10 instrumentos de medição muito utilizados na prática eletroeletrônica, nas mais variadas aplicações

Instrumento de medida, ou, para ser mais preciso, instrumento de medição, é o aparelho que utilizamos para saber na prática os valores de grandezas elétricas presentes em circuitos elétricos. Mas não é só isso…

O nome instrumento de medida é mais informal, usado no dia-a-dia. Por ser mais popular, vou preferir usá-lo aqui. Nesse artigo vou apresentar conceitos iniciais de cada instrumento de medida.

Lembro bem da época em que estudava, das aulas de laboratório, que a maioria dos alunos não gostava tanto da prática. Era visível o sentimento de obrigação. Só estavam ali para ganhar nota e fazer o possível para conseguir a aprovação.

Contribui para esse desinteresse a falta de explicações mais voltadas para aplicações. Os professores deveriam mostrar como um instrumento de medida é usado no campo, na prática profissional, e não apenas ensinar como fazer medições em circuitos mais didáticos.

Nas próximas linhas você vai conhecer alguns conceitos gerais e aplicações. Veja os tópicos que serão abordados ao longo do artigo:

  • Conceitos iniciais
  • Multímetro
  • Capacímetro
  • Indutímetro
  • Osciloscópio
  • Analisador de espectro
  • Frequencímetro
  • Wattímetro
  • Luxímetro
  • Terrômetro
  • Megômetro
  • Termovisor

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Conceitos gerais de instrumento de medida elétrica:

Instrumento de medida-Aparelhos

Com esses instrumentos podemos avaliar, controlar e transmitir a grandeza elétrica a ser medida.


Características de operação

Exatidão:

A Exatidão de um instrumento de medida é o quão próximo o valor mostrado no display está próximo do valor que queremos ver, que esperamos medir. Se queremos medir 5 V (volts), esperamos encontrar algo em torno disso, como 5,1 ou 4,9.

Precisão:

A Precisão de um instrumento de medida é o que diz se os valores medidos estão próximos entre si. Perceba que não é necessário ficar próximo do valor que queremos medir. Seguindo o exemplo anterior, ao fazer algumas medidas, poderíamos encontrar: 5,70; 5,71; 5,73; 5,68.

Esse instrumento é preciso, porque ao amostras estão próximas. O problema é que queremos medir 5 V e as amostras estão ficando em torno de 5,7 V. Concluímos que esse instrumento é preciso, porém não tem boa exatidão.

Se quiséssemos medir 5,7 V, aí sim ele seria preciso e exato! Esse foi um exemplo didático, para facilitar o entendimento.

Analógico e Digital

Instrumento de medida-analógico digital
Multímetro analógico ao lado do digital (direita).

Os instrumentos digitais tem o voltímetro (medida de tensão) como base para realizar suas medições. Nos instrumentos analógicos a base é o amperímetro (medida de corrente).

A partir desses blocos iniciais de circuitos outros tipos de medidas poderão ser feitas ao adicionar mais módulos ao projeto. Como exemplo: frequência, capacitância e temperatura.

Nos instrumentos digitais é usada a conversão análogo-digital, em que sinais analógicos de entrada são transformados em digitais por circuitos eletrônicos.

Como a operação dos instrumentos analógicos se dá basicamente por algum tipo de fenômeno eletromagnético ou eletrostático, eles são sensíveis a campos elétricos ou magnéticos externos. Assim, às vezes, é necessário blindá-los contra esses campos.


Display de LED vs Display de LCD: vantagens e desvantagens

Instrumento de medida-Display de Led e LCD
Crédito da imagem: Lorencini Brasil.

Instrumentação virtual

Na instrumentação virtual, temos os seguintes elementos conectados:

  • Computador industrial ou estação de trabalho (Workstation)
  • Software aplicativo
  • Hardware (por exemplo, com placas plug-in e drivers)

Esse é o futuro da instrumentação, com sistemas focados em software, em vez de focados em hardware. Algumas vantagens exploradas nesse sistema:

  • Poder computacional
  • Produtividade
  • Visualização gráfica
  • Conectividade dos computadores e estações de trabalho, com várias funcionalidades.

Instrumento de medida: Multímetro

Como o próprio nome indica (multi = vários / metro = medida), multímetro é o aparelho que mede várias grandezas elétricas e até não-elétricas através do uso de sensores, como o termopar.

Atualmente existem multímetros com várias funções. Além das tradicionais medições de resistência, tensão e corrente, podemos encontrar em um bom multímetro opções para medir frequência, temperatura, capacitância e indutância.

Por tudo isso, e por ser portátil, ele é muito prático na análise de circuitos com defeitos. Ele está presente em praticamente toda bancada.

Com ele também podemos fazer testes de continuidade elétrica e verificar se um transistor é NPN ou PNP.


Alicate amperímetro

Existe um tipo de “alicate”, conhecido como alicate amperímetro, que facilita a medição em situações na quais é difícil interromper o circuito – como ocorre geralmente na prática.

Como na maioria dos circuitos é inviável interromper a ligação para conectarmos o amperímetro em série, podemos fazer o cabo passar pelo alicate.

As bobinas presentes nos “braços” do alicate captam a variação de campo eletromagnético. Assim, a corrente elétrica é calculada pelo aparelho e exibida no mostrador.

Ele também mede resistência e tensão elétrica, como pode ser visto nas escalas e valores ao lado do botão central.

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Capacímetro

O capacímetro é utilizado para medir capacitância. Mesmo os multímetros com cada vez mais opções, pode ser interessante comprar um capacímetro, dependendo de duas aplicações e interesses. O capacímetro possui uma ampla faixa de opções em sua escala de medição.

Na imagem ao lado vemos o botão ADJ. Através dele fazemos o chamado ajuste manual de zero, que serve para reduzir a capacitância das pontas de prova que encaixamos no capacímetro.

Um capacitor alterado em um circuito pode gerar grandes problemas de funcionamento.

É um instrumento que agiliza descoberta de defeitos em capacitores. E pode ser que você prefira um aparelho que tenha também indutímetro.

Indutímetro

Geralmente encontrado em um aparelho que também possui a função de capacímetro. Na escala tem os valores acompanhados de F (Faraday para capacitância) e H (Henry para Indutância).

Com o indutímetro medimos indutância. Existem alguns circuitos que montamos, até por hobbie, para encontrarmos o valor de um indutor.

Muitos preferem isso, pelo prazer de montar, pelo hobbie ou pela educação, caso seja usado em alguma aula prática de Física ou Engenharia.

E você querer medir valores diferenciados de indutância, que não são suportados pelos indutímetros comerciais mais viáveis de compra.

Mas fazer montagens pode não ser tão prático em algumas aplicações. Quando compramos o equipamento é realmente percebemos que é legal ter um em casa. É muito prático.

Instrumento de medida: Osciloscópio

O osciloscópio é um instrumento de medida que permite visualizar, em um display, sinais elétricos (formas de ondas). Ou, como comentei antes, se for virtual, você vê o sinal na tela do computador.

Ao analisar o sinal e usar os recursos do instrumento, podemos obter informações completas e de extrema relevância para uma determinada aplicação. Veja algumas:

  • Determinar valores de tensão e valores temporais de um sinal.
  • Determinar a frequência de um sinal periódico.
  • Determinar a componente contínua (CC) e alternada (CA) de um sinal.
  • Detectar a interferência de ruído num sinal e, por vezes, eliminá-lo.
  • Comparar dois sinais num dado circuito para concluir, por exemplo, se um componente está avariado.

Com esse instrumento também podemos:

  • Analisar fenômenos transitórios, muito comuns nas análises e estudos na área elétrica.
  • Traçar curvas características de circuitos e componentes.
  • Analisar e testar, com o suporte de outros instrumentos (como fonte de alimentação e gerador de sinais), circuitos e componentes.

Hoje em dia não é tão comum assistências técnicas para service de TV e vídeo, mas o osciloscópio é um instrumento de medida muito usado nesses locais, sendo praticamente obrigatório.

Em manuais de service (manual técnico) de TV, por exemplo, tem as formas de onda em pontos específicos do circuito. Assim, o profissional pode comparar e ver se o que aparece no osciloscópio está de acordo com o impresso no manual.

Analisador de espectro

Esse aqui é muito usado em telecomunicações. Eu estagiei numa famosa emissora de TV e lembro de quando o técnico me chamava para ajustar o analisador e vermos o recebimento do sinal – leia sobre isso aqui

Não é um instrumento comum em cursos por ser bem caro. Quando cursei o técnico em eletrônica só vi uma demonstração, mas foi uma situação especial.

Com o analisador de espectro podemos saber a frequência e a intensidade das componentes de um sinal. Podemos detectar precisamente ruídos e componentes harmônicas que podem deformar o sinal.

Instrumento de medida: Frequencímetro

Como o próprio nome indica, esse instrumento mede a frequência de um sinal elétrico, numa ampla faixa de frequências. Em geral, os equipamentos eletrônicos funcionam com sinais que tem frequências que variam de poucos a bilhões de hertz.

O frequencímetro utiliza, em seu funcionamento, os conceitos de Registradores e Contadores, aprendidos em Eletrônica Digital .

O frequencímetro é um instrumento de medida muito preciso, com muitos dígitos no display. Ele também é de muito útil na descoberta de problemas, ajuste e comprovação de funcionamento de muitos equipamentos eletrônicos.

Wattímetro

Ele mede potência, fator de potência, distorção harmônica, resistência, temperatura, frequência, tensão e corrente. Assim, é um instrumento muito versátil, no sentido de conter várias funcionalidades para vários tipos de uso.

Com ele podemos gravar o Peak Hold, para pico de corrente em partidas de motores. Alguns modelos servem como um osciloscópio. Podem ter um display grande, o que permite a exibição de formas de onda.

Um Wattímetro desejado tem as seguintes características de funcionamento:

  • Mínimo desvio de fluxo de corrente quando medir tensão.
  • Quando medir corrente, não introduzir queda de tensão nos seus terminais. 

Terrômetro

O terrômetro ou telurimetro, serve para medir resistência do solo.

Terrômetro é um medidor de resistência de terra, que pode ser usado tanto para medição de resistência de aterramento como para medição das tensões espúrias geradas pelas correntes parasitas no solo. – Wikipedia

Entre as aplicações mais comuns do terrômetro, podemos destacar a medição de resistência de terra em indústrias, edifícios, residências, pára raios, antenas e sub-estações, permitindo avaliar a qualidade de um sistema de aterramento.

Megômetro

Com o Megômetro (ou medidor de isolamento) fazemos testes de isolação elétrica entre duas partes de um equipamento (motores e transformadores, por exemplo).

O Megômetro é muito importante na manutenção preditiva (capacidade de prever falhas) de instalações elétricas.

Em testes acumulados durante um certo período de tempo podem ocorrer variações bruscas de resistência por causa de problemas de isolamento.

Termovisor

Muitos efeitos em processos industriais, em circuitos elétricos, podem ser vistos ou medidos com um instrumento de medida elétrica.

Por exemplo, efeitos térmicos estão fora do campo de visão que podemos perceber a olho nu. Só que esses efeitos térmicos são de extrema importância para acompanharmos o comportamento de máquinas e instalações elétricas, por exemplo.

Então, precisamos ter algo que “enxergue” por nós essa irradiação luminosa. Esse “algo” é chamado de termovisor.

Assim, podemos controlar a temperatura em que o equipamento está trabalhando. Se deixarmos o equipamento trabalhar fora de faixas já estabelecidas de temperatura, ele poderá sofrer um desgaste prematuro e até parar de funcionar.


Um bom instrumento de medida é fundamental em qualquer aplicação profissional.

Vimos algumas aplicações e conceitos de alguns instrumentos de grande importância para o técnico ou engenheiro.

Não é fácil encontrar detalhados materiais de estudo em língua portuguesa. Para você aprofundar no entendimento desse assunto e de vários outros, só buscando em outros idiomas, como o inglês, por ser mais geral.