUELLES, ILS SONT MAINTENANT ENTRÉS DANS L'ÈRE NUMÉRIQUE AVEC CINQ FONCTIONNALITÉS CLÉS, SELON TEKTRONIX : LA CONNECTIVITÉ CLOUD, LES INTERFACES À ÉCRAN TACTILE, LA PROGRAMMABILITÉ, LE CONTRÔLE LOGICIEL À DISTANCE ET LA NUMÉRISATION RAPIDE.

Andrea Vinci (Tektronix EMEA) Andrea Vinci a obtenu son Master en génie électronique de l'Université de Padoue en 2000, contribuant à la norme IVI pour le test et la mesure. Après dix  ans passés à coordonner des projets de test et de certification, il rejoint Tektronix en 2011, où il se concentre sur les applications pour l'électronique de puissance et de l'automobile, notamment en tant que responsable marketing technique EMEA depuis fin 2019.

Le Keithley DAQ6510 est l'exemple type du multimètre numérique moderne : il dispose d'un grand écran tactile assurant une visualisation des courbes comme sur un oscilloscope numérique, le partage des données via le cloud et des tableaux de bord, et même des capacités de multiplexage des voies.

Les multimètres numériques font aujourd'hui partie des équipements de test électronique les plus largement utilisés, aussi bien pour les mesures électriques dans un bâtiment, en laboratoire et sur site, que pour les bancs de test, le test des objets connectés (IoT) et de capteurs, la configuration automatisée d'usines, etc. Les multimètres numériques sont traditionnellement mis en œuvre pour mesurer les valeurs électriques.

Même les modèles actuels les moins chers, avec une résolution de base, peuvent, en règle générale, prendre en charge des fonctionnalités telles que l'auto-ranging et un écran rétroéclairé ou couleur. En plus des mesures de tension et de courant obligatoires – que ce soit en courant alternatif (AC) ou en courant continu (CC) –, ils peuvent aussi prendre en charge des mesures de résistance, de température, de fréquence et de capacité.

DES MULTIMÈTRES AVEC CONNEXION AU CLOUD

Les progrès technologiques ont contribué à l'augmentation de la demande de fonctionnalités des multimètres, en particulier pour les unités utilisées dans les bancs de laboratoire. Nous avons identifié cinq fonctionnalités que les utilisateurs souhaiteront absolument avoir dans leur multimètre, maintenant et à l'avenir : la diffusion en continu dans le cloud et les tableaux de bord interactifs (connectivité cloud) ; de grands écrans sensibles et des interfaces à écran tactile sur l'unité ; la program-mabilité ; une suite logicielle complète pour contrôler l'unité depuis l'ordinateur portable et créer des rapports automatisés ; et un numériseur rapide pour la capture de transitoires.

Les multimètres numériques étaient traditionnellement des appareils portatifs qui affichaient des informations de test électronique uniquement sur leur écran. Il n'y avait aucun moyen de partager facilement ces informations avec d'autres personnes, ou de les transmettre via Internet. Les multimètres numériques à la pointe de la technologie, comme le Keithley DAQ6510, utilisent une simple application embarquée pour se connecter au service de streaming de données IoT Initial State, qui peut surveiller et enregistrer les flux de données directement à partir de l'instrument de mesure. Les utilisateurs peuvent également définir des seuils de mesure et recevoir des alertes par courriel et SMS lorsqu'un seuil est atteint, directement à partir du tableau de bord.

L'intégration de la plateforme Software-asa-Service (SaaS) Initial State fournit ainsi à un multimètre des capacités de surveillance à distance, des tableaux de bord interactifs en temps réel pour la visualisation des données, ainsi que le déclenchement et la possibilité de partager des données, le tout sans avoir besoin d'un PC ou d'un logiciel externe.

Les multimètres numériques modernes ont besoin d'une flexibilité de programmation pour automatiser les mesures, permettre de gagner du temps et, surtout, répondre aux exigences de débit.

La fonction d'accès à distance permet aux utilisateurs de surveiller et d'analyser à distance les valeurs issues du multimètre, et ce dans n'importe quel navigateur, y compris sur les appareils mobiles, partout dans le monde. Cette capacité est également disponible pour les multimètres numériques multicanaux, aussi appelés « enregistreurs de données », comme le Keithley DAQ6510 qui prend en charge les cartes de balayage pour la surveillance de signaux multiples.

UNE PROGRAMMABILITÉ PLUS AVANCÉE

Les multimètres numériques modernes ont par ailleurs de grands écrans tactiles et des tableaux de bord interactifs – c'est la deuxième fonctionnalité identifiée par Tektronix –, qui facilitent la visualisation de plusieurs lignes, utilisent des boutons virtuels et affichent des signaux électroniques sur l'écran d'un multimètre d'une manière clairement visible même dans des ateliers, où les unités sont souvent plus éloignées de l'opérateur que dans un laboratoire. La caractéristique « pincement et zoom » d'un écran tactile rend ces appareils complexes aussi simples à utiliser qu'un smartphone actuel et familiers aux nouvelles générations d'ingénieurs.

La troisième fonctionnalité concerne la programmabilité des multimètres numériques. Ils ont traditionnellement utilisé l'interface SCPI (standard commands for programmable instruments) comme langage uniforme et cohérent pour le contrôle des instruments de test et de mesure. Il s'agissait auparavant de la seule méthode de programmation disponible sur un multimètre numérique. Mais les modèles modernes ont besoin d'une flexibilité de programmation pour automatiser les mesures, permettre de gagner du temps et, surtout, répondre aux exigences de débit.

Les multimètres numériques modernes permettent souvent aux utilisateurs d'écrire leur propre code dans des langages tels que Python pour contrôler l'unité. En outre, les multimètres numériques peuvent inclure des applications installées en usine, qui permettent aux ingénieurs de personnaliser l'interface utilisateur, de modifier l'affichage ou la manière dont les informations sont automatisées. Le multimètre numérique Keithley DMM6500 intègre un microprocesseur et comprend un langage de script TSP (test script programming) qui permet aux utilisateurs d'entrer des commandes de contrôle et d'écrire des scripts de test pouvant être téléchargés et sauvegardés dans l'instrument de mesure lui-même.

Les multimètres numériques modernes incluent désormais des capacités étendues pour d'autres mesures électroniques, notamment les tests de capacité, de température (sondes de résistance, thermistances, thermocouples) et de diode avec des sources de courant variables. Le multimètre numérique Keithley DAQ6500 est pris en charge par l'application KickStart.

Il s'agit d'un logiciel de contrôle pour PC qui permet aux utilisateurs de configurer et contrôler jusqu'à huit instruments de mesure en même temps, ainsi que de tester et collecter des millions de données issues de multimètres numériques, d'alimentations, de SMU (source measure unit), d'enregistreurs de données, d'unités sensibles telles que les électromètres et même de plusieurs modèles d'oscilloscopes numériques de Tektronix. Le logiciel contient également des outils de traçage et de comparaison, qui aident à découvrir les anomalies et les tendances.

Tektronix. Les utilisateurs peuvent enregistrer des configurations de test et exporter des données pour une analyse supplémentaire ou pour partager des mises à jour de test. L'essentiel avec ces suites logicielles évoluées est qu'elles sont régulièrement mises à jour et améliorées, et le modèle de licences permet l'utilisation d'une licence flottante et des achats de licences annuelles comme une alternative plus abordable à l'achat de licences perpétuelles.

L'INTÉGRATION D'UN NUMÉRISEUR RAPIDE

Le numériseur rapide désormais embarqué dans les multimètres numériques modernes permet aux ingénieurs d'identifier les variations rapides d'un signal.

Lors de la sélection du multimètre numé-rique qui convient le mieux à une application donnée, la résolution et la précision sont les principaux paramètres à prendre en compte. La résolution est le niveau de détail mesurable et affiché sur l'écran du multimètre numérique, généralement un nombre allant de 3 ½ à 7 ½ chiffres. Elle dépend du convertisseur analogique-numérique (CAN) utilisé et du nombre maximum de points (counts) pendant une conversion complète.

Alors que les multimètres numériques à haute résolution ont généralement une précision élevée, ces deux spécifications ne sont pas les mêmes. La précision dépend de celle du numériseur, mais aussi du niveau de bruit, de la stabilité des références internes et de la tolérance de tous les composants électroniques utilisés pour concevoir le multimètre numérique lui-même, entre autres paramètres.

Mais la vitesse du numériseur a aussi son importance, ce qui en fait une caractéristique essentielle à prendre en compte lors du choix d'un multimètre numérique. Certains modèles modernes Keithley intègrent un numériseur échantillonnant à une fréquence de 1 Méch/s avec une résolution verticale de 18 bits. Il fournit une vue du signal mesuré semblable à celle obtenue avec un oscilloscope numérique, et permet aux utilisateurs de capturer des transitoires rapides – des signaux souvent rencontrés dans le domaine de l'IoT –, combinés à une précision et une résolution élevées.

Le logiciel KickStart permet aux utilisateurs de configurer et contrôler jusqu'à huit instruments de mesure en même temps, ainsi que de tester et collecter des millions de données issues d'un large panel d'instruments de mesure de Tektronix.

Par exemple, un numériseur rapide peut capturer la consommation d'énergie dans tous les états d'un objet connecté, du mode veille à faible consommation d'énergie jusqu'au mode de transmission à pleine puissance et aux rafales de courant de charge. La capture d'un profil du courant de charge permet alors à l'utilisateur de calculer une valeur de courant de décharge moyenne, ce qui est essentiel pour évaluer la durée de vie de la batterie alimentant l'appareil IoT en fonction de sa capacité.

UN EXEMPLE D'UTILISATION EN USINE

Les multimètres numériques, lorsqu'ils sont combinés avec des systèmes de commutation, peuvent offrir une capacité de mesure précise à un grand nombre de voies. Au lieu d'être utilisés en laboratoire, ces multimètres numériques à haute capacité ou à densité élevée de voies sont principalement déployés pour les tests en fabrication.

Prenons l'exemple basique d'un balayage de température, l'une des grandeurs physiques les plus souvent contrôlées. La mesure de la température d'appareils implique généralement d'effectuer cette dernière dans une chambre climatique avec des thermocouples, en utilisant des modules de commutation et dotés d'une compensation automatique de la jonction de référence froide. Le Keithley DAQ6510 est avant tout un multimètre numérique prenant en charge une sélection de modules de commutation enfichables et une large gamme de fonctionnalités dont les cinq mentionnées précédemment.

Les multimètres numériques sont désormais entrés dans l'ère numérique avec la diffusion en continu dans le cloud et les tableaux de bord interactifs, les interfaces à écran tactile, la programmabilité, le contrôle logiciel à distance et la numérisation rapide. Contrairement aux modèles plus anciens, les multimètres numériques modernes aident les ingénieurs à effectuer des tests à la vitesse et avec la flexibilité dont ils ont besoin pour répondre aux exigences d'appareils de plus en plus complexes. Des maisons et bâtiments connectés aux solutions automobiles avancées et aux communications sans fil, les nouveaux multimètres numériques peuvent ainsi contribuer à l'innovation d'aujourd'hui. •