Le Voltmètre Numérique – DVM
Les voltmètres numériques, ou DVMs (Digital Voltmeters), représentent une avancée significative dans la mesure des tensions électriques. Contrairement aux voltmètres analogiques, qui utilisent la déflexion d’un aiguille pour indiquer la tension, les DVM affichent la valeur de tension AC (alternatif) et DC (continu) en chiffres distincts. Cette caractéristique les rend préférés pour leur précision et facilité de lecture.
Conception des DVM
La conception de base des DVM repose sur un type spécial de convertisseur analogique-numérique, connu sous le nom de convertisseur intégrateur. Le fonctionnement de ce convertisseur est fondamental pour la précision des DVM. Dans sa forme la plus simple, le convertisseur à double pente, la tension inconnue est appliquée à l’entrée de l’intégrateur pour une période de temps fixe (la période de montée). Ensuite, une tension de référence connue de polarité opposée est appliquée à l’intégrateur jusqu’à ce que la sortie de l’intégrateur revienne à zéro (la période de descente).
La tension d’entrée est calculée en fonction de la tension de référence, de la période de montée constante et de la durée de descente mesurée. Cette dernière est souvent exprimée en unités de l’horloge du convertisseur, permettant ainsi des temps d’intégration plus longs pour une résolution plus élevée. Ce type de convertisseur, ou ses variantes, est utilisé dans la plupart des voltmètres numériques pour leur linéarité et flexibilité.
Autres Types de Voltmètres
En plus des DVM, il existe plusieurs autres types de voltmètres, tels que :
- Voltmètre à bobine mobile aimant permanent (PMMC)
- Voltmètre à fer mobile
- Voltmètre électrodynamométrique
- Voltmètre de type redresseur
- Voltmètre de type induction
- Voltmètre électrostatique
Symbole du Voltmètre
Dans les schémas de circuit, un voltmètre est représenté par la lettre V dans un cercle, avec deux lignes émergeant pour représenter les deux points de mesure.
L’Analogie Hydraulique et le Voltmètre
L’analogie hydraulique, ou analogie électro-fluidique, est un outil pédagogique populaire pour expliquer le fonctionnement des circuits électriques. Dans cette analogie, les composants électroniques sont représentés par des équivalents hydrauliques. La relation entre la tension et le courant, définie dans les dispositifs ohmiques comme les résistances, est analogue à l’équation de Hagen-Poiseuille. Tandis que la tension électrique, mesurée en volts (V), est semblable à la différence de pression qui pousse l’eau à travers un tuyau.
Cette analogie est particulièrement utile pour comprendre le rôle des voltmètres, équivalents à des dispositifs de mesure de la différence de pression dans un système hydraulique.
Conclusion
En résumé, les voltmètres numériques représentent un outil essentiel dans le domaine de l’électrotechnique, offrant précision, facilité d’utilisation et polyvalence. Leur conception basée sur des convertisseurs analogique-numérique intégrateurs les rend particulièrement efficaces pour une large gamme de mesures électriques.