Ohmmetro
L'ohmmetro è uno strumento per la misura della resistenza elettrica, la cui unità di misura è l'Ohm (Ω).
Per misurare la resistenza in modo corretto vedere la foto qui sotto.
Non si può misurare il valore di una resistenza inserita in un circuito poiché essa è collegata con altri elementi; tantomeno si può misurare il suo valore se il circuito è in funzione, si rischia infatti di danneggiare sia il circuito sia l'ohmmetro.
Un altro uso comune dell'ohmmetro è la verifica della conduzione di un filo elettrico o di un diverso conduttore (come un tratto di circuito stampato ad esempio) nel caso di sospetta interruzione. Se c'è conduzione l'ohmmetro dà una misura vicina allo zero; altrimenti si porta vicino all'infinito.
Alcuni tipi di ohmmetri servono per misure di resistenza di messa a terra, di isolamento e continuità. Fra questi il più famoso è il Megger, marchio della Evershed & Vignoles Ltd. London, il cui brevetto risale al 1903.
L'ohmmetro presenta tre parametri:
- la classe di precisione;
- la portata;
- la risoluzione.
La classe di precisione è il rapporto tra il massimo errore assoluto rilevato per tutta la scala, ad una data portata, diviso la portata stessa e moltiplicato per 100.
Le classi di precisione secondo le norme CEI sono le seguenti:
0.05 - 0.1 - 0.2 – 0.3 - 0.5 – 1 – 1.5 – 2 - 2.5 – 3 - 5
Esse dunque vanno dagli strumenti di grande precisione da laboratorio agli strumenti da quadro.
La portata è il massimo valore misurabile dallo strumento. In molti strumenti si possono scelgliere varie portate per avere la migliore sensibilità, cioè la minima grandezza che lo strumento può misurare. Ad esempio, se si vuole misurare una resistenza si inizia con la portata più alta, per poi scegliere man mano quella che si avvicina al valore già misurato; in tal modo si ha la più alta sensibilità.
La sensibilità è la minima grandezza misurabile, da non confondere con l'accuratezza che indica la precisione della misura. La risoluzione è sinonimo di sensibilità, poiché rappresenta la minima variazione apprezzabile della grandezza in esame per tutto il campo di misura.
Descrizione di alcuni ohmmetri
Ciascun ohmmetro presenta un diverso principio di funzionamento, in base a questo si ha un tipo di ohmmetro diverso, ad esempio:
- ohmmetro amperometrico a scala invertita;
- ohmmetro amperometrico a scala diretta;
- ohmmetro a bobine incrociate;
- ohmmetro elettronico a visualizzazione: o su scala o numerica;
- ohmmetro digitale per misure di isolamento .
I primi tre ohmmetri dell'elenco sono del tipo analogico.
Ohmmetro analogico amperometrico a scala invertita
Illustriamo per primo l'ohmmetro amperometrico a scala invertita, che per anni è stato il più comume nell'uso; limitandoci a dire che quello a scala diretta ha l'amperometro in parallelo alla resistenza da misurare.
Per dare una semplice spiegazione ci riferiamo alla figura nella quale è rappresentato lo schema di principio.
Esso è formato da una pila, da un microamperometro, da una resistenza variabile di protezione e dai due puntali a e b.
Il microamperometro generalmente è a bobina mobile immersa nel campo di un magnete permanente. La resistenza variabile oltre che a proteggere l'amperometro, serve anche per posizionare l'indice sullo zero regolando la corrente massima quando i puntali sono in contatto (resistenza Rx nulla).
Quando tra i puntali vi è inserita la resistenza da misurare, in essa (e nel microamperometro) passa una corrente che sulla scala corrisponde al valore della resistenza.
Più alto è il valore della resistenza incognita minore sarà la corrente e l'indice si porta verso sinistra.
Se tra i puntali non vi è alcuna resistenza il circuito è interrotto e non vi è corrente, in questo caso l'indice resta all'estrema sinistra della scala e il valore misurato corrisponde ad un valore teoricamente infinito.
Dunque l'intensità della corrente che circola nel microamperometro è inversamente proporzionale al valore della resistenza; ne deriva l'aspetto della scala visibile nelle foto seguenti.
Il primo è il Multimètre Metrix Mod. 430. Il secondo è un tester Cassinelli TS 200.
In generale i multimetri o i tester hanno, fra le altre, la funzione di ohmmetro; ma esistono strumenti che funzionano solo come ohmmetri.
Mostriamo qualche circuito (dal più semplice ad uno complesso) riguardante la funzione di ohmmetro in un tester analogico. In particolare si noti che la misura può avvenire anche con un circuito alimentato in corrente alternata e che, in questo caso, lo strumento è in grado di misurare anche la capacità di un condensatore.
L'ultimo schema è del tester completo.
Qui sotto mostriamo ancora: il Supertester ICE 680G a scala ohmica invertita; il tester MetraPort 3E a scala ohmica diretta e il Kiloohmmetro Siemens 486. Quest'ultimo ha il quadrante diviso in due parti. Da una parte c'è un galvanometro e, ruotando opportunamente la manopola sull'altra parte del quadrante si legge il valore della resistenza oggetto della misura quando il galvanometro segna lo zero. Infine a questo gruppo aggiungiamo un ohmmetro digitale: l'Ilom 508-A RS PRO a 4 fili, 20000 Ω max, risoluzione 100 μΩ.
Ohmmetri a bobine incrociate
Servono per misure di resistenza di messa a terra, di isolamento e continuità. Vengono chiamati Megaohmmetri o Megger. Si usano tuttora per la loro economicità, poiché i moderni digitali sono ben più costosi. Inoltre hanno la caratteristica di produrre tensioni di prova molto elevate per misurare una resistenza molto grande (per esempio la resistenza di isolamento degli impianti elettrici, o la resistenza di isolamento dei circuiti di una macchina elettrica, o la resistenza di messa a terra, di isolamento e continuità).
Per generare le tensioni di prova al loro interno, esiste un piccolo generatore di corrente continua, a magneti permanenti, comandato attraverso una manovella che l'operatore deve far ruotare. La tensione che si raggiunge varia al variare del tipo di utilizzo di questi ohmmetri. Esistono ohmmetri con tensioni di 100 V, 500 V, 1.000 V ed anche con tensioni di oltre 2.000 V.
La spiegazione del loro funzionamento è molto lunga e si rimanda all'indirizzo:https://www.wikiwand.com/it/Ohmmetro .
Mostriamo qui il Megger della Evershed & Vignoles Series III Mark 3 (notare le scale diretta e inversa sul quadrante) e il Megaohmmetro CGS IS 505 entrambi con la tipica manovella.
Esistono anche vari tipi di ohmmetri specifici per la misura della resistenza delle prese di terra, ma in questa sede non riteniamo sia un argomento da approfondire.
Riportiamo qui sotto tre suggestivi schemi di Megger.
Ohmmetri elettronici: digitali o a visualizzazione analogica
Gli ohmmetri elettronici possono essere sia a scala analogica, sia a visualizzazione digitale (numerica).
Essi sono costruttivamente molto diversi tra loro. Ma entrambi hanno un voltmetro elettronico (o digitale), posto in parallelo alla resistenza da misurare, invece dell'amperometro usato dagli ohmmetri classici. E dunque, l'eventuale scala analogica è diretta. Ma quelli adatti per misure di resistenze molto elevate (misure di isolamento) hanno il voltmetro elettronico (o digitale) posto in serie alla resistenza incognita e l'eventuale scala analogica è invertita.
Il loro funzionamento è comprensibile da esperti in elettronica, pertanto ci limitiamo a mostrare due esemplari: il multimetro Fluke 789 da laboratorio e il multimetro digitale DT-830B di uso comune.
Qui sotto vi è uno schema di un ohmmetro digitale.
Ci pare opportuno inoltre riportare due schemi di progetto per la realizzazione di due ohmmetri digitali idonei per misure di resistenze di piccolo valore. In queste misure entrano in gioco sia le resistenze del fili che terminano con i puntali, sia le resistenze di contatto; queste resistenze si determinano prima della misura mettendo in cortocicuito i puntali. Poi i loro valori vanno tolti dal valore della misura eseguita. Si fa notare che entrambi i progetti si basano sull'impiego dei due circuiti integrati 7805 e LM 317 e in fondo sono molto simili.
Terminiamo questo sommario elenco degli ohmmetri con le foto di due esemplari di megger digitali: il Megger DLR02 e il Megger MIT402.
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Schede didattiche
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| Prima legge di Ohm | Scheda didattica per la verifica della legge $I=V/R$ |
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Esperienze
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