Comment fonctionne un indicateur numérique ?

Un indicateur de panneau numérique (DPM) est un instrument électronique qui affiche des valeurs électriques telles que la tension, le courant, la résistance ou la température sous forme de lectures numériques claires, contrairement au mouvement du pointeur des compteurs analogiques. Il est largement utilisé dans les panneaux de commande, les alimentations électriques et les équipements industriels pour sa grande précision, sa lisibilité et sa stabilité. Cette explication se concentre sur les voltmètres numériques, tout en couvrant également les ampèremètres numériques.

Au cœur de chaque indicateur numérique se trouve un convertisseur analogique-numérique (ADC). Le travail de l'ADC consiste à convertir des signaux électriques analogiques continus en valeurs numériques discrètes qu'un microcontrôleur ou un processeur peut interpréter. Pour un voltmètre , l'entrée est une différence de potentiel entre deux points ; pour un courantomètre, il s’agit du flux de charge à travers un circuit.

Un voltmètre numérique mesure la différence de potentiel aux bornes d'un composant ou d'un circuit. Il utilise un circuit d'entrée à haute impédance pour ne consommer presque aucun courant, garantissant ainsi qu'il n'affecte pas le circuit testé. La tension d'entrée est d'abord conditionnée à l'aide de diviseurs résistifs pour la ramener dans la plage de sécurité de l'ADC. L'ADC échantillonne ensuite cette tension à grande vitesse, en la comparant à une tension de référence interne de précision. Une fois converti en code numérique, le microcontrôleur traite les données et pilote l'affichage numérique (généralement un écran LCD ou LED) pour afficher la tension mesurée en volts ou en millivolts.

Un numérique courantomètre fonctionne différemment. Étant donné que la mesure du courant continu nécessite que le compteur soit en série avec la charge, elle utilise une résistance de précision de faible valeur appelée résistance shunt placée dans le trajet du courant. Lorsque le courant traverse le shunt, une petite chute de tension se développe à travers celui-ci, conformément à la loi d'Ohm (V = I × R). Cette petite tension est ensuite introduite dans le même CAN utilisé dans le voltmètre. Le microcontrôleur calcule le courant à partir de la chute de tension mesurée et affiche le résultat en ampères ou milliampères.

De nombreux indicateurs de panneau numériques sont multifonctionnels, capables de mesurer à la fois la tension et le courant en basculant entre les modes de mesure. Ils incluent souvent des fonctionnalités supplémentaires telles qu'une protection contre les surcharges, un réglage du point décimal et une mise à l'échelle programmable pour des applications spéciales.

Par rapport aux compteurs analogiques, les indicateurs numériques offrent une plus grande précision, une réponse plus rapide et une meilleure immunité aux chocs et aux vibrations. Ils ne souffrent pas d’erreur de parallaxe, ce qui signifie que la lecture est précise quel que soit l’angle de vue. Les compteurs numériques modernes peuvent également inclure des interfaces de communication pour envoyer des données à des ordinateurs ou à des automates pour une surveillance à distance.