Como funciona um multímetro digital?
Os multímetros digitais (DMMs) são ferramentas úteis usadas por pessoas que trabalham com sistemas elétricos, estejam consertando as coisas em casa ou lidando com configurações elétricas maiores nas fábricas.Esses dispositivos são usados para medir coisas como tensão (a força empurrando eletricidade através de um fio), corrente (quanta eletricidade está fluindo) e resistência (quão difícil é para o fluxo de eletricidade).Comparados aos multímetros analógicos mais antigos com agulha e mostrador, os DMMs são mais precisos e oferecem mais recursos graças à sua tecnologia digital.Esteja você tentando corrigir um problema em um circuito ou verificar se um fio estiver conectado corretamente, aprender como um DMM funciona o ajudará a usá -lo de maneira correta e segura.Catálogo
Figura 1: Multímetro digital
Introdução aos multímetros digitais
Os multímetros digitais (DMMs) são amplamente utilizados em uma variedade de tarefas elétricas e eletrônicas, variando de circuitos domésticos simples a sistemas industriais mais complicados.Ao contrário dos modelos analógicos mais antigos, que possuem agulha e mostrador, os DMMs usam a tecnologia digital para oferecer melhor precisão e mais recursos.Esses dispositivos medem três propriedades elétricas principais:
• Tensão (volts, V): A força que empurra a corrente elétrica através de um circuito.
• atual (amperes, a): A quantidade de carga elétrica que flui através de um fio ou condutor.
• Resistência (ohms, ω): Quanto material ou componente resiste ao fluxo de eletricidade.
Dependendo do modelo, os DMMs também podem medir outras coisas como capacitância (quanto cobrança algo pode armazenar), temperatura, frequência (com que frequência um sinal elétrico se repete) e continuidade (se um circuito está completo e a eletricidade pode fluir através dele).
Componentes e funções principais de um multímetro digital (DMM)
Os multímetros digitais (DMMs) são ferramentas que ajudam a medir quantidades elétricas, como tensão, corrente e resistência.Diferentes partes de um DMM trabalham juntas para garantir que ele forneça leituras precisas.A compreensão dessas peças facilita o uso do dispositivo corretamente.Vamos quebrar algumas das partes mais básicas e como elas funcionam.
Analógico à conversão digital (ADC)
Figura 2: Medição digital de medição DC e tensão CA
No núcleo de cada DMM, há um componente chamado conversor analógico-digital (ADC).Esta parte altera os sinais elétricos contínuos (como tensão ou corrente) em números que aparecem na tela.Um tipo comum de ADC usado no DMMS é chamado de registro de aproximação sucessivo (SAR).
O SAR ADC funciona gradualmente restringindo a tensão de entrada até encontrar o número correto para representar o sinal elétrico.Faz isso pela primeira "amostragem" ou captura a tensão e depois mantendo esse valor estável enquanto converte -o em um número digital.Os detalhes e a precisão desse processo dependem da resolução do ADC, que geralmente é medida em bits.Um DMM típico tem uma resolução de 16 bits, que oferece um bom equilíbrio entre velocidade e precisão.Resoluções mais altas permitem leituras mais detalhadas, mas podem levar mais tempo, enquanto as resoluções mais baixas fornecem resultados mais rápidos, mas podem perder alterações menores no sinal.
Precisão e resolução da medição
A precisão é o quão perto a leitura do DMM está do valor real do sinal.Por exemplo, se você estiver medindo uma tensão de 5,00 volts, um DMM preciso mostrará um resultado quase o mesmo que 5,00 volts.
A resolução, por outro lado, é a menor alteração que o DMM pode notar.Se um DMM tiver uma resolução de 0,01 volts, significa que o dispositivo pode detectar alterações tão pequenas quanto um centésimo de um volt.Isso é útil quando você precisa ver alterações muito pequenas no sinal.
Alguns DMMs avançados incluem recursos como buffer e média para melhorar seu desempenho.O buffer ajuda a manter o sinal constante, enquanto a média leva várias leituras e suaviza o resultado.Isso reduz pequenas alterações indesejadas nas leituras causadas por ruído elétrico ou interferência.Ao calcular a média dos dados, o DMM fornece um resultado mais estável, facilitando a confiança do valor exibido.
Exibir e interface
A tela é a parte do DMM que mostra as leituras.A maioria dos DMMs usa uma tela de cristal líquido (LCD) para mostrar os números para tensão, corrente ou resistência.Uma exibição clara é muito útil, especialmente quando trabalha em ambientes fracos ou movimentados.Alguns DMMs vêm com uma tela retroiluminada, o que facilita a leitura dos números em condições de pouca luz.
Junto com os números, muitos displays DMM também mostram símbolos para que você saiba em que modo o dispositivo está. Por exemplo, a tela pode mostrar um símbolo para testar a continuidade (para verificar se existe um caminho completo para a eletricidade fluir) ou paraTestando diodos (para verificar se um diodo está funcionando corretamente).Esses símbolos facilitam o uso do DMM sem precisar procurar o que cada configuração faz.Alguns DMMs também possuem botões ou mostradores extras que permitem alternar entre diferentes modos e intervalos, tornando a ferramenta mais flexível e mais fácil de usar.
Capacidades de medição de um DMM
Um multímetro digital (DMM) é uma ferramenta útil que pode medir diferentes valores elétricos, como tensão, corrente e resistência.Saber como usá -lo corretamente o ajudará a obter leituras precisas e proteger o dispositivo e o circuito em que você está trabalhando.
Medições de tensão
Figura 3: conexão adequada dos cabos de teste para medir a tensão CC com um multímetro digital
Um DMM pode medir as tensões de corrente direta (DC) e corrente alternada (AC).Para medir a tensão CC, insira o chumbo de teste vermelho na porta Vω e o chumbo de teste preto na porta COM.Para a tensão CA, o processo é o mesmo, mas o medidor se ajustará automaticamente para ler os sinais CA, que mudam de direção.Muitos DMMs modernos têm um recurso que detecta automaticamente a polaridade de um circuito CC.Isso significa que você não precisa se preocupar em conectar os cabos ao lado positivo ou negativo correto - o medidor fará isso por você.
Ao medir tensões mais altas, o DMM usa circuitos internos especiais para diminuir a tensão para um nível que seu sensor pode medir com segurança.Se você estiver usando um DMM que exige que você selecione o intervalo manualmente, escolha o intervalo certo para a tensão que você está testando.Se você escolher um intervalo muito baixo, poderá sobrecarregar o dispositivo, levando a leituras ou danos incorretos.
Medições atuais
Figura 4: conexão adequada de um multímetro digital em série para medir a corrente
A corrente de medição com um DMM é um pouco mais complexa do que a tensão de medição.Para medir a corrente, você deve quebrar o circuito e conectar o medidor em série, o que significa que a corrente deve fluir através do DMM.O medidor verifica a corrente olhando para a queda de tensão em um resistor embutido.
Esse método de medição de corrente é mais arriscado que as medições de tensão, porque a configuração inadequada pode danificar o medidor ou soprar seu fusível.A maioria dos DMMs tem fusíveis para protegê-los de muita corrente, mas ainda é uma boa idéia verificar se tudo está configurado corretamente antes de fazer uma medição.Sempre verifique se a corrente esperada está dentro do limite do medidor e não deixe o medidor no modo atual ao alternar para outros testes.Esquecer de trocar os modos pode facilmente explodir um fusível quando você tenta medir algo como tensão ou resistência posteriormente.
Medições de resistência
As medições de resistência com um DMM são bastante fáceis.O medidor envia uma pequena quantidade de corrente através do resistor e verifica a queda de tensão resultante para calcular a resistência.Verifique se o circuito está desligado e não tem energia antes de medir a resistência.Se ainda houver energia no circuito, você poderá danificar o DMM ou obter uma leitura imprecisa.
Ao medir a resistência, a temperatura do resistor ou a presença de outros componentes no circuito podem afetar a leitura.Para resultados precisos, geralmente é melhor medir resistores separadamente, fora do circuito.
Teste de continuidade
Figura 5: Executando um teste de continuidade com um multímetro digital
O teste de continuidade é uma maneira rápida de ver se um circuito ou um componente tem um caminho ininterrupto para a corrente fluir.Nesse modo, o DMM faz um som se o caminho estiver completo, o que é chamado de continuidade.Esse recurso é especialmente útil ao verificar coisas como fusíveis, interruptores ou fios, pois você pode ouvir o resultado em vez de ter que assistir à tela.O som indica imediatamente se a conexão for boa, ajudando você a encontrar conexões quebradas ou com defeito mais rapidamente.
Teste de diodo
No modo de teste de diodo, o DMM aplica uma pequena tensão ao diodo e verifica quanta tensão cai nele.Um diodo de trabalho geralmente mostra uma tensão direta entre 0,5V e 0,7V, dependendo do seu tipo.Ao testar um diodo ao contrário, o DMM deve exibir uma sobrecarga (OL), o que significa que não há fluxos de corrente, o que é normal para um diodo de trabalho adequado no viés reverso.
O teste de diodo é uma maneira melhor de verificar se um diodo funciona corretamente do que usar uma verificação de resistência padrão.Ele fornece informações mais específicas sobre o comportamento do diodo quando os fluxos de corrente na direção direta.
Recursos avançados de multímetros digitais
Os multímetros digitais (DMMs) são ferramentas úteis para profissionais e entusiastas que trabalham com sistemas elétricos.Alguns DMMs vêm com recursos avançados que os tornam ainda mais úteis para encontrar e corrigir problemas em circuitos elétricos.Veja mais de perto alguns desses recursos, explicados em linguagem mais simples:
Vs Vs Manual
Figura 6: Multímetro digital de variação automática vs
Uma diferença entre os multímetros digitais é se eles são de variação automática ou de manipulação manual.Um DMM de variação automática escolhe automaticamente o intervalo correto para medir coisas como tensão, corrente ou resistência.Isso facilita o uso, pois você não precisa saber o valor exato de antemão.Isso economiza tempo e reduz a chance de erros, especialmente se você não tiver certeza do que está medindo.Por outro lado, um DMM de alcance manual exige que você escolha o alcance.Isso oferece mais controle e é útil se você já tiver uma idéia do alcance de esperar.Também pode lhe dar uma melhor noção do que está acontecendo quando o valor que você está medindo for maior ou menor do que o esperado.
Verdadeiras medições RMS
As medições verdadeiras de RMS (raiz média do quadrado) são úteis quando você está trabalhando com sinais de CA (corrente alternada), especialmente quando os sinais não são suaves.Um verdadeiro RMS DMM pode medir com precisão a tensão ou a corrente CA, mesmo quando o sinal não é uma onda perfeita, como uma onda quadrada ou irregular.DMMs regulares que não têm RMS verdadeiros assumem que o sinal é sempre uma onda suave, o que pode levar a erros - às vezes até 40% de desconto.O uso de um medidor RMS verdadeiro ajuda a obter leituras corretas ao lidar com formas de onda mais complicadas ou desiguais, que são comuns em dispositivos eletrônicos modernos.
Funções de Hold Hold e Min/Max
O recurso de retenção de pico captura o valor mais alto que um sinal atinge enquanto você está medindo.Isso é útil para rastrear picos rápidos e temporários na corrente, como a explosão de corrente que acontece quando um dispositivo é ligado pela primeira vez.O recurso Min/Max mantém o controle dos valores mais baixos e mais altos durante a sua medição, para que você possa ver quanto um sinal está mudando com o tempo.Esses recursos são úteis quando você está tentando monitorar as alterações em um circuito, como quedas na tensão ou aumentos repentinos na corrente, sem precisar assistir constantemente ao monitor.
Os dados mantêm e o modo relativo
A função de retenção de dados permite congelar a leitura atual na tela, o que é útil quando você está em uma situação em que é difícil ver o multímetro ou acompanhar o que você está medindo.Dessa forma, você não perde uma leitura quando é difícil visualizar a tela.O modo relativo permite definir um valor de linha de base, para que você possa comparar leituras futuras com esse ponto de referência.Esse recurso é especialmente útil para detectar pequenas diferenças, como pequenas alterações na tensão ou resistência, o que pode apontar para um problema ou desgaste gradual em uma parte do circuito.
Medição de frequência e capacitância
Alguns multímetros digitais também podem medir a frequência e a capacitância.A frequência é medida em Hertz (Hz) e é útil ao verificar os circuitos que são executados na corrente alternada, como motores ou geradores.A frequência de medição ajuda a descobrir se o sistema está funcionando na velocidade certa ou se algo está errado.A capacitância é medida em Farads (F) e é útil ao trabalhar com capacitores, que armazenam energia elétrica.Uma medição de capacitância ajuda a verificar se um capacitor ainda está funcionando corretamente ou se está desgastado, o que pode afetar o desempenho de um circuito.Os capacitores são encontrados em muitos circuitos e desempenham um papel importante na regulação de sinais de tensão ou filtragem.
Uso prático de um DMM
Segurança multímetro
A segurança é muito importante ao usar um multímetro digital (DMM).Antes de usá -lo, sempre verifique a classificação da categoria (CAT) do dispositivo.A Comissão Internacional Eletrotécnica (IEC) criou quatro categorias que descrevem a quantidade de energia elétrica e tensão que um DMM pode suportar sem arriscar danos ou lesões:
• gato i: Usado para circuitos com baixa energia, como os encontrados em eletrônicos ou dispositivos pequenos.
• Cat II: Isto é para dispositivos domésticos ou ferramentas portáteis conectadas a tomadas elétricas padrão, onde o risco de tensões mais altas é menor, mas ainda existe.
• CAT III: Projetado para sistemas elétricos dentro de edifícios, como fiação em paredes, painéis elétricos e equipamentos industriais.Esses sistemas estão diretamente conectados à rede de distribuição elétrica e podem experimentar picos de tensão.
• Cat IV: Abrange áreas com níveis mais altos de energia, como linhas de energia aérea ou serviços de utilidade subterrânea, onde a eletricidade entra em um edifício.Esses sistemas podem ter surtos de energia muito mais fortes do que categorias mais baixas.
O uso de um DMM fora da categoria nominal é inseguro e pode levar a lesões ou danos no equipamento, porque o medidor pode não ser capaz de lidar com níveis mais altos de energia do que foi feito.Além disso, verifique sempre se os leads de teste estão adequadamente conectados às portas de entrada corretas antes de fazer medidas.Conexões incorretas podem levar a leituras imprecisas ou danificar o medidor.
Medição de tensão e corrente com segurança
Ao medir a tensão, sempre conecte o chumbo preto (negativo) ao fio do solo ou neutro primeiro e depois conecte o chumbo vermelho (positivo) ao fio vivo.Isso reduz o risco de choque porque o medidor não está conectado à parte ao vivo do circuito imediatamente.Se você estiver trabalhando com maior tensão, esse método também ajuda a mantê -lo mais seguro, reduzindo a exposição à parte viva do circuito.
Para medir a corrente, um medidor de grampo geralmente é a melhor ferramenta.Um medidor de grampo mede a corrente detectando o campo magnético criado pelo fluxo de eletricidade em um fio.Para obter uma leitura precisa, prenda apenas um fio - o fio vivo ou neutro.Se você prender os fios vivos e neutros ao mesmo tempo, a leitura será zero porque os campos magnéticos dos dois fios se cancelam.Para obter uma medição correta, você precisa medir apenas um fio.
Conclusão
Os multímetros digitais são ferramentas úteis para quem trabalha com eletricidade, ajudando você a medir a tensão, a corrente, a resistência e outros valores com precisão.Ao entender as partes básicas do multímetro, como como ele converte sinais em números e como ler a tela, você pode garantir que está usando da maneira certa.Esteja você testando para ver se um circuito está funcionando, medindo a quantidade de corrente fluindo ou usando recursos especiais como RMS verdadeiro (que fornece leituras mais precisas para sinais de CA), aprender a usar um DMM facilitará seu trabalho mais fácil e seguro.Com a prática, você poderá confiar com confiança no seu multímetro digital para lidar com tarefas elétricas simples e mais desafiadoras.
Perguntas frequentes [FAQ]
1. Como funciona um medidor de corrente digital?
Um medidor de corrente digital mede o fluxo de corrente elétrica em um circuito.Faz isso detectando a queda de pequena tensão em um resistor conectado no circuito.O medidor pega esse sinal de tensão, converte -o em um número usando componentes eletrônicos e mostra o resultado em uma tela como a leitura atual.
2. Qual é o princípio de funcionamento de um multímetro digital?
Um multímetro digital funciona medindo diferentes valores elétricos, como tensão, corrente ou resistência, dependendo da configuração.Ele usa circuitos internos para fazer essas medições e depois as transforma em números que podem ser mostrados na tela.O usuário escolhe a configuração com base no que deseja medir.
3. Como um multímetro digital é usado?
Para usar um multímetro digital, você primeiro escolhe o que deseja medir (tensão, corrente ou resistência) girando o mostrador para a configuração correta.Em seguida, você conecta os fios de teste à parte do circuito ou dispositivo que deseja verificar.Uma vez conectado, o medidor mostrará o valor do que você está medindo na tela.Certifique -se de selecionar a configuração e o alcance corretos para evitar erros ou danificar o medidor.
4. Quão preciso é um multímetro digital?
A precisão de um multímetro digital depende do modelo e da qualidade.Muitos modelos básicos fornecem leituras de cerca de 0,5% a 1% próximas ao valor real.Modelos mais avançados podem fornecer leituras ainda mais precisas, às vezes tão próximas quanto 0,01%.Sempre verifique o manual do usuário para saber a precisão exata do seu dispositivo.
5. Como usar um multímetro digital para verificar a tensão?
Para verificar a tensão com um multímetro digital, primeiro gire o mostrador para a configuração de tensão (certifique -se de escolher CA ou CC, dependendo do que você está medindo).Conecte o fio preto na porta "com" e o fio vermelho na porta rotulada com um "V" para tensão.Em seguida, toque no fio preto no ponto negativo e no fio vermelho até o ponto positivo no circuito.O multímetro mostrará a tensão na tela.Certifique -se de manusear os fios corretamente para evitar erros ou circuitos curtos.