Multimetro: differenze tra le versioni
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[[File:Digital Multimeter Aka.jpg|thumb|Un classico multimetro digitale]]
Un '''multimetro''' (conosciuto anche come '''analizzatore''' o dall'inglese '''''tester''''') è uno [[strumento di misura]] di diverse [[grandezze elettriche]] in un'unica unità, tra cui la [[Corrente elettrica|corrente]], la [[Tensione elettrica|tensione]], la [[Resistenza elettrica|resistenza]], la [[frequenza]] e l'[[attenuazione]]<ref>{{Cita web|lingua=it|url=https://www.treccani.it/enciclopedia/multimetro/|titolo=Multimetro - Enciclopedia|sito=Treccani}}</ref>. Si presenta come una scatola dotata di una finestra di lettura (quadrante [[analogico]] a indice mobile oppure display [[Digitale (informatica)|digitale]]), uno o più comandi posti sul pannello frontale e almeno due boccole elettriche a cui collegare le sonde di misura (cavetti di diverso colore, terminanti con puntali ad impugnatura isolata).
== Storia ==
Il primo dispositivo che potrebbe essere considerato un predecessore del multimetro è comparso nel 1820 ed era uno strumento di rilevamento della corrente con puntatore mobile, chiamato galvanometro. Progettato solo per rilevare la corrente elettrica e in grado di far muovere l'ago di una bussola, il galvanometro era utile in laboratorio, ma molto ingombrante e delicato, quindi poco pratico per il lavoro sul campo.
Passando da un sistema analogico (a lancetta) a uno digitale (schermo LCD);
Passando dal Galvanometro, ad avere voltimetro(voltaggioV),amperometro(amperaggio A), ohmetro (resistenza elettrica ohm) a lettura di diodi e transistor (hfe), in corrente AC o DC. Ad arrivare a sonda lettura temperatura o di campo magnetico (emf).
L'invensione del primo multimetro è attribuita a Donald Macadie, un tecnico del British Post Office, nel 1920.
La storia narra che, stanco di dover portare con sé una serie di strumenti diversi per gli interventi sulle linee di telecomunicazione, abbia deciso di creare uno strumento unico in grado di misurare ampere, volt e ohm. Il che ha portato allo strumento denominato AVOmetro.
Il primo AVOmetro era piuttosto ingombrante rispetto ai multimetri digitali a cui siamo abituati oggi. Ma nei suoi primi dieci anni di vita, il multimetro ha subito una notevole riduzione, per raggiungere una versione portatile con una gamma e funzionalità aggiuntive negli anni '30.
La storia del voltmetro prende davvero forma quando Westinghouse introduce il primo misuratore universale. Gli AVOmetri originali misuravano solo corrente continua (CC), resistenza e tensione in 13 diverse gamme. Con la realizzazione del "raddrizzatore di ossido di rame ", è stata introdotta la capacità di misurare la corrente alternata (CA) e le gamme sono passate da 13 a 20.
'''Il primo voltmetro digitale'''
Non è passato molto tempo prima della comparsa dei display analogici. Già negli anni '50, gli ingegneri stavano cercando di realizzare un voltmetro digitale a stato solido. Ma la tecnologia disponibile non sarebbe stata in grado di supportare questa idea fino agli anni '70. In questo periodo, i semiconduttori sono diventati abbastanza economici da rendere i progetti pratici.
Oggi ci sono sistemi anche computerizzati o interfaccie pc per funzioni simili, programmi e app.
[[File:1920s multimeter 3738-6b.jpg|thumb|upright=0.7|Multimetro tascabile degli [[anni '20]].]]
{{...|metrologia}}
==Misure==
[[File:Clampmeter Fluke 337.jpg|thumb|upright=0.7|Multimetro con [[pinza amperometrica]].]]
Nella versione più semplice un multimetro consente almeno la misurazione delle seguenti grandezze:
*[[Tensione elettrica|Tensione]] [[Corrente continua|continua]] e [[Corrente alternata|alternata]]
*[[Corrente continua]]
*[[Resistenza elettrica]]
*[[Corrente alternata]] (non sempre presente nei multimetri più economici).
Per quanto riguarda le misure di tensione e corrente in alternata, i multimetri economici non misurano il vero [[Intensità efficace della corrente alternata|valore efficace]], ma lo ricostruiscono matematicamente dal valore di picco della semionda, sotto l'ipotesi di essere in presenza di una [[Onda sinusoidale|sinusoide]] perfetta (cosa non sempre vera).
Altre funzioni che si possono trovare in un multimetro sono:
*Misura dei veri [[Intensità efficace della corrente alternata|valori efficaci]] e di picco di tensioni e correnti alternate anche in presenza di [[Forma d'onda|forme d'onda]] distorte;
*Misura di [[capacità elettrica]] e (più raramente) di [[induttanza]];
*Misura di [[frequenza]];
*Test di continuità, con segnale acustico quando c'è continuità elettrica nel tratto di circuito in esame;
*Prova di [[Diodo|diodi]] (conduttanza diretta ed inversa) e di [[transistor]] (misura di [[Guadagno (elettronica)|guadagno]] <math>h_{\text{FE}}</math>);
*Misura di correnti elevate mediante [[Shunt (elettrotecnica)|shunt]] esterni o [[Pinza amperometrica|pinze amperometriche]];
*Misura di [[temperatura]] con sensore interno allo strumento o per mezzo di sonde esterne ([[Termocoppia|termocoppie]] o [[Termistore|termistori]]);
*Oscillatori e rilevatori di media frequenza per interventi su apparecchi [[radio (elettrotecnica)|radio]];
*Un basilare [[oscilloscopio]], solo nei modelli digitali [[Hi-end|high-end]] a [[microprocessore]] dotati di display grafico a matrice di punti;
*Funzioni specifiche per [[elettrauto]], tecnici telefonici, informatici, ecc.
==Tipologia==
[[File:Messgeraet-udssr1.jpg|thumb|upright=0.7|Un multimetro analogico]]
[[File:Benchtop multimeter.jpg|thumb|Esempio di multimetro da banco]]
I multimetri si dividono in:
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*
*A comparazione: consentono una stima grossolana ma molto agevole; non hanno display o galvanometri, ma soltanto un comando regolabile graduato, manovrando il quale - al raggiungimento del valore cercato - un segnalatore (ottico o acustico) mostra l'avvenuta coincidenza.
Sono costruiti in due versioni:
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I vari tipi di multimetri in commercio, il cui prezzo può variare da una decina di [[euro]] dei modelli base di scarsa qualità a parecchie migliaia di [[euro]] dei modelli più sofisticati, hanno caratteristiche diverse. Generalmente ad un prezzo superiore corrisponde un prodotto migliore non solo in termini di precisione, numero di campi di misura e numero di portate, ma anche dal punto di vista della sicurezza.
La bontà di un multimetro si può valutare anche dalla sua [[impedenza]] o resistenza in ingresso, ovvero quanto il multimetro va a "caricare" il circuito in esame. Questa impedenza, misurata in [[ohm]]/[[volt]], è funzione dell'intervallo su cui è impostato il multimetro: per esempio, se dichiarato per {{M|20|u=kohm|upl=V}} avrà resistenza in ingresso per {{M|100|ul=V}} di {{M|2|ul=Mohm}}. Un multimetro per uso elettronico o radioelettrico deve avere come minimo resistenza in ingresso di {{M|20|u=kohm|upl=V}} data la piccola entità dei segnali in gioco e la generalmente alta impedenza dei circuiti in esame: un'impedenza più bassa carica maggiormente il circuito in esame rendendo meno affidabile la lettura.
La sicurezza dell'utilizzatore è fondamentale: la presenza di doppio isolamento e di protezione degli ingressi aiuta a evitare problemi o lesioni all'utilizzatore e danni allo strumento in caso di utilizzo errato.
=== Differenza tra analogico e digitale ===
Esistono in commercio sia multimetri analogici sia multimetri digitali, ciascuno con proprie caratteristiche peculiari che lo fanno preferire in alcuni ambiti. Nel tempo sono anche stati prodotti modelli di multimetro dotati sia di display digitale sia di quadrante analogico (o di una piccola barretta mobile che lo simula sul display) per combinare i pregi di entrambi gli apparecchi.
I multimetri digitali vengono scelti in base alle specifiche che riguardano risoluzione, cifre e punti: la risoluzione indica la qualità della misura che uno strumento può effettuare, vale a dire come risponde lo strumento alla variazione del segnale di ingresso. Si classificano i multimetri digitali in base al numero di punti o di cifre che possono visualizzare: un comune strumento a 3 1/2 cifre può visualizzare tre cifre complete ed una ‘mezza’ cifra, dove con "mezza" cifra si intende che può assumere solo il valore di 0 oppure 1. Un siffatto display può quindi visualizzare numeri compresi tra 0000 e 1999. La regolazione del [[fondo scala]] sposta il punto decimale all'interno del display, permettendo quindi misure tra 0,000 e 1,999; 00,00 e 19,99; 000,0 e 199,9; 0000 e 1999. In questo esempio sono stati volutamente scritti tutti gli zeri per meglio rendere l'idea delle cifre decimali utilizzabili nelle varie scale di misura. Un modello a 4 1/2 cifre invece, con lo stesso criterio, offrirà la possibilità di effettuare misure comprese tra 00000 e 19999.
La [[precisione]] negli strumenti digitali è riferita alla ''misura'' (come minimo 0,5% per essere accettabile), mentre negli analogici è riferita al ''fondoscala'' (e compresa di norma tra 1% e 3%). Lo strumento digitale, sebbene più diffuso, non ha reso completamente obsoleto l'analogico; la misura indicata sul display degli strumenti digitali non è però affetta da errori di [[parallasse]], e dagli errori del dettaglio della scala graduata.
Lo strumento analogico viene preferito quando il segnale presenta piccole e rapide variazioni nel tempo, in quanto la lancetta dello strumento grazie alla sua inerzia meccanica riesce a mediare l'andamento del segnale mentre la logica del display elettronico, in particolare su molti multimetri economici, spesso non riesce a mostrare un valore ragionevolmente stabile ed introduce perciò errori sistematici di misurazione; inoltre l'analogico ha il pregio di non richiedere batterie se interessa misurare solamente tensioni o correnti.
Per unire i due vantaggi, nei modelli digitali portatili più sofisticati, viene aggiunta sul display la visualizzazione del livello del segnale simulata con un cursore analogico. In alcuni modelli spesso è presente una funzione di "hold", cioè di blocco del valore letto, per esempio sul valore massimo o minimo misurato. Altri più avanzati integrano il calcolo della differenza su un valore di riferimento, il valore minimo, medio e massimo con la possibilità di registrare alcuni valori (log).
I modelli "autoranging" sono in grado di scegliere autonomamente la scala di misurazione adeguata al tipo di misura che si vuole effettuare: in questo caso si sceglie solo la grandezza da misurare ([[ohm|Ω]], [[volt|V]], [[ampere|A]]) e lo strumento autonomamente decide il fondoscala da utilizzare
===Categorie===
{{C|In considerazione dell'importanza dell'argomento trattato, la sezione dovrebbe essere interamente riscritta con specifico riferimento agli articoli della norma citata attingendo a fonte autorevole. La categorizzazione di cui si parla in questa sezione non è sufficientemente dettagliata riguardo agli aspetti di sicurezza per le persone. Il nome stesso della sezione non fà specifico riferimento a questi aspetti. Nella frase finale della sezione, complessivamente poco chiara, si parla di un multimetro "migliore" senza specificare perché lo dovrebbe essere. Forse, ma solo forse, si intendeva scrivere "sicuro" come scritto nel seguito? |Tecnologia|settembre 2023}}
Lo [[standard CEN EN 61010]] definisce quattro categorie di multimetri, identificate con [[numerazione romana]], in cui una numerazione più elevata indica uno strumento adatto a misure su circuiti aventi tensioni e potenze maggiori:
* CAT I: uso per correnti, tensioni e potenze molto basse;
* CAT II: uso per impianti elettrici domestici o residenziali;
* CAT III: uso con carichi di potenza come pannelli di distribuzione, motori, prese di distribuzione;
* CAT IV: uso per correnti, tensioni e potenze molto alte come per esempio quadri di distribuzione generale, quadri di misura di grandi impianti.
Una suddivisione di questo tipo però si presta ad alcuni equivoci in quanto un multimetro conforme, per esempio, alla CAT II e adatto per misure fino a {{M|1000|ul=V}} non è migliore di un multimetro conforme alla CAT III ma adatto a misure solo fino a {{M|600|ul=V}}. Tanto più alta è la categoria, tanto più il multimetro è sicuro. I puntali devono essere pienamente compatibili con la categoria del multimetro in uso, oppure di categoria superiore.
==Funzionamento==
Il multimetro analogico è basato su un [[galvanometro]] e pertanto assorbe energia dal circuito in esame per fornire il risultato della misura. Se è necessario assorbire poca energia dal circuito conviene utilizzare un multimetro digitale che ha una più elevata impedenza di ingresso. Alcuni multimetri digitali hanno comunque una modalità a bassa impedenza per ridurre l'errore di misurazione indotto da campi elettromagnetici esterni su componenti non energizzati: la funzione della misura della tensione in bassa impedenza è utile per scovare le cosiddette "tensioni fantasma", ovvero una apparente tensione presente su cavi non collegati ad un circuito elettrico.
Il galvanometro è composto da un magnete permanente in cui è posta una bobina libera di ruotare perpendicolarmente alle linee del campo magnetico. Facendo circolare una corrente nella bobina nasce una coppia motrice che tende a farla ruotare; una molla a spirale calibrata si oppone alla rotazione finché la sua coppia resistente eguaglia la coppia motrice; di conseguenza, lo spostamento dell'indice è proporzionale all'intensità di corrente che circola nelle spire. Il fondo scala dello strumento è determinato dalla sua resistenza interna. Collegando resistenze diverse al galvanometro, in [[Circuiti in serie e in parallelo|parallelo]] se si usa lo strumento come amperometro o in [[Circuiti in serie e in parallelo|serie]] se si usa lo strumento come voltmetro, si può selezionare il [[fondo scala]] dello strumento, tramite comando a tasti o un commutatore rotante, oppure spostando gli spinotti dei puntali sulle varie prese presenti.
Il multimetro analogico è sempre dotato di una batteria per poter eseguire misure di resistenze. Il multimetro digitale sfrutta a questo scopo la sua stessa batteria di alimentazione.
== Errori sistematici ==
{{vedi anche|Errore sistematico}}
Utilizzando il multimetro bisogna ricordare che esso assorbe energia dal circuito sotto esame, ovvero, durante la misura, nel punto del circuito in analisi viene aggiunto il valore resistivo (impedenza di ingresso) del multimetro. Il valore standard dei multimetri da banco digitali è di {{M|10|ul=Mohm}}.
==Accorgimenti==
Per poter usare in modo corretto o migliorare la precisione di lettura
*
*
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*Posizione di zero: presente in alcuni strumenti analogici, tale posizione cortocircuita elettricamente il galvanometro, e grazie alla [[forza controelettromotrice]], i movimenti sono smorzati; ciò è utile durante il trasporto.
== Note ==
<references/>
==Voci correlate==
*[[Amperometro]]
*[[
*[[
== Altri progetti ==
{{interprogetto|etichetta=multimetro|wikt=multimetro}}
== Collegamenti esterni ==
*{{cita web|http://www.audiovalvole.it/strumenti_multimetro_analogico_tester.html|Multimetro Analogico}}
*{{cita web|http://www.audiovalvole.it/strumenti_multimetro_digitale_tester.html|Multimetro Digitale}}
*[http://support.fluke.com/find-sales/download/asset/1263690_6116_eng_h_w.pdf ABCs of Multimeter safety] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20120227001631/http://support.fluke.com/find-sales/download/asset/1263690_6116_eng_h_w.pdf |date=27 febbraio 2012 }} - (PDF)
*{{Treccani|multimetro}}
{{Controllo di autorità}}
{{Portale|elettrotecnica}}
[[Categoria:Strumenti di misura elettronici]]
[[Categoria:Misuratori di grandezze elettriche]]
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