Privilégier la précision ou la vitesse

Le premier paramètre permettant de classer un multimètre est sa résolution d'affichage. Sans en préjuger totalement, cette grandeur donne une première indication de la qualité métrologique de l'appareil. Afin d'éviter les ambiguïtés, nous avons choisi de l'exprimer en nombre de points. En effet, la résolution d'affichage est souvent communiquée en « digits » (ce que nous aurions traduit par « nombre de chiffres »).

Cette présentation semble très parlante à première vue, mais devient extrêmement fumeuse lorsque le nombre de chiffres présenté est fractionnaire. Par exemple, plusieurs constructeurs annoncent 6 ½ digits pour des instruments affichant 1 200 000 points. Or, un modèle à 2 millions de points est traditionnellement qualifié également de 6 ½ digits. Et de combien de chiffres faut-il créditer des multimètres à 210 000 ou 400 000 points ? On notera que les valeurs de résolution d'affichage fournies sur les tableaux sont maximales, et ne sont parfois accessibles que sur quelques calibres de mesure de tensions continues.

Ce critère de résolution d'affichage est celui qui a été retenu pour séparer en deux catégories les multimètres de table du marché. Aujourd'hui, l'entrée de gamme en termes de prix et de précision va jusqu'à 200 000 points, voire 400 000 points chez le chinois Rigol, limite supérieure du premier tableau. Le second tableau démarre par conséquent à 1 million de points et l'on y trouve des instruments dédiés aux applications de métrologie offrant un affichage sur plus de huit chiffres.

Sur les deux tableaux sont détaillées les caractéristiques de base pour les cinq principales fonctions des multimètres : mesures de tensions et courants en continu et alternatif, et de résistances. La première donnée concerne les gammes de mesure. Sans aller dans le détail de l'ensemble des gammes, elle indique la plus petite et la plus grande et procure ainsi une idée de l'étendue de mesure offerte par l'appareil pour la grandeur considérée. La deuxième est la résolution, exprimée dans l'unité de la grandeur à mesurer, c'est-à-dire la plus petite valeur mesurable par l'appareil. Bien entendu, cette valeur dépend du calibre et du nombre de points disponibles sur celui-ci, et c'est la plus petite que nous avons conservée.

Nous avons aussi mentionné la précision de lecture pour chaque fonction. Celle-ci est la somme d'une certaine fraction de la valeur mesurée et d'une certaine fraction de la pleine échelle. Dans un esprit de simplification, seule la première a été reportée, car elle est largement prépondérante. Cette précision, qui est en fait une stabilité car elle n'intègre pas l'incertitude des étalons servant aux opérations de calibrage, est fournie par les constructeurs associée à une durée et dans une fourchette de température qui garantit la tenue de la spécification (la plupart du temps 23°C ± 1°C sur 24 h, 23°C ± 5°C sur 90 jours ou un an). La valeur que nous estimons la plus significative et que nous avons retenue pour cette raison est l'incertitude sur un an, qui correspond souvent à un cycle de calibrage. Il va de soi que la précision de mesure dépend du calibre de la grandeur considérée et que nous avons opté pour la meilleure possible. A partir du milieu de gamme, les précisions de chaque calibre des différentes fonctions sont portées dans la notice du fabricant.

Pour les grandeurs alternatives, nous avons indiqué en plus la bande passante (limite basse et limite haute). La précision mentionnée est la meilleure à l'intérieur de la bande, mais elle ne s'applique pas, en principe, sur la totalité de celle-ci. Par exemple, si les limites sont définies à 1 dB, l'erreur y atteint 10 %, ce qui est (espérons-le) largement supérieur aux chiffres communiqués pour l'incertitude. Pour réaliser des mesures précises (ou du moins avec une tolérance donnée) à des fréquences autres que les fréquences industrielles, il y a lieu d'examiner très attentivement les spécifications du multimètre ou de se tourner vers un autre appareil plus spécialisé dans ce genre de mesure. Idem pour le cas de signaux non sinusoïdaux. On notera que la bande passante peut varier selon les calibres, aussi bien en tension qu'en courant.

Une colonne renseigne sur d'éventuelles (et fréquentes) ressources de mesures directes de températures. Si cette faculté est proposée, les catégories de sondes utilisables sont listées : ainsi, la mention TC signifie qu'il est possible d'effectuer des mesures par thermocouples, mais les types de capteurs ne sont pas détaillés (ceux-ci peuvent être au nombre de deux, quatre, huit…).

Le dernier paramètre mentionné sur nos tableaux est le prix de la version de base. Peu susceptible de modification dans la plupart des cas, il évolue grandement dans le cas de systèmes modulaires dont la seule section multimètre est qualifiée ici.

De nombreuses fonctionnalités annexes des appareils sont portées dans la colonne « Observations ». Les plus répandues, comme la capture de valeurs minimales et maximales ou la définition de seuils pour assurer un tri des dispositifs sous test, sont souvent passées sous silence. Habituellement, une limite basse et une limite haute sont définissables pour un tri en trois catégories, mais certains appareils autorisent une partition plus fine avec deux limites basses et deux limites hautes. Des opérations mathématiques, telles que des mises à l'échelle pour des affichages dans des unités choisies, ne sont pas rares ; leur disponibilité n'est pas toujours indiquée. En revanche, la vitesse maximale de lecture pour un transfert dans la mémoire interne est quasi systématiquement fournie. La capacité de cette mémoire, quand elle existe, est aussi communiquée. Outre des mesures rapides, elle permet des traitements en autonome et, parfois, l'affichage de courbes sur l'écran. Enfin, la nature des interfaces qui équipent les multimètres est précisée.

Si nous avons noté peu d'évolutions significatives dans le domaine des multimètres, il en est une qui marque tout de même son époque, c'est celle qui tient à l'ergonomie et aux interfaces. Concernant la première, nous n'avons pas noté de modification aussi poussée que dans la plupart des autres appareils de mesure, qui intègrent désormais couramment des plates-formes informatiques complètes. Il est clair que cela apporterait peu de chose à un multimètre ou aurait tôt fait de le transformer en analyseur complet. On peut toutefois citer les efforts de créativité de Metrix, dont le modèle MTX 3250 renouvelle le genre multimètre de table. Un panneau avant incliné et une forme plus ramassée réduisent l'empreinte au sol. De larges chiffres (2 cm de haut) sont lisibles de loin par tout un groupe de personnes. Les touches robustes avec les inscriptions gravées au laser destinent particulièrement cet appareil à l'éducation. Pour autant, ses performances ne le cantonnent pas à ce domaine et conviennent aussi largement au monde industriel.

Concernant les ports d'interfaces, leur nature même permet de dater les appareils. Traditionnellement, le lien GPIB présidait à la mesure centralisée (éventuellement accompagné du RS-232). Il reste proposé sur maints produits récents du fait de la multiplicité des bancs IEEE-488. Mais désormais l'interface qui a le vent en poupe est l'USB, qui bénéficie de sa souplesse de raccordement à tout type d'équipement informatique. L'autre liaison actuellement très prisée est Ethernet. Outre la possibilité de commande simple et d'échange de données avec un ordinateur, Ethernet permet de constituer facilement des bancs de mesure contrôlés par des logiciels simples et standard (navigateurs Internet), éventuellement à grande distance. Certains multimètres poussent le « vice » jusqu'à émuler des produits de grande notoriété (ou obsolètes), afin de proposer un remplacement directement compatible dans ce genre d'application. Signalons que, les spécifications de facteur de forme ayant été considérablement relâchées, les multimètres équipés d'un port Ethernet peuvent désormais facilement recevoir le label « LXI » : ainsi, les 34410A/11A et 34980A d'Agilent ou le 3700 de Keithley qui est compatible avec la classe B de la norme. Ce qui n'empêche pas l'existence de vrais modules multimètres LXI, comme le L4411A, d'Agilent qui reprend l'ensemble des possibilités du 34411A.