Il Multimetro, chiamato comunemente Tester, è lo strumento principale usato in elettrotecnica e elettronica per la misura delle comuni grandezze elettriche quali tensione, corrente e resistenza.
Esistono vari tipi di multimetri, dai più vecchi analogici (a sinistra) a quelli più recenti digitali (al centro e a destra)Tipi di multimetri
Gli strumenti attuali possono fare anche altre misure quali la temperatura, la frequenza, la verifica dei transistor, ecc...
La principale differenza tra i multimetri analogici e quelli digitali è nella semplicità d'uso di questi ultimi. Semplicità nell'utilizzo e nella sicurezza dello strumento. Infatti i multimetri analogici sono facilmente soggetti a guasti nel caso di errore nella selezione della misura. I recenti strumenti digitali sono protetti verso molti errori di misura. Ad esempio se lo strumento analogico viene impostato per leggere la resistenza (ohm) e per sbaglio cerco di leggere una tensione, quasi sicuramente lo strumento si guasta. Nel migliore dei casi si brucia il fusibile interno, nei casi peggiori va mandato in assistenza per la riparazione.
Attenzione, prestare sempre attenzione a quello che si fa, bisogna sempre verificare quello che si sta facendo soprattutto se si lavora con la tensione di rete (230V).
Un altro svantaggio degli strumenti analogici era la bassa impedenza di ingresso. Questo vuol dire che, ad esempio, misurando la tensione su un circuito elettronico a basso voltaggio, la misura può modificare il circuito.
ATTENZIONE: La corrente è molto pericolosa e non si vede, quindi se non sai bene cosa stai facendo, EVITA di mettere mano ai circuiti elettrici. Comunque quando lavori su un impianto elettrico stacca sempre la corrente dall'interruttore generale sul contatore Enel.
In ogni caso non mi assumo nessuna responsabilità per eventuali inesattezze riportate, ogni modifica la fai a tuo rischio e pericolo.
Come si utilizza
Come dicevo il multimetro, dora in poi chiamato tester, può misurare almeno le 3 principali grandezze elettriche:
Differenza di potenziale o Tensione elettrica (V) misurata in Volt (V)
Se vuoi fare delle misure di prova su un circuito reale seguendo l'esempio, utilizza delle resistenze con valori diversi e una batteria, ad esempio da 9Volt o un vecchio alimentatore per cellulari.. Non fare esperimenti con la tensione di rete a 230V per nessun motivo soprattutto se sei agli inizi, è troppo pericoloso.
Tensione
La tensione indicata con il simbolo V si misura in Volt il cui simbolo è sempre una V. Per misurare la tensione è necessario collegare i puntali del tester in PARALLELO al componente interessato. Nel circuito seguente ci sono 4 tester (T1÷4) impostati come voltmetro, in parallelo ai 4 componenti presenti, ovvero: il generatore (o batteria) in corrente continua (G), e le 3 resistenze (R1÷3)Circuito con voltmetri
Da notare che le resistenze R2 e R3 sono in parallelo tra loro, quindi soggetti alla stessa tensione indipendentemente dal loro valore. Quindi i tester T3 e T4 mostreranno lo stesso valore.
Essendo il circuito di esempio in corrente continua, per avere un indicazione del valore di tensione positiva, i puntali rosso (+) e nero (-) vanno collegati esattamente come mostrato. In tutti i multimetri la boccola indicata con COM (in questo esempio, in altri tester potrebbe avere un nome differente), corrisponde al negativo e convenzionalmente si usa il cavo nero. L'altra boccola indicata con V Ω corrisponde al positivo e si usa il cavo rosso.
Invertire i cavi non provoca nessun danno, semplicemente si leggerà un valore di tensione negativo (con il segno meno).
Nel caso di misura di una corrente alternata invertire i puntali non fa alcuna differenza.
Corrente
L'intensità di corrente indicata con il simbolo I si misura in Ampere il cui simbolo è una A. Per misurare la corrente è necessario collegare i puntali del tester in SERIE al circuito di cui si vuole ottenere la misura. In questo caso il collegamento è il seguente con i multimetri impostati come amperometriCircuito con amperometri
Da notare che i tester T1 e T2 essendo in serie sullo stesso circuito misureranno la stessa corrente indipendentemente dal valore di R1. I tester T3 e T4 misureranno un valore inferiore che dipende dal valore della corrispondente resistenza R2 per T4 e R3 per T3.
Resistenza
La resistenza di un componente indicata con il simbolo R si misura in ohm il cui simbolo è Ω. Per misurare la resistenza è necessario prima di tutto isolare (scollegare) il componente dal circuito e collegare i puntali in parallelo al componente.circuito con ohmmetri
La resistenza deve essere staccata dal circuito perché se fosse in tensione il tester si danneggerebbe o, nel migliore dei casi, non riuscirebbe a misurane il valore corretto. Anche nel caso in cui il circuito non fosse in tensione, il valore mostrato non sarebbe corretto in quanto influenzato dalla resistenza degli altri componenti presenti nel circuito.
La resistenza non è un componente polarizzato, quindi non ha importanza il verso con cui si collegano i puntali.
Durante la misura della resistenza non tenere i puntali e la resistenza tra le dita altrimenti il valore sarebbe influenzato dalla resistenza del proprio corpo (alcuni MΩ).
Resistenza - Prova Diodi
Il tester impostato sulla misurazione della resistenza può essere usato anche per verificare il funzionamento dei diodi. Per questo funzionamento deve essere impostato con un valore di fondo scale di almeno 1kΩ (1000Ω). Essendo il diodo un componente polarizzato che permette il passaggio della corrente solo in un verso, possiamo sfruttare il positivo (rosso) e il negativo (nero) dei puntali del tester per verificare il componente prima in un senso e poi invertendo i puntali.Prova diodiSe il diodo funziona in un senso deve dare un valore di resistenza (ohm) piccolo, tendente a zero. In questo caso il puntale rosso (positivo) è collegato all'anodo (A) del diodo e il negativo (nero) al catodo (K). Nell'altro verso deve dare una misurazione elevatissima ovvero un circuito aperto (teoricamente resistenza infinita), senza passaggio di corrente.
Resistenza - Prova Transistor
La stessa tecnica può essere usata anche per verificare il funzionamento di un transistor, questo perché, a questo fine, può essere considerato come due diodi collegati in serie dove la base (B) è la parte comune. Per la precisione nel caso di un transistor di tipo NPN la base e in comune con i due anodi, mentre nel tipo PNP la base ha in comune i due catodiProva transistorPer la verifica andrà testato sia il "diodo equivalente" tra base (B) e collettore (C), sia quello tra base (B) ed emettitore (E).
Attenzione considerare i transistor come due diodi collegati è utile al solo fine di testarne il funzionamento, non rappresenta un modello reale su cui ci si può basare per comprenderne il funzionamento.
Resistenza - Prova Condensatori
Sempre con la funzionalità ohmmetro, è possibile verificare anche i condensatori, polarizzati o meno. In questo caso collegando i puntali in un senso il valore della resistenza deve partire da valori molto bassi, teoricamente da zero e poi, in un tempo più o meno veloce che dipende dal valore della capacità del condensatore, deve tendere all'infinito (circuito aperto).
Se il condensatore è polarizzato, come i condensatori elettrolitici, rispettare la polarità durante la prova.
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Resistenza - Prova contatto
Un altro uso possibile dell'ohmmetro, è la verifica di un contatto, sia che si tratti di un interruttore, deviatore, relè o finecorsa.Prova contattiIl contatto chiuso deve dare zero come valore di resistenza.
A questo scopo, quasi tutti i multimetri digitali, hanno una specifica funzione con cicalino che emette un suono quando il contatto è chiuso. In questo caso l'ordine di collegamento dei puntali è indifferente.
Misura della potenza
Un altro uso che si può fare del tester è la misurazione della potenza espressa in Watt il cui simbolo è W. La formula per ricavare i watt è W = V * I. Ovvero il prodotto tra la tensione (V) e la corrente (I). Per effettuare questa misura servono due tester, uno in modalità voltmetro e l'altro in modalità amperometro. Ad esempio per misurare la potenza assorbita del circuito formato da R2 e R3, andranno collegati in questo modo:Misura della potenzaDove il tester T2 misura la corrente totale circolante in R2 e R3, mentre T3 misura la tensione presente sulle due resistenze in parallelo. Per ricavare la potenza è sufficiente applicare i valori letti nella formula precedente W = V * I.
La formula è valida per circuiti in corrente continua, nel caso di corrente alternata va tenuto conto anche dello sfasamento tra tensione e corrente (cos fi), quindi la formula diventa W = V * I * cosFi. Vedi Potenza elettrica.
Tipi di Multimetri
Vediamo in pratica come si utilizzano i vari tipi di multimetri partendo da quello più complicato, ovvero l'analogico.
Gli esempi si riferiscono ai tre modelli in mio possesso, ma dovrebbero essere sufficienti a comprendere il funzionamento di tutti i modelli.
Prima di selezionare la nuova misura o cambiare le boccole, staccare sempre il tester dal circuito o togliere tensione al circuito. Non fare le manovre sotto tensione.
Strumenti Analogici
Come dicevo sono i più complicati da usare e anche i più delicati, quindi quando li si usate fate molta attenzione alla portata selezionata prima di procedere con la misura.Multimetro analogico
Come si può vedere dall'immagine, oltre alle scale di misura, è presente anche uno specchio. Questo serve ad evitare errori di lettura. Per una lettura precisa, usare un solo occhio e leggere il valore solo quando la lancetta è sovrapposta al suo riflesso nello specchio.
Misura tensione continua
Per misurare la tensione continua il puntale nero va collegato alla boccola con il simbolo uguale (=), mentre il puntale rosso va collegato su una delle boccole evidenziate con la linea rossa tratteggiata. Il valore indicato su ogni boccola, corrisponde al valore massimo misurabile a fondo scala (100mV, 2V, 10V, 50V, 200V e 1000V).Misura tensione continua (Volt)Il valore della misura andrà letto sulla scala nera con il simbolo V - mA = indicata dalla freccia rossa.
Se non si conosce con esattezza il valore da misurare, partire sempre dal valore di fondo scala più elevato per evitare di danneggiare lo strumento. Questa regola vale sempre anche nel casi di misurazioni di corrente.
ATTENZIONE si tratta di uno strumento analogico con 3 scale di riferimento (0÷250, 0÷50 e 0÷10), in base alla portata scelta andrà usata la scala appropriata applicando un eventuale fattore di moltiplicazione al valore letto. La tabella di conversione è questa:
Portata;Boccole;Scala;Moltiplicatore
100mv c.c;= e 100 mV =;0 ÷ 10;x 10
2V c.c;= e 2 V =;0 ÷ 10;x 0,2
10V c.c;= e 10 V =;0 ÷ 10;x 1
50V c.c;= e 50 V =;0 ÷ 50;x 1
20V c.c;= e 200 V =;0 ÷ 10;x 20
500V c.c;= e 500 V =;0 ÷ 50;x 10
1000V c.c;= e 1000 V =;0 ÷ 10;x 100
Ovviamente questi valori si riferiscono al modello in esame ICE Microtester 80. Per altri modelli fare riferimento alla documentazione del modello in uso.
Misura corrente continua
Come nel caso precedente il puntale nero va collegato alla boccola con il simbolo uguale (=), mentre il puntale rosso va collegato su una delle boccole evidenziate con la linea rossa tratteggiata. Il valore indicato su ogni boccola, corrisponde al valore massimo misurabile a fondo scala (50microA, 500microA, 5mA, 50mA, 500mA e 5A).Misura corrente continua (Ampere)Il valore della misura andrà letto sulla scala nera con il simbolo V - mA = indicata dalla freccia rossa.
In questo caso la tabella di conversione è:
Portata;Boccole;Scala;Moltiplicatore
50 microA c.c;= e 50 microA =;0 ÷ 50;x 1
500 microA c.c;= e 500 microA =;0 ÷ 50;x 10
5 mA c.c;= e 5 mA =;0 ÷ 50;x 0,1
50 mA c.c;= e 50 mA =;0 ÷ 50;x 1
500 mA c.c;= e 500 mA =;0 ÷ 50;x 10
5 A c.c;= e 5 A =;0 ÷ 50;x 0,1
Misura tensione alternata
Per misurare la tensione alternata il puntale nero va collegato alla boccola con il simbolo sinusoide (~), mentre il puntale rosso va collegato su una delle boccole evidenziate con la linea rossa tratteggiata. Il valore indicato su ogni boccola, corrisponde al valore massimo misurabile a fondo scala (1,5V, 10V, 50V, 250V, 1000V).Misura tensione alternata (Volt)Il valore della misura andrà letto sulla scala rossa con il simbolo V - mA ~ indicata dalla freccia rossa.
In questo caso la tabella di conversione è:
Portata;Boccole;Scala;Moltiplicatore
1,5V c.a;(~) e 1,5 V ~;0 ÷ 50;x 0,03
10V c.a;(~) e 10 V ~;0 ÷ 10;x 1
50V c.a;(~) e 50 V ~;0 ÷ 50;x 1
250V c.a;(~) e 250 V ~;0 ÷ 250;x 1
1000V c.a;(~) e 1000 V ~;0 ÷ 10;x 100
Misura corrente alternata
Come nel caso precedente il puntale nero va collegato alla boccola con il simbolo sinusoide (~), mentre il puntale rosso va collegato su una delle boccole evidenziate con la linea rossa tratteggiata. Il valore indicato su ogni boccola, corrisponde al valore massimo misurabile a fondo scala (250microA, 2,5mA, 25mA, 250mA e 2,5A).Misura corrente alternata (Ampere)Il valore della misura andrà letto sulla scala rossa con il simbolo V - mA ~ indicata dalla freccia rossa.
In questo caso la tabella di conversione è:
Portata;Boccole;Scala;Moltiplicatore
250 microA c.c;(~) e 250 microA ~;0 ÷ 250;x 1
2,5 mA c.c;(~) e 2,5 mA ~;0 ÷ 250;: 100
25 mA c.c;(~) e 25 mA ~;0 ÷ 250;: 10
250 mA c.c;(~) e 250 mA ~;0 ÷ 250;x 1
2,5 A c.c;(~) e 2,5 A ~;0 ÷ 250;: 100
Misura della resistenza
Per misurare la resistenza il puntale nero va collegato alla boccola con il simbolo Ohm (Ω), mentre il puntale rosso va collegato su una delle boccole evidenziate con la linea rossa tratteggiata. Il valore indicato su ogni boccola, corrisponde al moltiplicatore da applicare al valore letto sulla scala (x1, x10 e x100).Misura resistenza (Ohm)Il valore della misura andrà letto sulla scala nera con il simbolo Ω per le misure Ω x 1, Ω x 10 e Ω x 100.
In caso di misurazione di valori di resistenza molto bassi si possono usare le boccole indicate con Low Ω cortocircuitando le boccole Ω e Ω x 1 (vedi fili verdi). In questo caso la scala di riferimento è quella più in basso indicata con Low Ω.
Il tester impostato come ohmmetro, per funzionare, richiede che la batteria interna sia carica. Per verificare se la batteria è in buono stato, cortocircuitare i due puntali, se la lancetta non raggiunge correttamente lo zero, la batteria deve essere sostituita con una nuova.
In questo modello la boccola Ω è il polo positivo. Questa informazione torna utile nel caso di prova di componenti polarizzati come i diodi, raddrizzatori o condensatori elettrolitici.
Strumenti Digitali
Gli strumenti digitali sono molto più semplici da usare e tipicamente protetti dai più comuni errori di misura, questo non deve voler dire usare lo strumento con leggerezza, prestare sempre molta attenzione. Tester digitale
Attenzione ho detto i più comuni errori, non vuol dire che sono indistruttibili.
Lo strumento riportato sopra, permette di selezionare le varie portate di misura tramite un selettore rotativo. Come si può vedere permette di misurare, oltre a tensione, corrente e resistenza, anche la frequenza (Hz), la capacità (F), i segnali TTL, ha la funzione prova diodi, prova transistor (PNP / NPN) e un cicalino. La selezione tra corrente continua (cc) / direct current (dc) e corrente alternata (ca) / alternate current (ac) avviene tramite un selettore a due posizioni.
Questo modello ha solo 4 boccole:
COM comune a tutte le misure (puntale nero)
V Ω misura di tensione e resistenza (puntale rosso)
mA microA misura di correnti basse (puntale rosso)
20A misura di correnti elevate fino a 20A (puntale rosso)
In tutti le misure si userà sempre la boccola COM, mentre l'altro puntale andrà messo nella boccola corrispondente alla misura che si sta effettuando.
Ad esempio per misurare una tensione continua di 5V, metterò il commutatore rotativo sul valore 20V, il selettore a 2 posizioni su DC e userò il puntale nero sulla boccola COM e quello rosso sulla boccola V Ω. Per misurare una corrente alternata di 100mA, metterò il commutatore rotativo sul valore 200mA, il selettore a 2 posizioni su AC e userò il puntale nero sulla boccola COM e quello rosso sulla boccola mA microA. Se la misura è per una corrente superiore a 200mA, metterò il commutatore rotativo sul valore 20A, il selettore a 2 posizioni su AC (o DC) e userò il puntale nero sulla boccola COM e quello rosso sulla boccola 20A.Esempio boccoleMettendo il selettore rotativo su OFF si spegne lo strumento e si risparmia la batteria.
A differenza del multimetro analogico, negli strumenti digitali il display mostra sempre il corretto valore della misura senza necessita di conversioni.
Pinza Amperometrica
Esiste una variante del tester digitale, quella con incorporato una pinza amperometrica.Pinza amperometricaQuesto tipo di tester è molto utile quando si devono leggere valori di intensità di corrente molto elevati (tipicamente superiori a 20A) e soprattutto quando non si può interrompere il circuito per effettuare la misura. Infatti come si è visto negli esempi, la misura della corrente prevede l'interruzione del circuito per inserire, in serie, il tester. La pinza può essere aperta con un apposito tasto (vedi immagine).
Per misurare l'intensità di corrente è necessario inserire nella pinza solo un cavo (fase, vedi immagine). Poi va selezionata la portata con il commutatore rotativo e scelto se operare in corrente continua o alternata tramite il pulsante select.
Idealmente il cavo deve stare il più possibile nel centro della pinza.
Non inserire più cavi altrimenti la misura sarà falsata.
Per effettuare le misure di tensione e corrente, questo tipo di tester risulta ancora più semplice del precedente in quanto ha solo 2 boccole per i puntali, e la portata viene automaticamente selezionata. L'unica scelta da fare è selezionare se si sta misurando una corrente continua o alternata.
Puntali
Normalmente i tester vengono forniti con un solo tipo di puntale, può tornare utile avere dei puntali diversi, ad esempio, a coccodrillo che permettono di avere le mami liberePuntali a coccodrilloesistono dei kit con vari tipi di puntaliPuntali vari
Visto che i puntali sono componibili, presta attenzione quando cambi i puntali nel rispettare i colori nero e rosso quando effettui misurazioni in corrente continua o con componenti polarizzati.
Conclusioni
A questo punto dovresti avere una panoramica completa sull'uso del tester e sul funzionamento dei vari modelli disponibili sul mercato.
ATTENZIONE: La corrente è molto pericolosa e non si vede, quindi se non sai bene cosa stai facendo, EVITA di mettere mano ai circuiti elettrici. Comunque quando lavori su un impianto elettrico stacca sempre la corrente dall'interruttore generale sul contatore Enel.
In ogni caso non mi assumo nessuna responsabilità per eventuali inesattezze riportate, ogni modifica la fai a tuo rischio e pericolo.
