Os multímetros comuns não conseguem medir resistências acima de 50 MΩ com boa-precisão. Se o leitor trabalha normalmente com resistores de valores elevados, será Interessante dispor de um instrumento próprio para sua medição e é Isso justamente que descrevemos neste artigo.
O Megohmetro é um aparelho que mede resistências elevadas, no nosso caso na faixa de 1 a 50 MΩ. O aparelho pode ser adaptado para valores muito maiores ainda, mas neste caso, a própria resistência do meio ambiente, num dia úmido pode afetar as medidas.
O circuito é muito simples constituindo numa sensível ponte com um amplificador operacional com transistor de efeito de campo na entrada, e é alimentado por 4 pilhas pequenas ou ainda uma bateria de 9 V.
O consumo do aparelho é muito baixo, o que significa que pilhas ou baterias terão uma grande durabilidade.
A precisão da medida vai depender fundamentalmente da tolerância de R4 e R5 ou ainda da calibração que pode ser feita com resistores de resistências conhecidas.
CARACTERÍSTICAS
Tensão de alimentação: 6 ou 9 V
Corrente consumida: 10 mA\ (tip) Faixas de medição:
10 k Ω a 5 M Ω
100 k Ω: a 50 M Ω
Tipo de indicação: LED
Precisão: 2 a 5% dependendo dos componentes e ajustes
COMO FUNCIONA
Com um amplificador operacional dotado de transistor de efeito de campo na entrada elaboramos um comparador de tensão que na saída possui um LED indicador.
Na entrada não inversora estabelecemos a tensão de referência por meio de R4 e R5. Fazendo R4 dez vezes maior que R5 temos no pino 3 do integrado uma tensão da ordem de 1/10 da tensão de alimentação.
Desta forma, se na entrada inversora (pino 2) ligarmos um divisor de tensão temos duas possibilidades: se a tensão no divisor for maior que a de referência a saída do integrado será zero volt e o LED permanecerá apagado.
Se a tensão for menor, a saída praticamente terá a tensão de alimentação e o LED acenderá.
É importante o ponto de transição quando o LED apaga ou acende indicando que no divisor temos uma tensão igual a de referência.
O divisor é formado pelo resistor Rx que está sendo medido e um potenciômetro em série com um resistor.
Assim se, por exemplo, colocamos no circuito para medir um resistor de 10 M Ω para que a tensão de referência seja igualada, :devemos ajustar P1 até que, juntamente com o resistor R1 tenhamos uma resistência de 1 M Ω.
Neste ponto temos a transição do LED do aceso para o apagado e vice-versa.
Veja então que esta proporcionalidade se mantém de modo que, basta ajustar a escala de P1 ou de P2 em termos de valores de Rx que provocam a transição do LED.
Usamos dois potenciômetros que são comutados pela chave S2 de modo a termos duas escalas.
O leitor pode alcançar valores maiores de resistências, por exemplo, aumentando P1, P2 ou então aumentando R4. Dobrando R4 o alcance irá a 100 M Ω.
O leitor percebe então que a precisão da medida dependerá da precisão da calibração da escala de P1 e P2 (que devem ser lineares) ou então da precisão dos componentes usados.
Como o operacional tem um ganho elevado, a transição ocorre rapidamente, facilitando assim encontrar o ponto de equilíbrio da ponte.
MONTAGEM
Na figura 1 temos o diagrama completo do Megohmetro.
A disposição dos componentes numa placa de circuito impresso é mostrada na figura 2.
Os resistores devem ser de 1/8 ou 1/4 W com 2 ou 5% de tolerância e o integrado deve ser montado em soquete DIL de 8 pinos. O eletrolítico C2 é para 12 V e C1 tanto pode ser cerâmico como de poliéster.
Os cabos para as pontas de prova devem ser curtos, e os potenciômetros devem ser lineares. O LED é vermelho comum e para as pilhas ou bateria precisamos de suporte ou conector.
Urna pequena caixa plástica alojará com facilidade todos os componentes.
CALIBRAÇÃO E USO
Se forem usados resistores de 2 ou 5% e essa precisão for admitida pelo leitor, basta usar uma escala como a da figura 3.
Se o leitor puder contar com resistores de valores elevados (1 a 10 M Ω) poderá usá-los para calibrar as duas escalas.
Para usar, prenda as garras jacaré nos Terminais para não tocar no resistor em prova, pois a resistência do corpo em paralelo com a do resistor pode afetar a medida.
Ligue o Megohmetro e gire P1 ou P2, conforme a faixa escolhida até chegar no ponto de transição em que o LED acende ou apaga.
Basta então ler o valor na escala correspondente do potenciômetro usado.
Semicondutores:
CI-1 – CA3140 - circuito integrado Amplificador Operacional com FET
LED1 - LED vermelho comum
Resistores: (1/8 ou 1/4 W, 2 ou 5%)
R1 e R4 - 100 k Ω
R2 e R5 - 10 k Ω
R3 e R6 - 47 k Ω
R7 - 1 k Ω
P1 - 4,7 M Ω - potenciômetro linear
P2 - 470 k Ω - potenciômetro linear
Capacitores:
C1 - 100 nF - disco cerâmico ou poliéster
C2 - 10 µF x 12 V - eletrolítico
Diversos:
PP1 e PP2 - pontas de prova com garras
S1 - Interruptor simples
B1 - 6 ou 9 V - bateria ou 4 pilhas pequenas
Placa de circuito impresso, suporte para o integrado, suporte para o LED, suporte de pilhas ou conector de bateria, caixa para montagem, plugues e jaques para as pontas de prova, botão, escala, fios, solda, etc.
