Um medidor de resistência de quatro fios é comprado por uma razão: o número no display tem de pertencer à peça, e não aos cabos. Todos os instrumentos deste grupo usam o mesmo método para chegar lá. O que os separa é até onde chegam por baixo e por cima, quanta corrente conseguem impor e como o resultado sai da caixa.
Visão geral do produto
Todos estes são medidores de bancada de um canal, com sinal de ensaio CC e tomada de quatro terminais. Os modelos de entrada leem de 10 µΩ a 20 kΩ com 0,1 % em um display de LED verde; os modelos de precisão chegam de 0,01 µΩ a 2,4 GΩ com 0,006 % em um display colorido de 6½ dígitos. Entre esses extremos ficam as famílias compactas de LCD, que são as normalmente especificadas para uma bancada de triagem.
As diferenças que importam para um comprador são menores do que o número de modelos sugere. A corrente de ensaio vai de 100 µA nas unidades de entrada a 10 A nos modelos de resistência ultrabaixa. A triagem vai de um comparador de três níveis, aprovado, acima e abaixo, a quatorze faixas. As interfaces vão de nenhuma em dois modelos de entrada a RS232, RS485, USB host e porta de handler nas unidades de precisão.
Como funciona o medidor de resistência de quatro fios
Uma corrente é imposta à peça pelo par de excitação, HD e LD. A tensão que essa corrente desenvolve sobre a peça é sensorada por um segundo par, HS e LS, que não conduz corrente apreciável. Como o par de sensoriamento não consome nada, a resistência dos cabos e das garras nunca aparece na tensão medida, e o medidor pode calcular diretamente a resistência da peça.
É também por isso que estes instrumentos podem ser usados sem zeragem. O desvio que uma medição de dois fios mostraria como piso não está no circuito de sensoriamento desde o início; o desvio interno restante é cancelado em hardware, de modo que uma garra em curto lê em zero ou perto dele. A zeragem por curto-circuito em toda a faixa continua disponível como verificação, e não como etapa de rotina.
Faixa e corrente estão amarradas. Um medidor resolve micro-ohms impondo ampères pela peça e lendo os milivolts resultantes; resolve megaohms baixando para microampères, para que a tensão permaneça dentro da faixa de entrada. Selecionar uma faixa, portanto, seleciona uma corrente, e é por isso que as faixas baixas trazem a corrente mais alta e que uma peça que não suporta essa corrente precisa do modo de baixa potência.
Um comparador compara cada leitura com limites armazenados e aciona um relé, uma linha de handler ou uma lâmpada. Nas famílias com várias faixas, a leitura é graduada, e não apenas aprovada ou rejeitada.
Como escolher o medidor de resistência de quatro fios
Comece pelo fundo da janela de resistência. Abaixo de cerca de 100 µΩ as famílias de 1 A ficam sem dígitos e os modelos de 10 A são a razão para subir; entre 1 mΩ e 2 Ω quase qualquer família do grupo serve; acima de 200 kΩ apenas os modelos de faixa ampla são relevantes.
Depois, tome o topo da janela. Um medidor que para em 20 kΩ não verifica um enrolamento de transformador ou um trecho de cabo, e um medidor que chega a 2,4 GΩ é mais do que a tarefa exige se toda peça é um contato de conector.
Depois, a exatidão que o desenho ou a norma exige. A dispersão dentro deste grupo é de cerca de quinze vezes, de 0,1 % a 0,006 %, e é o que mais diferencia os modelos depois da faixa.
Depois, a interface. Uma bancada que lê o valor a olho não precisa de nada além do display e da lâmpada de aprovado. Uma bancada que registra precisa de RS232 ou USB host. Uma linha que classifica precisa da porta de handler ou de PLC, e um CLP que fala MODBUS precisa da família que o declara. Uma família acrescenta um modo de 2 ms, que só importa se um handler estiver se movendo mais rápido do que cerca de trinta peças por segundo.
Por fim, se a peça tolera a corrente de ensaio. Fio de enrolamento, resistores de filme fino e termistores pequenos são os casos usuais do modo de baixa potência, em que a tensão de circuito aberto é mantida em 60 mV ou menos.
Envie a peça, os dois extremos da janela de resistência, o desenho do dispositivo de ensaio e a interface que a linha usa, e a família se reduz a um ou dois modelos.
Limites de medição e critérios de seleção
Estes são instrumentos de resistência CC. Eles não medem indutância nem capacitância, e em um enrolamento a leitura é apenas a resistência do cobre; uma ponte é o instrumento correto quando a parte reativa importa.
No fundo da faixa, o inimigo é a FEM térmica. Uma junção de dois metais diferentes gera alguns microvolts, o que em 0,01 µΩ e 10 A é pequeno, mas em 1 A não é. As famílias que listam cancelamento de FEM térmica, ou um modo de baixa potência, são as que devem ser especificadas quando a leitura tem de se manter no último dígito.
A corrente de ensaio aquece a peça. Uma medição de 10 A em um contato pequeno desloca a sua resistência durante a leitura, e repetir a medição dará um número diferente a cada vez. Corrente alta é para juntas pesadas, e não para peças finas.
Quatro terminais retiram a resistência dos cabos, e não um contato ruim na garra. Uma garra suja ou frouxa acrescenta ruído que se parece com uma peça instável, e é por isso que várias famílias oferecem uma verificação de contato.
No topo da faixa, o limite é o tempo de estabilização, e não a resolução. Uma peça de 2 MΩ ou de 100 MΩ com um cabo blindado se comporta como um pequeno capacitor, e a leitura precisa de um instante para se estabilizar; as velocidades rápidas declaradas se aplicam às faixas baixas.
Nenhum destes instrumentos varre múltiplos pontos. Onde um dispositivo mantém uma fileira de peças que precisam ser medidas em sequência, um scanner é o instrumento adequado, e um medidor de um canal só fará o trabalho uma garra de cada vez.
Todos os valores abaixo vêm da documentação de origem. Quando um parâmetro não consta no material disponível, ele aparece marcado como Informação necessária, e não estimado.
