Notions de base sur les pinces ampèremétriques

Qu'est-ce qu'une pince ampèremétrique et à quoi sert-elle ? Quelles mesures peut-on effectuer avec une pince ampèremétrique ? Comment tirer le meilleur parti d'une pince ampèremétrique ? Quelle pince ampèremétrique est la mieux adaptée à l'environnement dans lequel elle sera utilisée ? Vous trouverez les réponses à ces questions dans cette note d'application.

Avec les progrès technologiques dans les circuits et équipements électriques, de plus en plus de défis se posent aux électriciens et techniciens. Ces progrès nécessitent non seulement une plus grande fonctionnalité dans les instruments de test actuels, mais une connaissance plus approfondie de la part des personnes qui les utilisent. Un électricien possédant une bonne base de connaissances de base sur les équipements de test sera mieux préparé aux défis actuels en matière de test et de dépannage. La pince ampèremétrique est un outil aussi important que courant dans les coffres à outils, que ce soit pour les électriciens ou les techniciens de maintenance.

Une pince multimètre est un testeur électrique qui combine un voltmètre avec un ampèremètre de type pince. Comme le multimètre, la pince ampèremétrique est passée de l'ère analogique à l'ère numérique d'aujourd'hui. Bien qu'à l'origine créés principalement pour fonctionner comme des instruments de test à usage unique pour les électriciens, les modèles d'aujourd'hui ont ajouté plus de fonctionnalités de mesure, plus de précision et, dans certains cas, plusieurs fonctionnalités de mesure très spéciales. La pinces multimètres Aujourd'hui, ils ont la plupart des fonctions de base d'un multimètre numérique (DMM), mais avec la fonctionnalité supplémentaire d'un transformateur de courant intégré au produit.

action du transformateur

La capacité du pinces multimètres de mesurer des courants alternatifs importants repose sur la simple action du transformateur.

Lorsqu'un fil sous tension AC est placé à l'intérieur de la pince ou autour de la sonde flexible, le courant réagit avec les pinces de la même manière que le noyau de fer d'un transformateur et passe à travers un enroulement secondaire jusqu'à l'extrémité de l'entrée du compteur. Beaucoup moins de courant est dirigé vers l'entrée du compteur en raison du rapport entre le nombre d'enroulements secondaires et le nombre d'enroulements primaires autour du noyau. Normalement, l'enroulement primaire est représenté par le conducteur autour duquel sont fixées les pinces ou la sonde de courant souple. Si le secondaire a 1000 tours, le courant après ledit enroulement est réduit à un millième du primaire ou, comme dans ce cas, à 1/1000 du courant du fil mesuré. Ainsi, 1 ampère dans le fil mesuré se traduira par 0,001 ampère ou 1 milliampère à l'entrée du compteur. Des courants beaucoup plus élevés peuvent être mesurés avec cette technique en augmentant le nombre de tours de l'enroulement secondaire.

Les pinces multimètres mesurer n'importe quelle combinaison de courant alternatif et continu. Cela inclut le courant continu statique et le courant continu de charge, ainsi que le courant alternatif. La pinces multimètres mesurer le courant continu avec des capteurs à effet Hall. Grâce à l'effet Hall (il s'agit essentiellement d'un type de magnétomètre), la quantité de flux magnétique appliqué peut être détectée. Contrairement à un simple capteur à induction, le capteur à effet Hall fonctionne lorsque le flux magnétique appliqué est statique et ne change pas. Il fonctionnera également dans des champs magnétiques alternatifs. Une pince ampèremétrique contient un noyau de fer toroïdal qui est fermé par une puce à effet Hall aux extrémités, de sorte que le flux magnétique provoqué par le fil porteur de courant le traverse.

Sélection d'une pince ampèremétrique

Lors de l'achat d'une pince multimètre, il faut non seulement regarder les spécifications, mais aussi les caractéristiques, les fonctions et la valeur globale de la conception de l'instrument, ainsi que le soin apporté à la phase de production.

La fiabilité, en particulier dans des conditions difficiles, est plus importante que jamais. Les ingénieurs concepteurs de Fluke rendent ces outils utiles non seulement d'un point de vue électrique, mais également du point de vue de la résistance et de la mécanique. Avant qu'une pince ampèremétrique Fluke ne trouve sa place dans votre boîte à outils, elle devra passer par un programme de test et d'évaluation rigoureux.

La sécurité de l'utilisateur doit être primordiale lors du choix d'une pince ampèremétrique... ou de tout autre instrument. Fluke conçoit non seulement ses pinces multimètres selon les dernières normes électriques, mais chaque pince est testée et certifiée indépendamment par des laboratoires reconnus tels que CSA, TÜV, etc. Ce n'est qu'avec ces homologations que vous pouvez être sûr que vos outils répondent aux normes de sécurité les plus récentes.

Utilisation d'une pince ampèremétrique dans des situations compliquées

Les électriciens et les techniciens doivent souvent utiliser pinces multimètres dans des situations très difficiles. Les nouvelles pinces multimètres utilisez la sonde de courant flexible iFlex™ pour faciliter la mesure dans les zones difficiles d'accès, par exemple, les armoires étroites, les câbles de boîte ou les conducteurs de forme irrégulière.
Lorsqu'il est nécessaire de mesurer à distance, avec une pince multimètre à affichage amovible (comme le Fluke 381), l'affichage peut être visualisé à un endroit autre que celui où la mesure est effectuée. Cela signifie qu'une seule personne peut effectuer la mesure, au lieu de deux.

Résolution, chiffres et comptes

La résolution fait référence à la précision avec laquelle un instrument peut effectuer une mesure. Si vous connaissez la résolution d'un multimètre, vous pouvez déterminer s'il est possible de voir un petit changement dans le signal mesuré. Par exemple, si votre pince ampèremétrique a une résolution de 0,1 ampères sur une plage de 600 ampères, vous pourriez voir un changement de 0,1 ampères si elle lit 100 ampères.
Je n'achèterais pas une règle avec seulement des marques en centimètres si je devais mesurer des millimètres. De la même manière, vous devez choisir un multimètre capable d'afficher la résolution dont vous avez besoin pour vos mesures.

Précision

La précision est l'erreur maximale tolérée qui peut se produire dans des conditions de fonctionnement données. En d'autres termes, il s'agit d'une indication de la proximité entre la mesure affichée sur l'instrument et la valeur réelle du signal mesuré.

La précision d'une pince ampèremétrique est généralement exprimée en pourcentage de la lecture. Une précision de 3 % dans la lecture signifie qu'à une lecture de 100 ampères, la valeur réelle du courant peut être comprise entre 97 et 103 ampères.
Les spécifications peuvent également inclure une plage de chiffres ajoutés à la spécification de précision de base. Cela indique de combien de chiffres la lecture peut varier à droite de l'affichage. L'exemple de précision ci-dessus pourrait être exprimé comme suit : ± (2 % +2). Par conséquent, pour une lecture d'affichage de 100,0 ampères, le courant réel peut être compris entre 97,8 et 102,2 ampères.

facteur de crête

Avec la croissance de l'alimentation électronique, l'alimentation électrique du système de distribution électrique d'aujourd'hui n'est plus basée sur des ondes sinusoïdales pures à 60 ou 50 cycles. Ces courants sont devenus assez déformés, en raison des harmoniques que ces alimentations génèrent.
Cependant, les composants du système d'alimentation tels que les fusibles, les jeux de barres, les conducteurs et les éléments thermiques du disjoncteur sont évalués en termes de courant RMS, car leur principale limitation est liée à la dissipation thermique. . Si vous souhaitez vérifier la surcharge d'un circuit électrique, il est nécessaire de mesurer le courant RMS et de comparer la valeur mesurée avec la valeur nominale du composant en question.

Par conséquent, les instruments de mesure actuels doivent être capables de mesurer la vraie valeur efficace d'un signal, quelle que soit sa distorsion.
Le facteur de crête est un simple rapport entre la valeur de crête d'un signal et la valeur RMS. Pour une onde sinusoïdale CA pure, le facteur de crête serait de 1,414. Cependant, un signal avec une impulsion très forte entraînerait un rapport, ou facteur de crête, élevé.

Selon la largeur d'impulsion et sa fréquence, vous pouvez voir des facteurs de crête de 10:1 ou plus. Dans les systèmes de distribution électrique réels, il est rare de voir des facteurs de crête supérieurs à un rapport de 3:1. Comme vous pouvez le voir, le facteur de crête est une indication de la distorsion d'un signal.

La spécification du facteur de crête se trouve uniquement dans les spécifications des instruments de test qui peuvent effectuer des mesures à valeur efficace vraie. Indique le degré de distorsion qu'un signal peut avoir et être toujours mesurable dans les spécifications de précision de l'instrument. La plupart pinces multimètres Les lectures True RMS ont des spécifications de facteur de crête 2: 1 ou 3: 1. Cette classification gère la plupart des applications électriques.

mesure de courant

L'une des mesures les plus élémentaires d'une pince ampèremétrique est le courant. Les pinces ampèremétriques modernes peuvent mesurer à la fois le courant alternatif et le courant continu. Des mesures de courant typiques sont effectuées dans divers circuits de dérivation d'un système de distribution électrique. Déterminer la quantité de courant circulant dans les différents circuits de dérivation est une tâche très courante pour les électriciens.

Comment faire des mesures de courant

1. Sélectionnez Ampères CA ou Ampères CC.
2. Ouvrir les pinces et les refermer autour d'un seul conducteur. (Si vous mesurez un courant alternatif, vous pouvez passer au réglage iFlex et utiliser une sonde de courant flexible.)
3. Vérifiez la lecture sur l'écran.

En effectuant des mesures de courant le long des circuits secondaires, vous pouvez facilement voir la quantité de charge consommée sur le circuit secondaire par rapport au système de distribution.

Lorsqu'un disjoncteur ou un transformateur semble surchauffer, il est préférable d'effectuer une mesure de courant sur le circuit secondaire pour déterminer le courant de charge. Cependant, assurez-vous d'utiliser un multimètre à valeur efficace vraie afin d'obtenir une mesure précise du signal indiquant que ces composants chauffent.

Le multimètre à réponse moyenne ne donnera pas une lecture correcte si le courant et la tension ne sont pas sinusoïdaux en raison de charges non linéaires.

mesure de tension

Une autre fonction courante de pinces multimètres est de mesurer la tension. La pinces multimètres Les courants peuvent mesurer à la fois la tension alternative et continue. La tension alternative est généralement créée par un générateur, puis distribuée via un système de distribution électrique. Le travail d'un électricien consiste à être en mesure de prendre des mesures dans tout le système pour isoler et résoudre les problèmes électriques. Une autre mesure de tension courante consiste à vérifier la tension de la batterie. Dans ce cas, vous mesureriez le courant continu ou la tension continue.

Vérifier que la tension d'alimentation est adéquate est la première chose qui est mesurée lorsque l'on tente de réparer un circuit. Si aucune tension n'est présente, ou si elle est trop élevée ou trop basse, le problème de tension doit être corrigé avant une enquête plus approfondie.

La capacité d'une pince multimètre à mesurer la tension alternative peut être affectée par la fréquence du signal. La plupart pinces multimètres peut mesurer avec précision les tensions CA avec des fréquences de 50 Hz à 500 Hz, mais la bande passante de mesure CA d'un multimètre numérique peut être de 100 kHz ou plus. Pour cette raison, la lecture de la même tension avec une pince ampèremétrique et un multimètre numérique peut donner des résultats différents. Le multimètre numérique distribue la majeure partie de la tension haute fréquence à travers le circuit de mesure, tandis que la pince de courant filtre une partie de la tension contenue dans le signal au-dessus de la bande passante du multimètre.

Lors du dépannage d'un variateur de vitesse (VFD), la bande passante d'entrée d'un multimètre peut être essentielle pour obtenir une lecture correcte. En raison du contenu harmonique élevé du signal d'un VFD au moteur, un multimètre numérique mesurerait la majeure partie du contenu de tension (en fonction de sa bande passante d'entrée). La mesure de la tension de sortie d'un VFD est actuellement une mesure courante. Un moteur connecté à un VFD ne répond qu'à la valeur moyenne du signal, et pour mesurer une telle puissance, la bande passante d'entrée de la pince de courant doit être plus étroite que celle du multimètre numérique homologue.

Les pinces multimètres Les Fluke 375, 376 et 381 ont été spécialement conçus pour tester et dépanner les VFD.

Comment faire des mesures de tension

1. Sélectionnez Volts CA () ou Volts CC () selon le cas.
2. Branchez la sonde de test noire dans l'entrée de la prise COM. Connectez la sonde de test rouge à l'entrée de la broche V.
3. Contactez les fils le long du circuit sous charge ou à la source d'alimentation (en parallèle au circuit).
4. Reportez-vous à la lecture et assurez-vous de noter l'unité de mesure.
5. (Facultatif) Appuyez sur le bouton HOLD pour figer la lecture à l'écran. Vous pouvez maintenant retirer le multimètre du circuit sous tension, puis lire l'affichage lorsque vous êtes à l'abri des risques électriques potentiels.

En prenant une mesure de tension aux bornes du disjoncteur, puis à l'entrée de charge de ce disjoncteur, vous pouvez déterminer la chute de tension sur les fils reliant les deux. Une chute de tension importante aux bornes de la charge pourrait affecter le bon fonctionnement de la charge.

mesure de la résistance

La résistance est mesurée en ohms (Ω). Les valeurs de résistance peuvent varier considérablement, de quelques milliohms (mΩ) dans le cas de la résistance entre contacts, à des billions d'ohms dans le cas des isolateurs. La plupart pinces multimètres Ils mesurent jusqu'à 0,1 Ω. Lorsque la résistance mesurée est supérieure à la limite supérieure de l'instrument ou que le circuit est ouvert, "OL" s'affiche à l'écran.
Les mesures de résistance doivent être effectuées avec le circuit hors tension, sinon le circuit ou la pince elle-même pourraient être endommagés. Quelques pinces multimètres assurer une protection en mode ohmique en cas de contact accidentel avec des tensions. Le niveau de protection peut varier considérablement entre les différents modèles de pinces multimètres.

Comment prendre des mesures de résistance

1. Débranchez l'alimentation du circuit.
2. Sélectionnez la résistance (W).
3. Branchez la sonde de test noire dans l'entrée de la prise COM. Branchez la sonde de test rouge dans la prise d'entrée VW.
4. Connectez les fils de la sonde au composant ou à la partie du circuit dont vous souhaitez déterminer la résistance.
5. Vérifiez la lecture sur l'écran du multimètre.

Avant d'effectuer des mesures de résistance, assurez-vous que l'alimentation électrique a été débranchée.

Continuité

Pour la continuité, un test rapide de passage/fermeture de la résistance est effectué qui fait la distinction entre un circuit ouvert et un circuit fermé.
Une pince ampèremétrique avec un bip de continuité vous permet d'effectuer rapidement et facilement de nombreux tests de continuité. Le multimètre émet un bip lorsqu'il détecte un circuit fermé, vous n'avez donc pas à regarder le multimètre pendant le test. Le niveau de résistance nécessaire pour activer le son varie selon les compteurs. Le réglage de résistance typique pour activer le bipeur est une lecture inférieure à une plage comprise entre 20 et 40 ohms.

Fonctions spéciales

Une fonction de mesure courante est la lecture de la fréquence d'une forme d'onde de courant alternatif. Avec les pinces multimètres (ou une sonde de courant flexible) autour d'un conducteur avec un courant alternatif, activez la fonction de fréquence et la fréquence du signal circulant dans le conducteur sera indiquée sur l'écran de l'instrument. C'est une mesure très utile lorsqu'il s'agit de contrôler les problèmes d'harmoniques dans un système de distribution électrique.

D'autres modèles de pinces ampèremétriques offrent d'autres fonctions telles que le stockage minimum, maximum et moyen. Lorsque cette fonction est activée, chaque lecture de pince de courant est comparée à toute lecture précédemment stockée. Si la nouvelle lecture est supérieure à la lecture dans la mémoire de lecture haute, elle remplace cette lecture en tant que lecture la plus élevée. La même comparaison est faite avec la mémoire des lectures basses, donc si la nouvelle lecture est inférieure, elle remplace la lecture stockée. La lecture moyenne est mise à jour en fonction de ces valeurs. Tant que la fonction min/max/moyenne est active, toutes les lectures seront traitées de cette manière. Ainsi, après un certain temps, vous pouvez vous référer à chacune de ces valeurs de mémoire à l'écran et déterminer la lecture la plus élevée, la lecture la plus basse et la lecture moyenne sur une période de temps donnée.

Auparavant, pas tous pinces multimètres Ils pouvaient mesurer la capacité. La fonction de mesure de capacité a maintenant été ajoutée à l'ensemble des fonctions de nombreux pinces multimètres Nouveau. Cette fonction est utile pour vérifier les condensateurs de démarrage des moteurs ou pour mesurer les valeurs des condensateurs électrolytiques utilisés dans les contrôleurs, les alimentations ou les commandes de moteur.

Pour les électriciens qui travaillent avec des moteurs, la capacité de capturer la quantité de courant qu'un moteur consomme au démarrage peut être un excellent indicateur de l'état et de la charge du moteur. La pinces multimètres 374, 375, 376 et 381 intègrent la mesure d'appel dans le cadre de leur ensemble de fonctionnalités. Après avoir placé les pinces (ou la sonde de courant souple) sur l'un des cordons d'entrée du moteur, activez le mode courant d'appel. Démarrez ensuite le moteur.

L'affichage de la pince de courant indiquera le courant maximum consommé par le moteur dans les 100 premières millisecondes de son cycle de démarrage. Cette technologie exclusive de mesure d'appel Fluke est utilisée avec un filtre antiparasite afin que le courant d'appel du moteur soit capturé exactement tel qu'il est perçu par la protection du circuit.

Sécurité des pinces ampèremétriques

La prise de mesures en toute sécurité commence par la sélection du multimètre adapté à l'environnement dans lequel il sera utilisé. Une fois le multimètre approprié sélectionné, les procédures de mesure correctes doivent être suivies.

La Commission électrotechnique internationale (CEI) a établi des règles de sécurité pour les travaux sur les systèmes électriques. Assurez-vous d'utiliser un multimètre conforme à la tension nominale et à la catégorie CEI approuvées pour l'environnement dans lequel la mesure sera effectuée. Par exemple, s'il est nécessaire d'effectuer une mesure de tension dans un tableau électrique avec 480 V, un multimètre de la catégorie CAT III 600 V ou supérieure doit être utilisé.

Cela signifie que le circuit d'entrée du compteur a été conçu pour résister aux transitoires de tension qui se produisent généralement dans ces environnements sans nuire à l'utilisateur.
En choisissant un multimètre avec cette cote, qui est également approuvé CSA ou TÜV, vous vous assurerez que le multimètre a non seulement été conçu selon les normes CEI, mais a été testé indépendamment pour la conformité à ces normes. (Vérifiez la colonne avec des tests indépendants).

Beaucoup pinces multimètres Ils ont maintenant une catégorie de sécurité IV, ce qui signifie qu'ils peuvent être utilisés à l'extérieur ou dans des environnements souterrains où les coups de foudre ou les transitoires se produisent plus fréquemment et à des niveaux plus élevés.

Liste de contrôle de sécurité

• Utilisez un multimètre conforme aux normes de sécurité acceptées pour l'environnement dans lequel il sera utilisé.
• Vérifiez que les cordons de test ou la sonde de courant flexible ne sont pas endommagés avant d'effectuer des mesures.
• Utilisez le multimètre pour vérifier la continuité des cordons de test ou de la sonde de courant flexible.
• Utilisez uniquement des cordons de test avec des connecteurs isolés et des protège-doigts.
• N'utilisez des instruments qu'avec des fiches d'entrée encastrées.
• Assurez-vous que le multimètre est en bon état de fonctionnement.
• Débranchez toujours le cordon de test « chaud » (rouge) en premier.
• Ne travaillez pas seul.
• Utilisez un multimètre avec protection contre les surcharges dans la fonction ohms.

Caractéristiques spéciales

Les fonctions et caractéristiques spéciales suivantes facilitent l'utilisation de la pince ampèremétrique.

• Les annonciateurs (icônes d'affichage) affichent un résumé de ce qui est mesuré (volts, ohms, etc.).
• Display Data Hold vous permet de geler la lecture sur l'écran.
• Le fonctionnement avec un sélecteur facilite la sélection des fonctions de mesure.
• La protection contre les surcharges évite d'endommager l'instrument et le circuit et protège l'utilisateur.
• La sélection automatique de gamme sélectionne automatiquement la gamme de mesure appropriée. La sélection manuelle de la plage vous permet de définir une plage spécifique pour les mesures répétitives.
• L'indicateur de batterie faible vous avertit que la batterie doit être rechargée.
• L'écran rétroéclairé, les caractères faciles à lire et le grand angle de vision facilitent la lecture dans toutes les conditions. L'écran rétroéclairé définit automatiquement la plage de mesure appropriée afin que vous n'ayez pas besoin de changer la position du cadran lors de la prise d'une mesure.
• Le filtre passe-bas intégré et le traitement avancé du signal lui permettent d'être utilisé dans des environnements à fort bruit électrique, offrant des lectures stables.