Curso Instrumentos de Medição
Introdução
Estamos dando inicio a uma nova serie aqui no canal CedrazService, onde iremos estudar os instrumentos de medição utilizados para análise de diversos sistemas. Estudaremos os Instrumentos que são empregados em elétrica, eletrônica, mecânica, marcenaria e etc.
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Estes instrumentos estão classificados de duas formas:
Analógicos
Esses leitores utilizam como instrumento de
medida os galvanômetros que são formados por uma agulha ligada a uma bobina móvel que se movimenta de acordo coma passagem da corrente elétrica.
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Digitais
Esses instrumentos utilizam um circuito eletrônico para efetuar a medida das grandezas, e posteriormente mostra os valores desta leitura em um display eletrônico.
O primeiro instrumento de medição que iremos estudar é o multiteste analógico um dos primeiros instrumentos utilizados para efetuar medidas e teste em elétrica e eletrônica.
Vamos estudar as principais funções, sua características, a estrutura interna deste equipamento, modo de uso e etc.
Este curso é para dar sequencia a meu curso de eletrônica, pois já vamos entrar no estudo dos componentes e iremos precisar destes equipamentos para testar os mesmos. Clique abaixo e assista a aula de introdução deste curso em nosso canal do youtube.
Multiteste Analógico
O Primeiro instrumento que vamos estudar em nosso curso é o multiteste analógico, uma ferramenta muito antiga, mais que até hoje ainda é muito utilizado na oficinas de eletrônica. Ele pode ser utilizado para medir grandezas do tipo tensão, corrente, resistência e em alguns modelos é possível medir ganho
de transistores, continuidade, decibéis, dentre outros.
Na figura ao lado mostro os aspecto físico de um multiteste muito antigo,
um dos primeiros que Adquiri para minha oficina.
Na figura seguinte descrevo as partes de um multiteste analógico.
Estrutura Interna
Daremos inicio agora ao estudo da estrutura interna do multiteste analógico, onde veremos as partes que compreendem este instrumento, pois acredito que isso facilitará o entendimento quanto ao funcionamento
e o uso do mesmo. A primeira parte que estudaremos é a principal, ou seja, o medidor analógico denominado de galvanômetro.
Observando a figura acima podemos ver a estrutura interna de um galvanômetro. Ele é formado por um imã permanente com dois polos (norte e sul) e no seu centro temos um núcleo de ferro cilíndrico onde fica a bobina retangular sustentada por um eixo onde fixado o ponteiro mostrador. Para retorno do ponteiro (eixo) são utilizadas molas em forma de espiral nos dois extremos que também servem para fazer a alimentação da bobina do instrumento.
Ainda observando a imagem ao lado podemos ver que devido ao uso de um imã permanente com polos (norte e sul) a bobina do galvanômetro é polarizada, desta forma de acordo com a polarização da mesma ela gira para um lado ou para o outro.
Nas figuras ao lado utilizei a imagem de uma pilha para exemplificar a polarização do galvanômetro, na polarização direta (positivo no + e negativo no -) o ponteiro gira para o lado correto, agora quando polarizamos no sentido inverso ( positivo no – e negativo no +) o ponteiro gira para o lado oposto, lado errado de leitura.
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Observe que estou me referindo ao uso do galvanômetro no multiteste, pois existem aplicações em que ele deve fazer a leitura dois sentidos. Essa polarização é muito importante pois possibilita a leitura de muitas grandezas, bastando para isso aplicar um circuito dedicado para este fim.
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Você deve estar se questionando neste momento de onde vem a alimentação para acionar o galvanômetro no multiteste? E se ele é polarizado como é possível ler uma tensão alternada com ele? Já que a tensão alternada não é polarizada!
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A resposta para estas perguntas é muito simples, a tensão de alimentação é retirada da tensão que esta sendo medida no momento por intermédio de circuitos resistivos que limitam a corrente que circula pelo galvanômetro para não danificar o mesmo. E para ler tensão alternada são utilizados circuitos retificadores com diodos para transformar a tensão alternada em continua.
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A alimentação do galvanômetro no multiteste também é retirada de duas pilhas e de uma bateria para efetuar medida de resistência. Mais isso eu vou explicar mais a frente no curso.
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Painel de Leitura do Multiteste Analógico
Na figura acima mostro o painel de leitura de um multiteste analógico simples.
Leitura de Tensão com Multiteste Analógico
Para efetuar a leitura de tensão o galvanômetro é ligado em paralelo com a fonte geradora de tensão, desta forma ele retira da própria tensão sobre leitura sua alimentação.
A tensão sob leitura pode ser tanto alternada como continua, sendo que a seleção deve ser feita através do seletor de funções.
Ao polo positivo do galvanômetro sempre é ligado um resistor limitador de corrente denominado de RG (resistor de galvanômetro) e em serie com a fonte geradora de tensão temos o resistor limitador denominado de RM (resistor multiplicador) que permite que o galvanômetro faça leituras maiores que a do seu fundo de escala.
Para medir tensão alternada precisamos primeiro retificar esta tensão transformando a mesma em tensão continua.
Leitura de Corrente com Multiteste Analógico
Para efetuar a leitura de corrente o galvanômetro é ligado em serie entre a fonte geradora de tensão e a carga, retirando sua tensão de alimentação deste circuito.
Por ser polarizado o galvanômetro somente pode efetuar leitura de corrente continua.
Na leitura de corrente o resistor RM (resistor multiplicador) que permite que o galvanômetro faça leituras maiores que a do seu fundo de escala, deve ser ligado em paralelo ao mesmo protegendo ele da corrente que esta sendo aferida no momento.
Quando a corrente circula pelo galvanômetro, aparece uma diferença de potencial, que pode afetar o funcionamento do circuito. Para minimizar isso, é preciso que a resistência interna do amperímetro seja muito baixa (muito menor do que a resistência total do circuito em que ele está inserido).
Vídeo aula - teoria parte 01
Clique abaixo para assistir o Vídeo desta aula em meu canal do youtube.
Leitura de Resistência com Multiteste Analógico
Para efetuar a leitura de resistência o galvanômetro é ligado em serie entre a fonte geradora de tensão (no caso as pilhas e baterias internas) e o circuito resistivo em teste.
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Para efetuar a leitura de resistência de um componente ou de um circuito é necessário que circule por eles uma corrente qualquer, pois sem corrente, não haverá resistência a passagem da mesma.
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Para resolver estes problema, Internamente os multitestes analógicos possui um conjunto de 2 pilhas de 1,5V tipo AA ligadas em serie ( e este conjunto gera um total de 3V) também é utilizada uma bateria de 9V ligada em seria ao conjunto de 3v ( a soma total desta alimentação gera uma tensão de 12v).
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Como é observado no diagrama em blocos da figura acima o galvanômetro é ligado em serie entre a fonte geradora de tensão e o componente ou circuito resistivo em teste .
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Nesta figura abaixo mostramos a ligação interna similar de um galvanômetro para leitura de resistência.
Observe com muita atenção estas ligações internas ao galvanômetro no modo de teste de resistência.
inicialmente vamos falar das pilhas e baterias internas, observe que elas estão ligadas em serie e de acordo com o calibre selecionado teremos 3V ou 12V.
Assim para os calibres de x1-x10-x100 e x1k a alimentação é feita pelas baterias de 1,5v em serie perfazendo o total de 3V. Para o calibre de 10k é acrescentada no circuito a bateria de 9v e neste calibre é fornecida a tensão total de 12v.
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Como ocorreu nos circuitos anteriores do galvanômetro para leitura de tensão e corrente também deve ser utilizado o resistor de galvanômetro (RG) para proteção do mesmo.
Os resistores RM (resistor multiplicador) que permite que o galvanômetro faça leituras maiores que a do seu fundo de escala, são ligados em serie entre a fonte de alimentação (no caso a pilhas e baterias internas) e galvanômetro e o valor deste resistor e determinado pelo calibre escolhido.
Alem disso é utilizado um potenciômetro para ajuste de zero de final de escala a cada mudança de calibre.
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Agora falaremos do ponto mais importante quanto a utilização do multiteste analógico para medir resistência, trata-se da polaridade das pontas de prova.
Observando a figura ao lado podemos ver que a ponta de prova positiva (vermelha) internamente é ligada ao polo negativo da bateria e ponta negativa (preta) e ligada ao polo positivo das baterias (pois depende do calibre selecionado).
Atente a este fato, pois ele será muito importante quando testarmos os semicondutores (diodos, transistores e etc) ao entramos no estudo dos mesmos.
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Nesta figura acima mostramos o diagrama esquemático de multiteste analógico demonstrando tudo o que explique até o momento. Clique no vídeo abaixo para assistir minha aula 02 da teoria sobre o multiteste analógico.
Escalas Multiteste Analógico
Nas aulas anteriores finalizamos o estudo da estrutura interna do multiteste analógico, daremos inicio agora ao estudo dos calibres e das referidas escalas do multiteste analógico
Na figura acima mostramos a escala de um multiteste analógico comum, nela temos as indicações de valores para as grandezas tensão, corrente e resistência
Calibres Multiteste Analógico
Na figura abaixo mostramos o calibre de um multiteste analógico comum
Nesta figura podemos observar que são disponível em um multiteste analogico calibres para as grandezas referentes a tensão, corrente e resistência.
Calibres e Escala para Resistência
Na figura abaixo mostramos o calibre de um multiteste analógico comum.
A primeira escala do multiteste analógico (disposta sobre o espelho) é referente a leitura de resistência e seus valores apresentados deves ser multiplicados pelo calibre selecionado. É muito importante que você veja minha aula sobre “Unidades de medidas” do curso de eletrônica aqui do canal, para fique mais claro o entendimento do que será explanado daqui em diante.
Selecionado o calibre de x1 qualquer valor mostrado na escala deverá ser multiplicado por 1, assim ele será igual a ele mesmo. Se selecionado o calibre de x10 qualquer valor mostrado na escala deverá ser multiplicado por 10, o mesmo ocorre para os demais calibres.
Calibres e Escala para Tensão Alternada (AC)
Na figura abaixo mostramos o calibre de um multiteste analógico comum.
As demais escalas são referentes a leitura de tensão alternada e continua e também de corrente continua, observe nos extremos das escalas as siglas que identificam as grandezas que o multiteste pode ler.
De acordo com o calibre selecionado devemos multiplicar ou dividir o valor mostrado na escala para adequar o mesmo ao calibre selecionado, assim como acorreu para a leitura de resistência.
Calibres e Escala para Tensão Continua (DC)
Na figura abaixo mostramos o calibre de um multiteste analógico comum.
As demais escalas são referentes a leitura de tensão alternada e continua e também de corrente continua, observe nos extremos das escalas as siglas que identificam as grandezas que o multiteste pode ler.
De acordo com o calibre selecionado devemos multiplicar ou dividir o valor mostrado na escala para adequar o mesmo ao calibre selecionado, assim como acorreu para a leitura de resistência.
Calibres e Escala para Corrente Continua (DC)
Na figura abaixo mostramos o calibre de um multiteste analógico comum.
As demais escalas são referentes a leitura de tensão alternada e continua e também de corrente continua, observe nos extremos das escalas as siglas que identificam as grandezas que o multiteste pode ler.
De acordo com o calibre selecionado devemos multiplicar ou dividir o valor mostrado na escala para adequar o mesmo ao calibre selecionado, assim como acorreu para a leitura de resistência.
Clique no vídeo abaixo para assistir minha aula 03 da teoria sobre o multiteste analógico.
Assim finalizamos a parte teorica do nosso curso sobre o multiteste analogico. Na proxima aula 04 daremos inicio a aula pratica deste curso, veremos sua estrutura interna na pratica e algumas das suas características
Clique nos vídeos abaixo para assistir minhas aulas 04 e final (aulas praticas) sobre o multiteste analógico.