Multímetros: Do Analógico ao Digital — Guia Completo

Como um único movimento de medidor pode ser configurado como voltímetro, amperímetro ou ohmímetro simplesmente conectando-o a diferentes redes de resistores externos, segue-se que um único dispositivo — o multímetro — pode executar as três funções em uma unidade compacta quando equipado com as chaves e resistores apropriados.

Para a maioria do trabalho em eletrônica, o multímetro é a ferramenta quintessencial. Ele oferece uma ampla gama de medições — tensão, corrente, resistência e mais — em um único pacote acessível, simples de operar e altamente confiável. Com o advento da tecnologia de estado sólido, multímetros modernos evoluíram de dispositivos analógicos básicos para instrumentos digitais sofisticados, mas o princípio central permanece inalterado.

Multímetro Analógico

O multímetro analógico portátil mostrado acima apresenta faixas separadas para tensão, corrente e resistência. Cada função tem sua própria escala no movimento do medidor, e a chave seletora rotativa permite ao usuário escolher a faixa apropriada. Os cabos de teste são inseridos nos dois conectores de cobre na parte inferior da face do medidor, marcados –TEST+ (preto) e +TEST (vermelho).

O modelo Barnett adota uma abordagem ligeiramente diferente. Sua chave rotativa tem menos posições, mas oferece muitos mais conectores para os cabos de teste. Cada conector é rotulado com uma faixa de escala completa, facilitando a identificação da conexão correta para a medição desejada.

Multímetro Digital

Em contraste com medidores analógicos, multímetros digitais substituem a agulha por um display LCD cinza que mostra leituras numéricas. O exemplo mostrado tem uma chave seletora rotativa e quatro conectores para os cabos de teste. O cabo preto é comum a todas as funções, enquanto o cabo vermelho pode ser inserido em um de três conectores rotulados para tensão, resistência ou corrente (A, mA, µA).

Exigir que o usuário mova o cabo vermelho entre conectores para mudar de medição de tensão para corrente é um recurso de segurança que ajuda a prevenir curto-circuitos acidentais quando o medidor está configurado para medir corrente com baixa impedância de entrada.

Diferente de medidores analógicos, esta unidade digital é auto-ranging: ela seleciona automaticamente a faixa apropriada para a grandeza medida, eliminando a necessidade de o usuário alterar configurações manualmente. No entanto, nem todos os medidores digitais suportam autoranging, então sempre consulte o manual do seu modelo específico.

Como nenhum dois modelos de multímetro são idênticos — mesmo dentro da mesma marca — consultar o manual do proprietário é essencial para entender a operação exata do seu instrumento.

Abaixo está um esquemático para uma configuração simples de volt/amperímetro analógico:

Nas três posições anti-horárias da chave, o movimento do medidor é conectado aos conectores Comum e V através de um de três resistores em série (Rmultiplicador1–Rmultiplicador3), funcionando como um voltímetro. A quarta posição conecta o medidor em paralelo com o resistor shunt, criando um amperímetro. A posição final horária curto-circuita o movimento através da chave, fornecendo um efeito de amortecimento que protege a agulha de choque mecânico.

Para adicionar uma função ohmímetro, uma das faixas de tensão pode ser substituída como ilustrado abaixo:

Com capacidades de tensão, resistência e corrente, este dispositivo também é conhecido como volt-ohm-miliamperímetro (VOM).

Ler um multímetro analógico com múltiplas faixas pode parecer intimidante, mas o movimento do medidor contém várias escalas que correspondem a cada faixa. Um close-up das escalas do medidor Barnett é mostrado aqui:

Três tipos de escalas estão presentes: verde para resistência no topo, preto para tensão e corrente CC no meio, e azul para tensão e corrente CA na base. Cada seção CC/CA tem sub-escalas de 0–2,5, 0–5 e 0–10, e o operador deve combinar a faixa selecionada e a posição do conector com a escala apropriada para interpretar a agulha corretamente.

Faixas de tensão típicas neste medidor incluem 2,5 V, 10 V, 50 V, 250 V, 500 V e 1 kV. Com um extensor de faixa de tensão, medições até 5 kV são possíveis. Por exemplo, selecionar o conector de 10 V requer ler a escala de 10, enquanto selecionar o conector de 250 V significa ler a escala de 2,5 e multiplicar por 100.

Ao medir corrente, o cabo vermelho é inserido em um conector dedicado e a chave rotativa seleciona a faixa. A imagem a seguir mostra a chave configurada para 2,5 mA:

Faixas de corrente são sempre múltiplos das três escalas do medidor: 2,5, 5 e 10. Para a configuração de 2,5 mA, a agulha é lida diretamente na escala 0–2,5. Para outras faixas como 250 µA, 50 mA, 100 mA ou 500 mA, a leitura na escala apropriada deve ser multiplicada por 10 ou 100 para obter o valor real.

A faixa de corrente mais alta é alcançada com a chave na posição 2,5/10 A. A diferença entre 2,5 A e 10 A é feita inserindo o cabo vermelho em um conector especial de 10 A adjacente ao conector de corrente regular.

Resistência é exibida em uma escala não linear, "invertida", que vai de zero (lado direito) a infinito (lado esquerdo). Apenas um conector é fornecido para medições ôhmicas, então a faixa é definida apenas pela chave rotativa. Cinco configurações de multiplicador estão disponíveis: Rx1, Rx10, Rx100, Rx1000 e Rx10000. O valor da agulha exibido é multiplicado pelo fator selecionado para dar a resistência verdadeira.

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