Cos'è ElectroYou | Login Iscriviti

ElectroYou - la comunità dei professionisti del mondo elettrico

Ricerca personalizzata
11
voti

Il multimetro analogico: misura della resistenza (4)

Con il multimetro analogico, oltre le già viste misure di tensione ed intensità di corrente, è possibile eseguire un'ulteriore misura diretta e rapida su un componente elettrico ed in un circuito elettrico, ovvero quella della resistenza elettrica, espressa in ohm : Ω , a differenza della misura indiretta e meno rapida del metodo voltamperometrico.

Un breve ripasso del metodo voltamperometrico, non guasta mai...

La misura della resistenza può essere eseguita indirettamente applicando la legge di Ohm, la quale definisce il valore della resistenza incognita Rx attraverso il rapporto della caduta di tensione U misurata ai capi del resistore o del circuito in misura, e dell’intensità di corrente I che attraversa il componente ed il circuito.

R_x= \frac{U}{I}

A questo punto è chiara la necessità di realizzare un circuito che alimenti il nostro resistore o circuito sotto misura con una sorgente di alimentazione in corrente continua regolabile, ed un amperometro in serie per la misura dell’intensità di corrente ed un voltmetro inserito in derivazione per la misura di tensione, a monte o a valle dell’amperometro.


Il valore dell’intensità di corrente andrà regolato di volta in volta, in relazione all’ordine di grandezza della resistenza incognita nonché della portata amperometrica, o meglio se il valore di resistenza del resistore incognito è piccolo necessiterà un'intensità di corrente elevata perché si provochi una caduta di tensione ai capi del resistore misurabile; viceversa se il valore della resistenza è grande, limitando l’intensità di corrente a piccoli valori potrà esser necessaria una tensione elevata, e comunque il valore di intensità di corrente non dovrà produrre variazioni di temperatura apprezzabili.

Dei due schemi sopra rappresentati, l’inserzione del voltmetro a valle dell’amperometro è da preferire per misure di resistenze piccole (intense correnti), mentre per resistenze grandi (correnti piccole) è preferibile l’inserzione del voltmetro a monte dell’amperometro, questo perché non si consideri l’errore sistematico di autoconsumo.

Nello schema con inserzione del voltmetro a valle, quest’ultimo misurerà la tensione

Um = U

proprio ai capi del resistore Rx incognito, mentre l’amperometro misurerà l’intensità di corrente

I_{V}=  \frac{U_{m}}{R_{V}}

valore che potrà essere trascurato se l’intensità di corrente che scorre in Rx è elevato.

Nello schema con inserzione del voltmetro a monte, l’amperometro misurerà un’intensità di corrente Im = I, esattamente quella che attraversa il resistore incognito Rx , mentre il voltmetro misurerà una tensione pari a

Um = U + UA

ovvero comprensiva della caduta di tensione ai capi dell’amperometro

U_{A}= R_{A}\cdot I

che potrà essere trascurata solamente se la tensione ai capi del resistore incognito Rx è sufficientemente elevata.

In tutte e due i tipi di inserzione del voltmetro, il valore in ohm del resistore incognito Rx verrà definito partendo dalla legge di Ohm:

-voltmetro inserito a valle dell’amperometro

R_{X}=\frac{U}{I}= \frac{U_{m}}{I_{m}-I_{V}}=\frac{U_{m}}{I_{m}- \frac{U_{m}}{R_{V}}}

RV la resistenza del circuito voltmetrico

-voltmetro inserito a monte dell’amperometro


R_{X}=\frac{U}{I}=\frac{U_{m}-R_{A}I_{m}}{I_{m}}=\frac{U_{m}}{I_{m}}-R_{A}

RA la resistenza del circuito amperometrico.

Il metodo voltamperometrico consente la misura di resistenza dai centesimi ad alcune decine di migliaia di ohm; conoscendo l’ordine di grandezza della resistenza da misurare si potrà stabilire la scelta delle apparecchiature, diversamente si dovrà dapprima eseguire una misura grossolana applicando una piccola tensione, e con strumenti di larga portata, per poi affinare la misura e relative portate degli strumenti, considerando per valori di resistenze piccole anche le possibili resistenze di contatto di inserzione degli strumenti.
Quindi,come si è visto, questo metodo fornisce una precisione abbastanza elevata, ma allo stesso tempo risulta poco pratico in campo elettrico/nico in cui si richiede una rapidità di misura su componenti (resistori-semiconduttori-continuità elettrica etc ) che presentano in genere tolleranze tali da non richiedere strumentazione di elevata precisione; per questo motivo ben si adatta allo scopo l’ohmmetro, o meglio il multimetro in funzione di ohmmetro, che offre una misura diretta e di facile e rapida lettura del valore espresso in ohm.

ora un po’ di teoria sull’ohmmetro…

Lo schema di principio di un ohmmetro può essere il seguente:


Formato da un generatore di tensione continua U, da un microamperometro ed una resistenza R, nei morsetti A e B è collegata la resistenza in misura RX .
In assenza della resistenza in misura, se i morsetti A e B vengono cortocircuitati nello strumento circolerà una intensità di corrente di corto circuito Icc pari a: I_{cc}=  \frac{U}{R+r_{s}}

Corrente che coincide con quella di fondo scala dello strumento e con rs resistenza interna del microamperometro.
Nel momento in cui fra i morsetti A e B si inserisce un resistore incognito RX l’intensità di corrente diminuisce del valore
I_{cc}=  \frac{U}{R+r_{s}+R_{X} }
Pertanto l’intensità di corrente che circola nel circuito,quindi nel microamperometro varia in maniera inversa al variare della resistenza inserita fra i morsetti A e B, per cui la scala del microamperometro potrà essere direttamente tarata in ohm,fornendo così direttamente il valore della RX, seppur non essendo immediata la taratura in ohm della scala, eseguendolo per punti secondo il criterio:

- quando Rx = 0 e I = Icc l’indice va a fondo scala,
- quando R_{x}=\infty e I = 0 l’indice resta nella posizione iniziale,

- quando R _{x}=\frac{R+r_{s}}{2} si ottiene

I=\frac{2}{3}\cdot \frac{U}{R+r_{s}}= \frac{2}{3}I_{cc}
- quando Rx = R + rs si ottiene

 I=\frac{U}{2(R+r_{s})}=  \frac{I_{cc}}{2}
-quando R_{X}=2\left ( R+r_{S} \right ) si ottiene

 I= \frac{U}{3\left ( R+r_{S} \right )}= \frac{I_{cc}}{3}
e così di seguito ottenendo una scala del tipo

dove per confronto sono riportate la scala della corrente e quella della resistenza; si può notare che sono invertite l’una rispetto all’altra: il massimo valore di corrente (Icc) corrisponde al valore minimo di resistenza e viceversa con I=0 corrisponde R_{X}=\propto
Il campo di valori di resistenza apprezzabili in maniera ottimale con un ohmmetro è in genere limitato tra i seguenti valori:
0,1\left (R+r_{S} \right )< R_{X}< 10\left ( R+r_{S} \right )

Da notare che la scala dell’ohmmetro seppure vada da zero ad infinito il valore central si ha sempre allorchè Rx = R + rs per cui modificando il valore di R si ottiene una diversa distribuzione dei valori apprezzabili sulla scala,pertanto il parametro che definisce la portata di un ohmmetro non è il valore di fondoscala come per i voltmetri ed amperometri, ma quello di centro scala.

Di seguito lo schema di principio di un ohmetro a più portate,mediante divere boccole, attraverso le quali si inseriscono diversi valori di R ottenendo così la scala per valori di kΩ e centinaia di kΩ.

e similmente lo schema del Supertester ICE680G in funzione ohmetro:

azzeramento dello strumento:

la tensione di alimentazione (U) per il funzionamento dell’ohmmetro è fornita da una pila, che può nel tempo subire modifiche, con conseguente variazione della tensione fornita e relativa alterazione della indicazione fornita dallo strumento. Per prevenire queste possibili variazioni della tensione di alimentazione si utilizza un sistema di azzeramento, consigliabile prima di ogni misura, e realizzato attraverso un potenziometro come di seguito indicato:


l’azzeramento avviene cortocircuitando i due puntali, in portata ohm più bassa, ed agendo sulla rotellina di azzeramento relativa al potenziometro (R2) fin quando l’indice del microamperometro si porta a fondo scala……come già visto nella prima esposizione sul multimetro analogico

ed ora in pratica ….

La misura della resistenza di un componente elettronico, o di un ramo di circuito elettrico con un multimetro analogico, si realizza dapprima selezionando la funzione di misura della resistenza indicata appunto dal simbolo della stessa unità di misura Ω, attraverso una corretta combinazione delle boccole in cui inserire i puntali come nel caso del supertester ICE680G o attraverso il selettore di funzione,a seconda del tipo di multimetro.
Una volta predisposto il multimetro per la misura si dovranno adoperare alcuni importanti accorgimenti:

- in primis NON ESEGUIRE MISURE SU CIRCUITI E/O COMPONENTI SOTTO TENSIONE !

- essere certi che il componente o parte di circuito in misura non sia percorso da intensità di corrente: rischio elettrico per l’operatore, e conseguente danneggiamento dello strumento se il circuito ohmmetrico fosse messo sotto tensione,
- utilizzare i puntali in maniera corretta,ovvero avendo l’accortezza di non trattenere fra le mani i puntali ed i reofori del componente durante la misura, perché il valore resistivo dell’operatore che esegue la misura verrebbe letto in derivazione a quello del componente sotto misura falsandone l’indicazione,

- misurare i componenti dissaldati dal circuito stampato, o almeno uno dei due reofori dissaldati nel caso di un resistore o condensatore, o due terminali se si tratta di un bjt,

a questo punto prima di iniziare una misura, si dovrà portare l’ohmmetro nella portata più bassa, e cortocircuitando i puntali, si porterà l’indice sino al fondo scala agendo sul potenziometro di azzeramento, così da avere lo strumento azzerato ed una lettura più accurata.


Ai fini della misura si dovrà iniziare con una portata maggiore non conoscendo l’ordine di grandezza della resistenza da misurare, sino a scendere ad una portata che renda la lettura diretta del valore in maniera più precisa. Nel misura rappresentata in foto,il valore del resistore si evince attraverso la lettura del codice Retma:

ovvero i colori : Rosso-Grigio-Marrone corrispondono ad un valore di 280Ω pertanto la portata di \Omega \times 10 risulta idonea per apprezzare il valore di resistenza del resistore:

misura resistore.jpg

misura resistore.jpg

per la verifica della giunzione di un semiconduttore, o di un transistor con l'ohmmetro si rimanda alle indicazioni presenti in questa esposizione:
verifica del bjt

Seppur l'esposizione dovrebbe continuare,interessando altre possibili misure eseguibili con il multimetro analogico ICE680G come quella di resistenza in corrente alternata,bassissimi valori di resistenza in corrente continua,misure di reattanza,misure di capacità,misure di frequenza,e misure dei decibels, rimando per queste alla lettura del completo manuale di istruzioni dello stesso multimetro,reperibile al link postato in seguito.

Rimango disponibile per eventuali correzzioni e/o miglioramenti della/e esposizioni sino ora realizzate.
Un grazie a tutti coloro che hanno apprezzato. mir

Riferimenti

6

Commenti e note

Inserisci un commento

di ,

Rispondi

di ,

Grandioso!

Rispondi

di ,

Grazie a te carlomariamanenti per l'apprezzamento.

Rispondi

di ,

Grazie per questo mirabolante lavorò ;-)

Rispondi

di ,

Grazie sebago per l'apprezzamento,Sei troppo gentile.

Rispondi

di ,

Sempre magico mir

Rispondi

Inserisci un commento

Per inserire commenti è necessario iscriversi ad ElectroYou. Se sei già iscritto, effettua il login.