Multímetro digital de bancada

Um multímetro de bancada conquista o seu lugar por ser o instrumento com o qual os outros instrumentos são conferidos, ou por ser aquele que opera sem supervisão durante uma semana. Esses são requisitos diferentes, e esta linha os separa pela resolução, e não pelas funções.

Visão geral do produto

São sete códigos em três classes. Os modelos de quatro dígitos e meio são os instrumentos de produção: rápidos, simples, com um display duplo que mostra duas grandezas ao mesmo tempo. Os modelos de cinco dígitos e meio acrescentam resolução, resistência de quatro fios e, em um modelo, display colorido. O modelo de seis dígitos e meio é o instrumento de referência, com visões gráficas e a resolução mais estreita de que uma bancada de calibração precisa.

Todos compartilham um corpo de bancada com painel de entrada frontal, entrada de rede e porta de comunicação na traseira. Os modelos com VFD trazem um display duplo verde; os modelos coloridos trazem um LCD único com um menu que pode ser configurado em inglês.

As funções são as que uma bancada realmente usa: tensão e corrente nas duas formas, resistência em dois e em quatro fios, frequência e período, continuidade e diodo. As funções matemáticas, como porcentagem, dB, dBm e offset relativo, ficam nas mesmas teclas.

Como o instrumento mede

A entrada é colocada na faixa, amplificada e então digitalizada por um conversor de integração. A integração é o que rejeita o ruído da rede: a janela de conversão é escolhida para que um número inteiro de ciclos da rede caiba nela, e a interferência se anula em média em vez de ser amostrada para dentro do resultado.

As grandezas alternadas passam por um conversor de RMS verdadeiro, que eleva o sinal ao quadrado, calcula a média e extrai a raiz quadrada. É por isso que a leitura segue o efeito térmico de uma forma de onda distorcida, e não a média dos seus semiciclos, e é por isso que a largura de banda declarada importa: fora dela, o conversor deixa de seguir a entrada.

A resistência é medida forçando uma corrente conhecida e lendo a tensão resultante. No modo de dois fios, os mesmos cabos conduzem as duas coisas, de modo que a resistência deles entra no resultado. No modo de quatro fios, um par de sensoriamento separado capta a tensão diretamente no componente, e a resistência dos cabos sai do resultado, que é a única forma de medir com sentido um resistor de baixo valor em uma bancada.

A função de comparação transforma a leitura em uma decisão: limites superior e inferior são inseridos, e o instrumento indica aprovado ou reprovado com um alarme sonoro. É isso que permite operá-lo como posto de triagem sem computador.

Como selecionar o modelo certo

Comece pela tolerância. A quantidade de dígitos deve ser um passo melhor do que a tolerância que se quer julgar, de modo que a incerteza do próprio instrumento seja uma parte pequena da decisão, e não uma parte grande. Todo o resto decorre disso.

Depois, a interface. Uma bancada autônoma não precisa de nada além do painel frontal. Uma bancada que faz parte de um sistema automatizado precisa da porta que o seu software já usa, e o GPIB não está instalado em todos os modelos desta linha.

Depois, o trabalho com resistência. Se a menor resistência a medir é comparável à resistência dos cabos, o modo de quatro fios é necessário, e isso decide entre os modelos inferiores e superiores da linha.

Depois, o display. O VFD duplo é mais rápido de ler quando duas grandezas importam ao mesmo tempo; o LCD colorido é mais fácil quando o instrumento é configurado uma vez e deixado em operação, e ele traz as visões gráficas no modelo de seis dígitos e meio.

Por fim, o ambiente. Uma bancada de produção que nunca é desligada e um laboratório de calibração com temperatura controlada impõem exigências diferentes ao instrumento, e o intervalo de calibração deve ser acordado no momento do pedido, e não suposto.

Limites de medição e critérios de seleção

Resolução não é exatidão. A quantidade de dígitos informa com que fineza o instrumento mostra um valor; a incerteza de um ano informa o quanto esse valor pode estar distante do verdadeiro, e os dois são declarados separadamente por uma razão. Um display de seis dígitos e meio com uma incerteza ampla é um número errado com aparência de exatidão.

As incertezas são declaradas como uma porcentagem da leitura mais uma porcentagem da faixa, e o segundo termo domina no fundo de uma faixa. Medir um sinal pequeno em uma faixa alta, portanto, perde a maior parte da exatidão de que o instrumento é capaz. A troca manual de faixa, ou a escolha da faixa que coloca a leitura perto da escala plena, é o que a recupera.

A largura de banda é um limite que não se anuncia. Uma leitura CA só é de RMS verdadeiro dentro da largura de banda declarada; acima dela, a leitura cai sem indicação de erro, de modo que uma forma de onda chaveada medida em um instrumento de 100 kHz pode ler baixo e parecer estável.

A resistência de quatro fios remove a resistência dos cabos, mas não a força eletromotriz térmica. Onde metais diferentes se encontram nos terminais, uma pequena tensão térmica se soma à leitura, e o remédio usual é medir nas duas polaridades e calcular a média, ou usar a compensação de offset do instrumento.

Por fim, os terminais de entrada têm uma tensão nominal e a placa de identificação traz uma categoria CAT. Nenhuma das duas deve ser lida como permissão para conectar o instrumento a um circuito de distribuição; um multímetro de bancada é um instrumento de laboratório, e medições em instalações energizadas pertencem a um instrumento projetado para essa categoria.