En effet, à titre d'exemple, il n'est pas rare qu'une pile donne une valeur satisfaisante lorsqu'on la contrôle avec un multimètre à forte impédance d'entrée alors qu'elle ' s'écroule ' lorsqu'on lui demande de débiter, par la faute de sa résistance interne. Ou encore, qu'on mesure une tension non nulle à l'extrémité d'un câble relié à une source alors que ce câble présente en réalité un défaut de continuité. Par contre, un contrôleur présentant une impédance d'entrée trop faible pourra causer bien des désagréments si on l'utilise, comme c'est souvent le cas dans une armoire électrique ou sur un bornier, pour mesurer le niveau de tension phase-terre. Dans ce cas, le courant circulant dans le multimètre est vu, par l'interrupteur différentiel de tête, comme un courant de défaut. Une simple application de la loi d'ohm montre qu'un appareil dont l'impédance d'entrée est de 4 kW engendrera un courant de défaut de 57,5 mA, ce qui est plus que suffisant pour provoquer le déclenchement du DDR. Avec 400kW, le courant de défaut ne vaut plus que 0,6 mA, valeur tout à fait satisfaisante. Donc, avant d'intervenir sur un site sensible (salle informatique, cabinet médical, etc...), mieux vaux être sûr de son équipement. Solution : Les testeurs CDA 40, 50 et 60 présentent une impédance d'entrée de 400 kW, celle du CDA 101 est de 270 kW, ce qui est tout à fait satisfaisant pour les besoins de l'électricien. Dans les multimètres, il faut noter la particularité des C.A 5210G et C.A 5220G. Ces appareils dont l'impédance d'entrée est de 10 MW sur les gammes de tension disposent d'une position Vélec pour laquelle l'impédance d'entrée est ramenée 270 kW. Outre que cette valeur permet de tester des piles ' en charge ', elle évite l'apparition de tensions fantômes liées à des effets capacitifs ou inductifs, les cordons de mesure pouvant jouer le rôle d'antenne. |
Pourquoi donc un appareil spécifique, et pas un simple multimètre ? Entre autres raisons, nous pouvons citer les protections fusibles des multimètres qui, si elles sont défectueuses, peuvent laisser croire à la mise hors tension d'un circuit alors qu'il n'en est rien. Un VAT ne dispose pas de cette protection et est capable de s'autotester pour garantir la fiabilité de ses indications. Solution : Spécifiquement conçu selon la norme NFC 18-310, un appareil tel que le CDA 101 VAT doit obligatoirement avoir sa place dans la caisse à outil de chaque électricien. Il dispose de 8 niveaux précalibrés et d'un autotest de la pile. Il permet l'identification phase-neutre sans provoquer le déclenchement d'une protection différentielle à haute sensibilité (30 mA). |
Ce courant permet le calcul de la valeur ohmique de la boucle. Il est normalement calibré pour ne pas faire déclencher les différentiels tout en permettant une précision de mesure suffisante. Lors de la mesure, de nombreux appareillages peuvent être branchés sur l'installation. Si ces appareils présentent de mauvais isolements, des courants de défaut circulent déjà dans la terre. L'informatique, et plus généralement tous les appareils qui contiennent de l'électronique (onduleurs, alimentations à découpage, télématique, domotique,...) sont susceptibles de rejeter plusieurs mA de courants de défaut en vieillissant. Ces courants
viennent se superposer au courant de mesure. S'ils sont trop importants,
ils peuvent par conséquent entraîner un déclenchement des différentiels 30
mA, par exemple. Avant une mesure de boucle de terre, il est donc toujours
conseillé : Solution : Pour le concepteur de l'appareil de mesure, la solution consiste bien sûr à constamment réduire le courant de mesure des ' ohmmètres de boucle ' tout en gardant une précision suffisante, ce qui est un challenge ! A ce titre, Chauvin Arnoux vient de déposer un brevet sur une ' Mesure de boucle sans disjonction des différentiels 30 mA ', qui utilise un courant particulièrement faible. Cette méthode a été adoptée sur notre tout nouveau contrôleur d'installations électriques, le C.A 6115. |
La mesure avec piquets est la seule méthode valable pour contrôler avec précision la valeur ohmique d'une terre. Elle doit cependant être mise en oeuvre avec soin pour garantir la fiabilité des résultats. Ainsi, c'est la méthode dite ' des 62% ' qui doit être utilisée :
La méthode dite ' en triangle ' donne des résultats moins fiables que cette méthode des 62%, car il est difficile de s'affranchir de toute influence. Les inconvénients de ces mesures avec piquets sont le temps nécessaire pour les mesures et l'impossibilité parfois de planter les fameux piquets (zones urbaines,...) ! La mesure de boucle est une méthode palliative qui permet de s'affranchir, en régime de neutre TT, des inconvénients de la méthode par piquets. Le temps nécessaire à une mesure est en effet très court puisqu'aucun piquet n'est requis. Mais il y a quand même des inconvénients. La boucle mesurée comprend la terre locale, la résistance de mise à la terre du neutre au niveau du transformateur de distribution, ainsi que la résistance des lignes. Cette méthode est donc valable si les paramètres autres que la terre locale sont négligeables. C'est normalement le cas pour la résistance des lignes (si les câbles sont en bon état, leur résistance est faible. Point à vérifier, toutefois). C'est aussi le cas pour la mise à la terre du neutre EDF. Elle ne dépasse pas 1 ou 2 W , en général. La valeur est parfois encore plus faible en milieu urbain, car les terres de postes de distribution, nombreux et rapprochés, se retrouvent en parallèle. La valeur peut par contre augmenter sensiblement à la campagne, où les postes EDF sont plus éloignés les uns des autres et où le sol peut présenter une forte résistivité (présence de pierres,...). N'oublions pas enfin que la température et l'humidité font varier la résistance de terre. Si, à la campagne, la terre EDF atteint par exemple 10 ou 15 W, la mesure de la terre locale (2 W, par exemple) avec un ohmmètre de boucle peut être entachée d'une erreur non négligeable. Mais en mesure de boucle, le résultat est toujours une valeur par excès ! Donc, s'il est bon, c'est que la terre locale est forcément bonne ! Par contre, s'il est mauvais, cela ne signifie pas pour autant que la terre locale soit médiocre. Pour s'en assurer, on pourra recourir à la méthode des piquets. Solution : Chaque méthode a ses avantages. Il faut choisir la bonne en fonction de ses besoins et des contraintes. Pour les mesures avec piquets, Chauvin Arnoux propose 3 contrôleurs de chantier. Et pour les mesures de boucle, l'ohmmètre C.A 6401 et le tout nouveau contrôleur C.A 6115.
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Le galvanomètre par excellence, celui que l'on étudie à l'école, est le galvanomètre à cadre mobile, dit encore magnétoélectrique, qui est destiné aux signaux continus. Le cadre désigne un bobinage de spires placé entre les deux pôles d'un aimant permanent. Lorsque le cadre est parcouru par le courant de mesure, il pivote sous l'action des forces électromagnétiques, d'un angle proportionnel au courant qui le traverse. L'aiguille du galvanomètre étant solidaire de ce cadre, sa position reflète l'intensité du courant mesuré. C'est le nombre de spires bobinées sur le cadre, ainsi que la force de l'aimant, qui définissent le calibre de mesure. Le galvanomètre à cadre mobile présente comme avantages principaux une faible consommation et une réponse linéaire. La précision dépend de la qualité de fabrication, de la facilité de rotation du cadre (montage sur crapaudines ou suspension par rubans tendus), et de l'homogénéité de l'aimant. Comme le galvanomètre à cadre mobile mesure un courant continu, il suffit, pour en faire un voltmètre continu, d'y adjoindre une résistance calibrée. Pour mesurer des signaux alternatifs avec cette précision, il est aisé d'introduire un pont redresseur à diodes dans un galvanomètre à cadre mobile. L'indication de l'aiguille correspond alors à la valeur moyenne du signal redressé, le cadran étant gradué en valeur efficace. L'influence du facteur de forme n'est alors pas négligeable, si le signal n'est pas purement sinusoïdal. Ainsi 3% d'harmonique de rang 3 introduisent une erreur supplémentaire d'environ 1%. Cela dit, l'échelle est pratiquement linéaire (au coude des diodes près). La limitation en fréquence est liée aux caractéristiques du redresseur (20 kHz environ). L'autre principe fréquemment rencontré pour la mesure des signaux alternatifs, c'est le galvanomètre ferromagnétique. Ici, le courant de mesure parcourt une bobine circulaire, et l'équipage est constitué de deux fers répulsifs, l'un fixe, l'autre solidaire de l'aiguille, et placés à l'intérieur de cette bobine. Selon l'intensité du champ magnétique produit, l'effet de répulsion entre les fers provoque une déviation plus ou moins importante de l'aiguille. Par principe, c'est la valeur efficace du signal qui est mesurée. L'influence de la forme d'onde est donc négligeable. Mais, par rapport au magnétoélectrique, la sensibilité est moindre et la consommation est beaucoup plus importante. L'appareil doit être étalonné en fonction de la fréquence du signal à mesurer. Ces caractéristiques en font un instrument bien adapté aux utilisations d'électrotechnique industrielles, couramment utilisé du fait de sa simplicité et de sa robustesse. |
La résolution de mesure correspond au plus petit écart mesurable du signal, c'est à dire à la plus petite variation à l'entrée détectable par l'appareil de mesure. Sur un indicateur numérique, elle est déterminée par les performances du convertisseur analogique-numérique (CAN). Il existe alors un rapport direct entre la résolution, le calibre de mesure et le nombre de points de l'appareil : résolution = calibre fin d'échelle/nombre de points Ainsi pour un indicateur 2000 points échelle 200 mV, la résolution est 0,2/2000 = 100 mV. L'appareil ne ' verra ' pas une variation du signal inférieure à 0,1 mV. Plus la résolution est petite, plus elle est bonne. La sensibilité exprime la plus petite valeur mesurable du signal d'entrée. Elle est définie sur toute l'étendue de mesure (l'échelle, par analogie avec les galvanomètres). En pratique, pour un indicateur numérique, elle est égale à la résolution, mais ce n'est pas la même chose ; par exemple, un multimètre peut avoir une très bonne résolution et être très peu sensible autour de zéro. La précision, c'est l'écart entre la valeur vraie du signal et la valeur mesurée. Elle est fonction des caractéristiques propres de l'appareil. Ainsi, elle prend notamment en compte : · la dérive de la référence interne · les dispersions de caractéristiques des composants · la dérive des composants dans le temps · l'erreur de linéarité · les fluctuations de la tension d'alimentation · le bruit (principalement due l'agitation thermique) · les erreurs de numérisation du CAN La précision d'un indicateur numérique s'exprime en % de la lecture ± n points d'affichage. Le 1er terme est relatif à la précision de la conversion (précision intrinsèque), le second aux autres paramètres. On trouve parfois la précision intrinsèque exprimée en ppm (partie par million) : 1 ppm = 1.10-6 Ainsi, une précision de 0,01% (soit 0,01 x 10-2) correspond à 100 ppm. Plus la précision est petite, plus elle est bonne. |