Brevet FR2639120A1 — publié le 19900518

La présente invention concerne les appareils de mesure de grandeurs électriques, à fonctions multi- ples appelés couramment multimètres. On connait des appareils de ce type qui permettent de mesurer différents types de grandeurs électriques et qui comportent à cet effet des moyens de sélection de mode de-fonctionnement, par exemple en voltmètre continu, en voltmètre alternatif, en ampère- mètre, en fréquencemètre ou autre. Cependant, il peut être intéressant dans certains cas de connaitre simultanément la valeur de deux grandeurs électriques contenues dans un signal à mesurer. L'invention vise à réaliser un multimètre qui soit capable d'assurer de telles mesures simulta- nées. Elle a donc pour objet un appareil de mesure de différentes grandeurs électriques comprenant une première voie de mesure, des moyens de sélection' d'une grandeur à mesurer par ladite voie et des moyens d'affichage de la grandeur mesurée, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une voie supplémentaire de mesure simultanée d'une grandeur électrique différente de celle mesurée par la première voie et des moyens d'affichage destinés à afficher la valeur de la gran- deur mesurée par ladite voie de mesure supplémentaire simultanément à l'affichage de la grandeur mesurée par la première voie, un microproceseur étant associé aux- dites voies de mesure, aux moyens de sélection de grandeurs à mesurer et aux moyens d'affichage pour assurer la lecture des signaux de sortie des voies de mesure et la commande de l'affichage des valeurs des grandeurs mesurées sur lesdits moyens d'affichage. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: - la Fig.1 est un schéma synoptique de l'appareil de mesure suivant l'invention; - la Fig.2 est une vue en élévation à plus grande échelle de l'afficheur à cristaux liquides en- trant dans la construction de l'appareil de mesure suivant l'invention; la Fig.3 est une vue analogue à celle de la Fig.2 représentant l'afficheur sur lequel apparaît la fréquence d'un signal et son atténuation; - la Fig.4 est une vue analogue à celle de la Fig.3 représentant l'afficheur sur lequel apparaît la fréquence d'un signal et sa tension; - la Fig.5 montre l'afficheur sur lequel apparaît la valeur d'une tension continue et l'ondula- tion en tension alternative de celle-ci; et - la Fig.6 est un graphique illustrant la mesure de cos par l'appareil suivant l'invention. Le circuit de l'appareil suivant l'invention représenté à la Fig.1 comporte une borne.d'entrée V de tension, une borne d'entrée A d'intensité et une borne commune CON. Ces bornes sont respectivement connectées à deux voies 1 et 2 de l'appareil. La voie 1 appelée également convertisseur 1 est affectée principalement aux mesures de grandeurs alternatives. La voie 2 appelée également convertisseur 2 est affectée principalement à la mesure de grandeurs continues. Le convertisseur 1 comporte un atténuateur 3 d'entrée destiné à rendre compatible le niveau du s- gnal à mesurer avec la dynamique de la voie de mesure considérée. A sa sortie, l'atténuateur 3 est connecté par l'intermédiaire d'un premier commutateur 4 à l'en- trée d'un convertisseur AC/DC 5 de tension alternative en tension continue. La borne d'entrée A de l'appareil est con- nectée directement à un contact fixe du commutateur 4. La sortie AC du convertisseur 5 est connec- tee par l'intermédiaire d'un.second commutateur 6 à l'entrée d'un convertisseur analogique-numérique 7. Un contact fixe DC du commutateur 6 est connecté à l'en- trée du convertisseur AC/DC 6. La sortie de celui-ci est reliée à des re- gistres d'entrée-sortie 8. La seconde voie 2 comporte de façon similai- re un atténuateur 9, un premier commutateur 10, un convertisseur AC/AD 11, un second commutateur 12, un convertisseur analogique-numérique 13 et des registres d'entrée-sortie 14 connectés de la même façon que les constituants correspondants de la première voie 1. En outre, les entrées des convertisseurs AC/DC 5 et 11 des deux voies sont connectées respecti- vement à une entrée el, e2 d'un fréquencemètre 15. Les registres d'entrée-sortie 8, 14 et le fréquencemètre 15 sont reliés à un microprocesseur de gestion 16 commandé par un clavier 17 qui assure éga- lement la commande des commutateurs 4,6 et 10.12 des premières et secondes voies 1 et 2. Le microprocesseur est relié par l'intermé- diaire d'un circuit d'attaque 18 à un afficheur numé- rique 19 tel qu'un afficheur à cristaux liquides. Comme représenté à la Fig.2, l'afficheur 19 est un afficheur double présentant deux zones d'affi- chage 20 et 21 destinées à pouvoir présenter simulta- nément deux valeurs indépendantes. Par ailleurs, il comporte de nombreux indicateurs 22 et 23 qui sont tous représentés sur la Fig.2 et qui sont destinés à indiquer respectivement les grandeurs mesurées et l-e mode de fonctionnement de '1 appareil. Dans l'exemple considéré.le convertisseur 1 ou de courant alternatif présente une impédance de 1 M tL. Son atténuateur d'entrée 3 permet de rendre le niveau du signal d'entrée compatible avec la dyna- mique du convertisseur analogique-numérique 7. Il permet à l'aide des commutateurs 4 et 6 de sélectionner soit l'entrée de tension, soit l'en- trée de courant. Son convertisseur analogique-numérique 7 fournit un code binaire représentatif du signal analo- gique mesuré. Ses registres d entrée-sortie 8 sont adres- sés par le microprocesseur 16. Ils permettent de sélectionner le mode de fonctionnement et de lire les résultats du convertis- seur 7. Les registres de commande 8,14 permettent en particulier de sélectionner, par l'intermédiaire de l'atténuateur d'entrée 3. la bonne gamme de mesure. Le convertisseur 2 ou de courant continu possède une impédance d'entrée de 10 M-.-. Pour le reste, les propriétés de ses constituants sont les mimes que celles des constituants correspondants du convertisseur 1. Le convertisseur 1 a une impédance d'entrée plus faible que le convertisseur 2 afin d'obtenir une meilleure bande passante pour les mesures de tensions alternatives. Le fréquencemètre 15 comporte la même inter-face de liaison 16 que les convertisseurs 7 et 13. Il permet de mesurer la fréquence du signal sur chacune de ses entrées el et e2 et de mesurer l'intervalle de temps entre deux fronts d'onde des si- gnaux appliqués aux entrées el et e2. Le microproceseur 16 assure la gestion des deux voies de l'appareil et notamment la mise i l'é- chelle en fonction de la grandeur mesurée. Il effectue des calculs éventuels et envoie les résultats vers le circuit d'attaque 18 de l'affi- cheur à cristaux liquides 19. Le circuit d'attaque 18 commande l afficheur 19 qui est du type alphanumérique. Il génère en outre les tensions de commande de l'afficheur. L'afficheur à cristaux liquides 19 permet de visualiser les résultats des mesures. Selon le mode de fonctionnement choisi,les convertisseurs ou voies 1 et 2 et le fréquencemètre sont mis à contribution par le microprocesseur 16 d une manière représentée dans le tableau suivant. ----------____________________________ Fonction sélec- Mesure faite par lectionnée ----------------------------------- Convertis- Convertis- Fréquence- seur AC 1 seur DC 2 mètre 15 _____________________________________________________ Hz - Vac Tension Fréquence fréquence-tension alternative alternative Vdc Vac Tension Tension tension continue alternative continue tension alterna- tive ______________________________________________________ Vdc - Idc Courant Tension tension et cou- continu continue rant continu ______________________________________________________ Vac - Iac Tension Courant tension et cou- alternative alternatif rant alternatif Wdc - Idc Courant Tension puissance et continu continue courant continu ______________________________________________________ Wac - Iac Tension Courant 1-Période alternative alternatif 2-intervalle de temps Dans le cas des mesures de puissance, le microprocesseur 16 effectue les calculs: Wdc = Vdc x Idc Wac = Vac x Iac x Cos (valable pour des signaux sinusoïdaux). Le cosinus est obtenu par calcul après mesure de la période du signal et de l'intervalle de temps entre le passage par zéro de la tension et le passage par 0 du courant (Fig.6). Si le convertisseur 1 fait une mesure de tension, le commutateur 4 est positionné sur V. Pour une mesure de courant, le commutateur 4 est positionné sur A. Pour une mesure en courant continu, le com- mutateur 6 est positionné sur DC. Pour une mesure en courant alternatif, le commutateur 6 est positionné sur AC. Les positions des comutateurs sont comman- dées par le clavier 17 associé au microprocesseur 16. Les mêmes positions sont occupées par les commutateurs 10 et 12 lorsque des mesures correspon- dantes sont effectuées par le convertisseur 2. A la fin de chaque mesure, le convertisseur I ou 2 transmet la valeur mesurée et.le microproces- seur 16 détermine si la gamme est correcte et posi- tionne les registres de commande 8, 14 en conséquence. Les résultats des mesures sont simultanés car les deux convertisseurs 1 et 2 sont synchronisés et présentent leur résultat au même instant. Le micro- processeur 16 lit les résultats séquentiellement. Dans l'exemple qui vient d'être décrit. l'appareil de mesure suivant l'invention est un appa- reil à deux voies de mesure. On peut cependant réali- ser des appareils de mesure présentant trois voies ou plus de mesure simultanée de grandeurs différentes commandées par microprocesseur. REVENDICATIONS 1. Appareil de mesure de différentes gran- deurs électriques comprenant une première voie de me- sure (1), des moyens (4,6) de sélection d'une grandeur à mesurer par ladite voie et des moyens d'affichage (20) de la grandeur mesurée, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une voie supplémentaire (2) de mesu- re simultanée d'une grandeur électrique différente de celle mesurée par la première voie et des moyens d'af- fichage (21) destinés à afficher la valeur de la gran- deur mesurée par ladite voie de mesure supplémentaire simultanément à l'affichage de la grandeur mesurée par la première voie (1),un microproceseur (16) étant as- socié auxdites voies de mesure (1,2),. aux moyens de sélection de grandeurs (4,6,10,12) à mesurer et aux moyens d'affichage (20,21) pour assurer la lecture des signaux de sortie des voies de mesure et la commande de l'affichage des valeurs des grandeurs mesurées sur lesdits moyens d'affichage. 2. Appareil de mesure suivant la revendica- tion 1. caractérisé en ce que chacune des voies de mesure comporte un atténuateur d'entrée (3,9) connecté par l'intermédiaire d'un premier commutateur de sélec- tion (4,10) soit à l'entrée d'un convertisseur AC/DC (5, 11), la sortie de celui-ci étant connectée par l'intermédiaire d'un second commutateur à un conver- tisseur analogique-numérique (7,13),soit directement à l'entrée du convertisseur analogique-numérique, ce dernier étant relié à des registres d'entrée/sortie (8,14) auxquels est connecté le microprocesseur (16), un fréquencemètre également commandé par le micro- processeur (16) comportant deux entrées (el.,e2) connectées respectivement aux entrées des convertis- seurs (AC/DC) (5,11) de la première voie de mesure (1) et de la voie de mesure supplémentaire (2).