Tópicos:
- Geral
- Medidor analógico
- Multímetro digital
- Resolução
- Definir faixa de medição
- Calcular erro absoluto
- Calcular erro relativo
- Meça com o multímetro
- Meça com o osciloscópio
Geral:
Muito se mede em tecnologia. Esta página discute medições em relação à tecnologia automotiva. Na tecnologia automóvel, as medições podem ser realizadas de muitas maneiras diferentes, nomeadamente durante o desenvolvimento, testes, processos de monitorização e resolução de problemas. Uma vez que se saiba como medir, tudo o que é necessário é literatura (diagramas de fluxo) para determinar onde medir.
Os equipamentos de medição (elétricos) mais comumente usados na tecnologia automotiva são:
- O multímetro / medidor analógico: É usado para medir tensão (U), corrente (I) e resistência (R). O multímetro digital exibirá o valor na tela LCD e o medidor analógico usará uma agulha para indicar o valor medido em uma escala subjacente.
- O osciloscópio: O osciloscópio mede tensões que podem ser registradas em uma linha do tempo. Esta linha do tempo pode ser definida (número de Volts no eixo Y e curso de tempo no eixo X).
Medidor analógico:
O medidor analógico (medidor de bobina móvel) consiste em um ímã permanente e uma bobina móvel. A corrente que flui através da bobina móvel causa um campo magnético. As forças que o campo magnético exerce entre si garantem que a bobina móvel (com o ponteiro montado nela) gire. Quanto maior a corrente (e, portanto, o campo magnético), mais longe o ponteiro se moverá.
Vantagens em comparação com o multímetro digital:
- Barato;
- Mais preciso abaixo de 10 Hz (não acima).
Contras:
- Mais difícil de ler;
- Relativamente lento devido ao ponteiro em movimento.
Multímetro digital:
O multímetro digital é um substituto do medidor analógico. Os medidores estão continuamente sendo desenvolvidos (em precisão, velocidade e funções). O multímetro contém um conversor A/D. O sinal analógico que está sendo medido é primeiro processado antes de ser exibido. Esta operação depende da função selecionada (volt, ampere, ohm, etc.). O sinal digitalizado é então enviado para o display. A velocidade com que isso acontece é chamada de “tempo de resposta”, que pode ser encontrada nas especificações do medidor. O tempo de resposta (do conversor A/D) é o tempo necessário para registrar uma mudança no sinal de entrada. Quanto mais caro for o medidor, menor será o tempo de resposta.
Existem multímetros digitais com configuração de faixa manual e automática. Isso define a faixa de medição. O multímetro da imagem abaixo faz isso automaticamente. O capítulo “Faixa de medição” é descrito mais adiante nesta página.
Resolução:
O número de dígitos exibidos pelos multímetros determina a resolução e, portanto, a precisão da leitura do medidor. A resolução, portanto, tem apenas a ver com a tela e não com a faixa de medição. Existem multímetros de 3½, 3¾ e 4½ dígitos. Quanto mais dígitos o multímetro puder exibir, mais números serão possíveis (portanto, uma medição mais precisa).
3½ dígitos:
Este é um multímetro padrão, que pode medir no máximo 200 V com precisão na faixa de 0,1 V. Se for feita uma medição onde a tensão real seria 22,66 V, o medidor indicaria 22,6 V.
3¾ dígitos:
Com este multímetro a resolução aumentou por um fator de 10 e com a mesma medição (de 22,66 V com o multímetro de 3½ dígitos) na verdade indicará 22,66 V. Isso é um centésimo de volt a mais (e, portanto, mais preciso).
4½ dígitos:
Este multímetro possui um dígito extra em todas as faixas. A resolução aumentou novamente por um fator de 10.
Definir faixa de medição:
A faixa de medição do multímetro abaixo pode ser definida manualmente. Isso é necessário para obter o resultado mais preciso possível em cada medição. Ao medir a tensão da bateria, é melhor escolher a opção 20 DCV. A tensão da bateria será indicada, por exemplo, como 12.41. É melhor escolher uma faixa de medição que esteja abaixo do resultado máximo da medição. A tensão da bateria nunca será superior a 99 volts. Se fosse escolhida uma resolução maior (de 200 DCV), a tensão da bateria seria indicada como 12.4 (menos precisa). Isso tem a ver com a resolução:
| Variar: | Resolução: |
| 200 mV | 0,1 mV |
| 2 V | 0,001V |
| 20 V | 0,01 V |
| 200 V | 0,1 V |
| 2000 V | 1 V |
Exemplos desta tabela:
- Ao medir uma tensão de 100 Volts na faixa de 200 V, o medidor indicará 100,1 V. Quando esta mesma tensão é medida na faixa de 2000 V, o medidor indicará 100 V (menos preciso).
- Ao medir uma tensão de 9,188 Volts na faixa de 2 V, o medidor indicará 9,188 V. Quando esta mesma tensão é medida na faixa de 200 V, o medidor indicará 9,2 V (arredondado, portanto menos preciso).
A medição mais precisa depende, portanto, da faixa de medição definida e da resolução da tela. Em telas com baixa resolução, a tensão mais precisa não pode ser exibida com uma faixa de medição precisa.
Com o multímetro mostrado, a faixa de medição só pode ser ajustada manualmente. Os multímetros mais extensos possuem um botão “Autorange” onde o próprio medidor define a melhor faixa de medição (com base em sua própria resolução). Somente com multímetros simples é possível selecionar o modo Volt, Ampere (etc.) e a faixa de medição geralmente é de 20 V como padrão (portanto, com uma resolução de 0,01 V).
Outro problema é que sempre há desvio no medidor. O desvio é maior quando a resolução está muito baixa. Mais sobre isso nos capítulos seguintes “Erros absolutos e relativos” mais abaixo na página.
Calcule o erro absoluto:
Todo multímetro tem uma certa precisão. Essa precisão pode ser encontrada nas especificações (no manual). Com estes dados o desvio da medição pode ser calculado. Dois conceitos podem ser calculados; o “erro absoluto” e o “erro relativo”. O erro absoluto é a tensão em Volts e o erro relativo é calculado em porcentagem.
Exemplo:
Tensão (U) = 12,55 V
± (0,3% rdg + 1d)
rdg = leitura = o valor lido no display (o valor medido)
1d = 1 dígito = a resolução (na faixa de 20 V, 1 dígito corresponde a 0,01 V e na faixa de 2 V a 0,001 V).
A tensão real é de 12,55 Volts. Isso é medido na faixa de 20 V.
0,3% do rdg é 0,3% de 12,55 V = 0,038 V.
Na faixa de 20 V, 1d = 0,01 V.
O erro absoluto total é então: a leitura + 1 dígito = Erro absoluto. Em números: 0,038 + 0,01 = 0,048 V
A resposta final com o erro absoluto é:
você = 12,55 ± 0,05 V.
Isso significa que a medição está entre 12,50 e 12,60 volts.
Multímetros baratos geralmente apresentam um desvio maior do que os mais caros, de modo que o erro absoluto total também é maior. Isto prova agora que “multímetros baratos” não podem fazer medições precisas.
Calcule o erro relativo:
Quando o erro absoluto é calculado como uma porcentagem do valor lido, ele é chamado de erro relativo. Este erro relativo é geralmente usado na comparação dos medidores.
O erro relativo do multímetro anterior é: erro absoluto total / (dividir por) a tensão real x (multiplicar por) 100% = o erro relativo.
Em números: U = 0,038 / 12,55 x 100 = 0,30%.
A resposta final com o erro relativo é:
U = 12,55 ± 0,3%.
12,55 V menos 0,3% dá a resposta 12,50. Mais 0,3% é então 12,60. É igual ao calculado com o erro absoluto, mas expresso em porcentagens.
Medindo com o multímetro:
Tensão, corrente e resistência são medidas de forma diferente. Como medir corretamente com o multímetro é explicado com exemplos na página medir com o multímetro.
Medindo com o osciloscópio:
Um osciloscópio (abreviadamente escopo) é um voltímetro gráfico. A tensão é exibida graficamente em função do tempo. O escopo também é muito preciso. O tempo pode ser definido tão pequeno que os sinais de sensores como o sensor lambda ou atuadores como um injetor podem ser exibidos perfeitamente.
A forma como as medições são feitas com o osciloscópio é explicada na página medir com o osciloscópio.
