Multímetros digitais
(325)Os multímetros digitais são um dos equipamentos básicos para técnicos especializados em eletrónica, engenharia elétrica, eletricidade, automação e áreas afins. Permitem-lhe realizar diversas medições, agilizar o diagnóstico, os trabalhos de instalação, manutenção, etc. Apareceram no mercado há várias décadas, substituindo os multímetros analógicos, em cuja construção eram utilizados ponteiros eletromagnéticos.
O multímetro é um equipamento essencial tanto para vários profissionais como para amadores. No entanto, cada campo de aplicação tem as suas próprias necessidades específicas. Para escolher o multímetro certo, deve prestar atenção a vários aspetos, que incluem:
- capacidades de medição (grandezas medidas),
- faixa de funcionamento (escala, valores mínimos e máximos),
- sensibilidade,
- método de fornecimento de energia,
- e também – especialmente no caso de dispositivos utilizados para trabalhar com fontes de energia de rede – conformidade de um determinado produto com as normas internacionais e locais.
Em seguida, vamos ver alguns parâmetros-chave que caracterizam os multímetros e também disponibilizar informação básica sobre a escolha do dispositivo certo para as necessidades do utilizador.
Funções básicas dos multímetros digitais
Primeiro, vamos abordar as funções básicas dos multímetros, ou seja, as medições de grandezas elétricas.
Medição da tensão CA/CC
Os multímetros são associados principalmente a três tipos de medições: tensão, corrente e resistência. Estas são, naturalmente, grandezas presentes nas leis de Ohm e Kirchhoff que permitem a análise de circuitos básicos. A tensão é o primeiro parâmetro a funcionar aquando do diagnóstico de problemas com a eletrónica e também lhe permite estimar a ligação correta dos elementos de alimentação, conversores, etc. Outra medição efetuada com esta função é a queda de tensão, por exemplo, em díodos. Dado que é provável que o multímetro seja usado em circuitos de CA e CC, quase todos os modelos têm configurações separadas para CA e CC. Consoante o propósito principal do dispositivo, deve ser assegurado que a sua faixa permite a medição de várias dezenas de mV CC (no caso da eletrónica de precisão) ou até 1 kV CA (em instalações de alimentação de rede).
Medição da intensidade de corrente
Outro valor-chave que requer medição em trabalhos eletrónicos e eletrotécnicos é a intensidade de corrente – permite estimar a potência de um dispositivo ou componente, a energia que consome, permite comparar o funcionamento do elemento com parâmetros nominais, etc. A maioria dos multímetros tem dois conectores independentes para medir a corrente: um para testar em faixas mais baixas e outro protegido por um fusível com um valor superior, por meio do qual se mede a escala máxima a que se adapta o dispositivo (na maioria das vezes, até 10 A ou 20 A). Antes de testar correntes tão altas, é essencial certificar-se de que não ultrapassam as especificações das sondas e cabos. O multímetro comprado para trabalhar com eletrónica deve poder trabalhar com correntes na ordem não só de mA, mas também de µA.
Os multímetros de gama mais alta oferecem medição True RMS (Root Mean Square). Um simples teste de corrente CA apenas dá resultados corretos para formas de onda perfeitamente sinusoidais. Na prática, a forma de onda tem muitas vezes uma forma diferente (sinais PWM, sinais quadrados, etc.) ou está distorcida, por exemplo, quando se alimentam cargas não lineares, circuitos de semicondutores, fontes de alimentação comutadas, inversores, motores (incluindo aparelhos de ar condicionado, eletrodomésticos, etc.). A função True RMS significa que o multímetro efetuará cálculos sobre os dados incluídos na amostra, o que terá como resultado um valor de CC equivalente, o chamado valor RMS. Já para formas de onda irregulares, o erro do amperímetro “normal” (isto é, medição do valor médio) pode chegar aos 40%.
Medição da resistência
A medição de resistência permite-lhe examinar os parâmetros de circuitos, cabos, conectores, bem como identificar elementos SMD e localizar componentes eletrónicos danificados (“queimados”). Aqui, também vale a pena prestar atenção à faixa de medição mais ampla possível, especialmente tendo em conta valores baixos abaixo de 1 Ω. Isso deve-se ao facto de que mesmo uma resistência aparentemente pequena, sob a influência de uma corrente suficientemente grande, provocará a libertação de quantidades significativas (por vezes perigosas) de calor. Isso pode ocorrer no caso de más ligações em quadros de distribuição e outros pontos da instalação da rede. A medição com uma precisão de mΩ permitir-lhe-á detetar pontos com maior resistência. Também será necessária no caso da eletrónica de precisão, onde pequenos desvios dos parâmetros nominais podem conduzir à desregulação dos geradores, estabilizadores, amplificadores etc. Se o propósito do multímetro for trabalhar com estes circuitos, vale a pena prestar atenção aos dispositivos que oferecem a possibilidade de medir quatro pontos, o chamado método Kelvin. Tradicionalmente, a resistência é medida por meio da medição da queda de tensão através de um componente com uma corrente conhecida que por ele flui. Infelizmente, a própria resistência dos cabos introduz um erro que, ao medir valores de resistência pequenos (por exemplo, centésimas de Ω), pode mesmo atingir várias dezenas por cento. Nesses casos, são utilizados dois pares de cabos independentes: um para a fonte de alimentação e outro para a medição. Isso permite eliminar as quedas de tensão causadas pela condução imperfeita da cablagem e estimar com muita precisão o valor da resistência entre os pontos a que são aplicadas as sondas.
Teste de díodo e continuidade
Estas funções são geralmente incluídas na configuração devido ao seu funcionamento semelhante. O teste de continuidade é uma das funções básicas do multímetro, e o seu funcionamento é muito simples: se há um condutor entre as sondas para completar o circuito, o medidor emite um sinal sonoro claro e agudo. O alarme sonoro é utilizado porque os testes de continuidade são muitas vezes efetuados em distâncias relativamente longas (verificação da cablagem da rede, da cablagem do veículo, etc.) e, portanto, o operador nem sempre está perto do multímetro quando aplica a sonda.
O teste de díodo, como o nome indica, é utilizado para verificar o funcionamento dos díodos semicondutores. Estes testes são realizados principalmente para fins de diagnóstico, permitindo-lhe localizar os componentes danificados. No caso de díodos queimados e em curto-circuito em ambos os sentidos (queda de tensão próxima de 0 V, independentemente da polaridade), depois de aplicar as sondas, será ativado um alarme sonoro; o díodo em que existe um espaço no conector mostrará informação sobre o circuito aberto.
Medição da capacitância
Esta funcionalidade é relevante principalmente quando se trabalha com componentes eletrónicos e diagnósticos de circuitos. A medição da capacitância permite verificar se os condensadores não estão danificados ou degradados. Também é muito útil quando se trabalha com componentes montados em superfície (SMD), porque os formatos mais pequenos destes componentes não estão marcados com uma impressão e, portanto, a sua identificação sem medição é praticamente impossível. Deve ter-se em conta que o teste de capacitância de um condensador conectado ao circuito estará sujeito a erros.
Medição da frequência
Por vezes, trabalhar com eletricidade e eletrónica requer verificar a frequência de um sinal com uma forma de onda regular (por exemplo, onda sinusoidal). O estudo preciso das alterações periódicas de tensão requer o uso de um osciloscópio, mas, com alguma frequência, um teste inicial com um multímetro é suficiente para identificar a causa da falha ou verificar o funcionamento do gerador, do inversor, etc. A medição da frequência não é uma funcionalidade básica dos multímetros e está disponível em modelos selecionados de dispositivos (geralmente de gama superior).
Medição da temperatura
Uma função útil de muitos medidores universais é a medição da temperatura. Normalmente é efetuada por meio de um termopar incluído no conjunto com o dispositivo. Esta medição tem uma faixa muito ampla (centenas de °C), consoante a sonda utilizada, o que permite monitorizar o funcionamento de aquecedores, caldeiras, motores, acumuladores, radiadores e muitos outros elementos nos quais os parâmetros térmicos são importantes.
Como escolher um multímetro digital?
Genericamente, os utilizadores de multímetros podem ser divididos em três grupos:
- especialistas que se dedicam à criação, fabrico e manutenção de circuitos eletrónicos;
- técnicos elétricos profissionais que trabalham com circuitos de rede e linhas elétricas;
- e utilizadores que precisam das funcionalidades básicas de um multímetro, independentemente de ser para fins profissionais (por exemplo, oficina elétrica de automóveis) ou para fins particulares (trabalhos amadores, reparações menores em casa).
Importa destacar que mesmo os parâmetros dos multímetros mais básicos são suficientemente amplos para satisfazer eficazmente os requisitos do terceiro grupo. Aqui, a seleção do dispositivo será ditada pelas preferências pessoais (tamanho, tipo de ecrã, etc.) e, possivelmente, pela durabilidade do dispositivo. Se o medidor for utilizado em condições ambientais adversas (muito pó ou humidade), será melhor escolher um dispositivo que ofereça um alto grau de estanquidade, pelo menos IP54, isto é, com boa estanquidade ao pó e resistência aos salpicos de água.
Aquando da escolha de um multímetro para trabalhos com eletrónica, especialmente na era dos sistemas semicondutores sensíveis, o melhor é centrar-se nas faixas de medição mais baixas: devem ter em conta valores na ordem de µA, mV, mΩ. Quanto às outras possibilidades oferecidas pelos multímetros, na prática, as medições de capacitância, temperatura e frequência não costumam ocorrer, mas, quando surge a necessidade, a funcionalidade adequada do multímetro é difícil de sobrestimar.
Para os eletricistas, a característica mais importante de um multímetro deve ser sempre a sua categorização de acordo com os padrões estabelecidos pela Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC). A categoria indica o trabalho a que se destina o dispositivo – que está relacionado com uma série de características de construção do medidor: a sua cablagem, os parâmetros do conector, o material, o nível de isolamento. Para os multímetros, as classificações mais comuns são:
- CAT II (recetores monofásicos);
- CAT III (dispositivos e elementos de instalações trifásicas internas);
- CAT IV (ligações à rede elétrica monofásica e trifásica).
Depois do número da categoria, o fabricante deve indicar a tensão máxima de funcionamento que pode estar presente nos circuitos testados com o multímetro (geralmente, este valor é de 300 V, 600 V ou 1.000 V).
Aquando da escolha de um dispositivo, o futuro utilizador deve ponderar se o ecrã e o teclado retroiluminados podem melhorar a comodidade do seu trabalho; muitos fabricantes de multímetros oferecem essa opção.
Funcionalidades adicionais
No caso de aplicações profissionais, as funcionalidades adicionais dos multímetros revelam-se muito úteis. Incluem desde funcionalidades simples, como a função “hold” (visualização da medição após desconectar as sondas) ou o armazenamento de valores médios, mínimos e máximos, até possibilidades mais complexas. Estas últimas facilitam a inspeção de instalações extensas, por exemplo, permitindo guardar uma série de medições sob a forma de registos. Além disso, os multímetros de classe superior estão cada vez mais equipados com módulos de comunicação Bluetooth e Wi-Fi, o que lhe permite trabalhar com os dispositivos usando um telemóvel ou tablet, bem como enviar os dados recolhidos através da Internet e guardá-los na nuvem ou num servidor dedicado.
Multímetros estacionários (de mesa)
Uma subcategoria de multímetros são os dispositivos estacionários, isto é, medidores de laboratório. Estes produtos caracterizam-se por uma visualização de medições de alta resolução (muitas vezes, dez milésimos de uma unidade básica), ecrãs grandes, capacidade de alimentação de rede e maior frequência de amostragem. Além disso, oferecem funcionalidades mais amplias no campo da análise de medições digitais. Geralmente, os fabricantes equipam-nos com capacidades adicionais, por exemplo, com um gerador de sinais integrado. Importa destacar que estes tipos de multímetros são fabricados a pensar em aplicações profissionais, entre outros, em serviços autorizados ou laboratórios de protótipos, pelo que apresentam um preço relativamente alto.
Conjuntos
Os utilizadores que procurem um multímetro para modernizar a sua oficina ou completar novas instalações de ferramentas devem prestar atenção aos conjuntos de medição oferecidos por muitos fabricantes de marca. Estes conjuntos podem ser compostos, por exemplo, por um multímetro, uma pinça amperimétrica e vários acessórios. Muitas vezes vêm com uma bolsa exclusiva que ajudará a proteger o vidro do ecrã de riscos. Em alguns casos, além do equipamento básico (cabos, sondas), os conjuntos contêm outros acessórios, pinças de crocodilo de alta qualidade, conectores, termopares, adaptadores de pinças, etc.
Armazém:
