multimetro_tipo

5/12/2018 multimetro_tipo - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/multimetrotipo 1/4

CIT - Folhas de apoio ao aluno – Eng.º Paulo Teixeira pág. 1 / 4

Multímetro digital

O multímetro é um aparelho de medição que serve para avaliar a quantidade de umadeterminada grandeza eléctrica. Essa grandeza pode ser (unidades entre parênteses):

Tensão eléctrica [Volt]

Corrente eléctrica [Ampere]

Resistência eléctrica [ohm / Ω] Período de uma onda eléctrica [segundo]

Frequência da onda eléctrica [Hertz / Hz]

Capacidade [Farad]

Indutância [Henry]

1. Multímetro utilizado na função de medição de tensão.

Um voltímetro (ou multímetro) possui uma impedância de entrada elevada (> 1 GΩ)porque destina-se a ser inserido em paralelo com o elemento de circuito ao qual sepretende determinar a diferença de potencial (ddp). O circuito da figura 1 ilustra autilização de um voltímetro.

Fig. 1 – Multímetro utilizado na função de medição de tensão

A partir do exemplo da fig. 1, desprezando a impedância de saída da fonte de alimentação(bateria) e, tendo em conta que a impedância de entrada do voltímetro é muito maior que aresistência de carga R1 (1 GΩ >> 1,0 ohm), então determina-se a indicação do aparelhoque é de 12 V (tensão da bateria).




Considerações tecidas:I. Caso a impedância de entrada do voltímetro fosse baixa,

poder-se ia eventualmente criar um curto-circuito aosterminais do elemento de circuito a medir e obter não só umaindicação errada como ainda correr o risco de danificar abateria (fonte de alimentação não protegida contra c.c.).

II. Se a fonte (bateria) tivesse impedância de saída nãodesprezável então surgiria um circuito divisor de tensão noqual só parte da queda de tensão seria proveniente daresistência de carga R1. O aparelho indicaria 12V– Rbateria x I.

III. Um voltímetro inserido em série abriria o circuito pois acorrente que o percorre é praticamente nula (Ipolarização).

2. Multímetro utilizado na função de medição de corrente.

Um amperímetro possui uma impedância de entrada baixa (cerca de 1 nΩ) porque destina-se a ser inserido em série no circuito que se pretende determinar a corrente. O circuito dafigura 2 ilustra a utilização de um amperímetro.

Fig. 2 – Multímetro utilizado na função de medição de corrente

A partir do exemplo da fig. 2, desprezando a impedância do amperímetro (Rshunt ≅ 0) e,pela lei de Ohm, então determina-se a indicação do aparelho que é de 12 A. Notar que comuma Rcarga = 1 Ω a tensão aos seus terminais traduz directamente a corrente que a percorre.

Considerações tecidas:

I. Caso a impedância de entrada do amperímetro fosse alta, ocircuito ficaria aberto.

II. Se o amperímetro for colocado em paralelo com a resistênciade carga isso provocará um curto-circuito e a consequentedestruição tanto do aparelho quanto da bateria.




3. Multímetro utilizado na função de medição de resistência.

Um ohmímetro mede resistência aplicando o princípio da lei de ohm, isto é, gera umacorrente de valor bem determinado que vai percorrer a resistência e, seguidamente, mede aqueda de tensão aos terminais da mesma. Logo, a medição de resistências de valor muitobaixo ou alto pode resultar em, respectivamente, tensões muito baixas ou altas. O circuitoda figura 3 ilustra a utilização de um ohmímetro.

Fig. 3 – Multímetro utilizado na função de medição de resistência

Considerações tecidas:

I. Caso o ohmímetro fosse inserido num circuito alimentado com tensões e correntesentão este indicaria leituras erradas pois a corrente gerada iria adicionar-se à correnteexistente nesse ramo. A tensão medida também seria afectada pelas quedas de tensãoestabelecidas no mesmo ramo do circuito.

II. O ohmímetro é colocado em paralelo com a resistência a medir e esta tem de ser

removida do circuito de forma a não ser influenciada.III. A corrente utilizada pelo ohmímetro para avaliação da tensão aos terminais da

resistência deve ser o menor possível, de maneira a não elevar demasiado a tensãoaos terminais duma resistência de valor alto. Exemplo: 10 MΩ x 1 mA = 10 kV (!).

Às três técnicas de medição aqui exemplificadas juntar-se-ia a medição de tempo,frequência, etc. No entanto optou-se por indicar as que estão directamente relacionadaspela lei de ohm, como é o caso, da tensão, corrente e resistência.

Há ainda uma quarta grandeza relacionada com as três anteriores, a potência. Esta é dadapela expressão: P = U x I . Assim, um wattímetro não será mais que a composição de um

voltímetro com um amperímetro, em que a indicação será o produto das duas grandezasassociadas. Na figura 4 é ilustrado um circuito para medição de potência.

Fig. 4 – Circuito utilizado na medição de potência – wattímetro




Erro de medição em multímetros digitais

Interessa também, para além da obtenção das leituras dos aparelhos, conhecer o erro queestes cometem ao medir uma grandeza. No caso dos aparelhos analógicos este erro é dadopela classe de precisão (0,1 % a 5 %). Existe ainda o erro de leitura ou erro de paralaxe,devido ao ângulo de observação do ponteiro relativamente ao visor onde é indicada aescala de medição (a leitura deve ser efectuada perpendicularmente ao visor).

Na instrumentação digital, o erro é especificado em duas parcelas:

a) Quantidade relacionada com uma percentagem da leitura (entrada).

b) Erro de resolução em número de dígitos da década menos significativa.

A expressão para obtenção da especificação de erro em aparelhos digitais é:

±[ x % da leitura + n dígitos (LSD)]

Nota: LSD é o dígito menos significativo (Less Significative Digit) da indicação doaparelho e corresponde a 001, para indicações de 000 a 999; MSD (MostSignificative Digit) é o dígito mais significativo.

Exemplo: Suponha um voltímetro digital com as seguintes características:

• Número de dígitos: 4 ½ (indicações de 00000 a 19999 em que MSD assume 0 ou 1)

• Escala: 200 mV DC (corrente contínua cuja indicação do aparelho é 199,99 mV)

• Erro máximo admissível (EMA): 0,04 % da leitura + 3 LSD

Resolução:

Na escala de 200,00 mV, o valor de 1 LSD é de 0,01 mV. No caso particular de umaleitura de 100,00 mV o valor absoluto do EMA obtém-se da expressão:

EMA = 0,04 x 100,00 / 100 + 3 x 0,01 = 0,07 mVOu seja, a leitura (medição afectada de erro) de 100,00 mV obtida no voltímetro, poderáser 100,07 mV ou 99,93 mV. Não se trata, portanto, de um defeito!

O erro relativo será 100 x EMA / leitura = 0,07 %

Observações: As correntes e tensões podem ser contínuas ou alternadas. Um aparelhoconfigurado para medição em tensão/corrente alternada poderá ser ou nãode verdadeiro valor eficaz (True RMS). Caso não seja um aparelho TrueRMS, então medirá somente tensões e correntes a 50 Hz (frequência da

rede eléctrica portuguesa).

multimetro_tipo

Documents

Transcript of multimetro_tipo