Os instrumentos digitais têm como fundamento a medida de tensão (voltímetro), enquanto que os instrumentos analógicos que abordamos no último post têm como modelo básico o amperímetro. Essa alteração de configuração inicial torna possível que outras grandezas sejam medidas, como resistência, corrente, frequência, capacitância e temperatura.
Características construtivas dos instrumentos digitais:
A conversão de sinais analógicos de entrada por circuitos eletrônicos é a característica básica dos instrumentos digitais, chama-se conversão análogo-digital ou A-D.
Dois tipos de display (visor) podem ser encontrados:
> Display de LEDs (Light emitting diodes = diodos emissores de luz): Possuem um fundo escuro para proporcionar mais destaque para os LEDs, que emitem luz quando percorridos por corrente elétrica.
> Display de Cristal líquido LCD (Liquid crystal display = visor de cristal líquido): Os LCDs são constituídos por duas lâminas transparentes que possuem uma solução de cristal líquido, cujas moléculas podem se alinhar sob a ação da corrente elétrica, impedindo a passagem da luz. Essas lâminas são de um material polarizador de luz, com eixos alinhados perpendicularmente entre si.
A tabela a seguir, nos mostra as vantagens e desvantagens dos dois tipos de display. O conhecimento dessas características pode auxiliar na tomada de decisão sobre qual tipo de visor é mais adequado às condições da medida:
Características operacionais:
> Resolução: esta característica está relacionada à capacidade de diferenciar grandezas com valores aproximados. No caso dos instrumentos digitais, a resolução é dada pelo número de dígitos ou contagens do seu display.
Um instrumento com 3½ dígitos tem 3 dígitos “completos” (isto é, capazes de mostrar os algarismos de 0 até 9) e 1 “meio dígito”, que só pode apresentar 2 valores: 0 (nesse caso o algarismo está “apagado”) ou 1; portanto, este instrumento pode contar até 1999. Outro instrumento de 4½ dígitos tem maior resolução, pois pode apresentar 19999 contagens. Instrumentos com contagem de 3000 (33/4 dígitos), 4000 (34/5 dígitos) ou 6000 (36/7 dígitos) também são fabricados, até com resoluções maiores.
> Exatidão: a exatidão dos medidores digitais informa o maior erro possível em determinada condição de medição. É expresso através de percentual da leitura do instrumento. Por exemplo, se um instrumento digital com 1% de exatidão está apresentando uma medida de 100 unidades em seu display, o valor verdadeiro estará na faixa de 99 a 101 unidades. A especificação da exatidão de alguns instrumentos inclui o número de contagens que o dígito mais à direita pode variar. Assim, se um voltímetro tem exatidão de ± (1% + 2) e seu display mede 220 V, o valor real pode estar entre 217,78 e 222,22 V.
É importante ressaltar que a exatidão de um aparelho analógico está relacionada com o valor de fundo de escala, enquanto que em um aparelho digital a exatidão é aplicada sobre a leitura do display.
> Categoria: Os instrumentos digitais são hierarquizados em categorias numeradas de I a IV, cada uma delas abrangendo situações às quais o medidor se aplica. A norma IEC-1010-1 especifica categorias de sobretensão com base na distância da fonte de alimentação e no amortecimento natural da energia transiente que ocorre num sistema de distribuição elétrica. As categorias máximas estão mais perto da fonte de alimentação e requerem maior proteção:
>> Categoria IV (CAT IV) – Denominada nível de alimentação principal, refere-se à fonte do sistema;
>> Categoria III (CAT III) – Denominada nível de distribuição, refere-se aos circuitos de alimentação dos consumidores. Os circuitos desta categoria estão normalmente separados da fonte por pelo menos um transformador;
>> Categoria II (CAT II) – Refere-se ao nível local, dispositivos, equipamentos portáteis, etc.
>> Categoria I (CAT I) – Refere-se ao nível de sinal, às telecomunicações, equipamento eletrônico, etc…
> True RMS (Root Mean Square ou Valor Médio Quadrático): Refere-se à capacidade de se medir o valor RMS, também conhecido como valor eficaz, de um sinal ou fonte de alimentação independentemente da sua forma de onda. Uma fonte de tensão senoidal com certo valor RMS possui a propriedade de fornecer a uma carga resistiva R, durante um período de tempo T, a mesma energia que uma fonte de tensão contínua com o mesmo valor. Ressalta-se que instrumentos não-true RMS só fornecem o valor correto para forma de ondas senoidais.
Fonte do artigo: Eletrotécnica – Eurico G. de Castro Neves e Rubi Münchow
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