Por que um multímetro coloca mais voltagem para medir uma resistência menor?


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Percebi esse comportamento em dois multímetros diferentes (também modelos e marcas diferentes). No começo, não coloquei um multímetro para medir a quantidade de voltagem alterada nas diferentes escalas do medidor: percebi isso usando minha própria língua (inferno, sim). Para ambos os multímetros que possuo, eu definitivamente podia sentir que o formigamento estava ficando mais forte quando a escala era menor.

Então: eu tentei medir a tensão aplicada às sondas de um multímetro em vários níveis de leitura da escala de resistência, usando o segundo multímetro para ler Volts. Estou bastante impressionado com os resultados.

Aqui está o que eu li. No lado esquerdo, está a configuração da escala do multímetro "medida"; à direita, a tensão que li:

  • 200Ω -> 2,96V
  • 2kΩ -> 2,95V
  • 20kΩ -> 2,93V
  • 200kΩ -> 2,69V
  • 2MΩ -> 1,48V (que gota!)

Se eu mudar os medidores, as coisas ficam ainda mais confusas para mim:

  • 200Ω -> 2,71V
  • 2kΩ -> 2,69V
  • 20kΩ -> 0,35V (!!)
  • 200kΩ -> 0,32V
  • 2MΩ -> 0,18V

Alguém pode esclarecer por que isso acontece? Eu esperaria que uma tensão mais alta fosse aplicada para medir maior resistência. Pouco antes de pressionar "Post", escolhi também medir a corrente - para diferentes escalas de ohmímetro. Adivinha o quê: eles definitivamente caíram também, mas não com a mesma proporção que a tensão. Estou confuso como o diabo. Obrigado!


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Por favor, pare de utilizar a sua língua para medir a tensão ou você vai acabar como este lagarto: chat.stackexchange.com/transcript/message/11118485#11118485
jippie

Conecte um resistor conhecido (na faixa) ao medidor e veja como a tensão muda com eles.
jippie

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@jippie obrigado cara :) mas estando ciente de que meus medidores são alimentados por uma bateria de 9V, eu estava muito ciente de que nada de ruim poderia acontecer.
Dakatine

Acho que resolvi o exemplo principal na minha resposta editada.
jippie

Por favor, não use seu corpo como multímetro, as pessoas realmente morreram por causa disso ( darwinawards.com/darwin/darwin1999-50.html ), isso também era apenas 9V ... Como alternativa, você pode usar um LED, com ou sem resistor. De qualquer forma ainda melhor queima do LED do que você mesmo ...
magu_

Respostas:


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  1. Eu acho que a queda de tensão no seu exemplo principal é causada pela impedância de entrada do voltímetro (provavelmente em torno de 10M) que entra lentamente no alcance do ohmímetro.
  2. Para a faixa de 20k ou mais, é novamente um problema de impedância de entrada do voltímetro. Eu acho que a faixa de 200Ω está relacionada à medição do diodo, que requer uma fonte de corrente semelhante a uma tensão relativamente alta. Isso deixa a faixa de 2kΩ, que provavelmente é implementada de maneira econômica com base na fonte atual da faixa de 200Ω.

Somente com o diagrama de circuitos a resposta pode ter 100% de certeza.


Seu multímetro tentará medir ohms enviando uma corrente conhecida / definida através do resistor conectado. Essa corrente definida varia de acordo com a faixa em que o seu medidor está. No entanto, o multímetro não possui uma fonte de corrente ideal a bordo, mas tenta implementar uma fonte de corrente da tensão da bateria e de alguns semicondutores, portanto, a tensão da abraçadeira aberta nunca aumentará além da voltagem da bateria.

Sem saber por que a tensão cai tanto nas faixas mais altas, isso terá a ver com a maneira como a fonte de corrente é construída. Observe que a tensão 'alta' não é útil (quarta coluna abaixo) quando você perceber que o produto da faixa vezes a corrente de medição é muito menor que a tensão da abraçadeira aberta (segunda coluna).

Observe também que a tensão medida na faixa de resistência mais baixa é idêntica à tensão usada para medições de diodo nos três metros. Para medição de diodo, você deseja uma tensão relativamente alta para testar a queda de tensão relativamente alta em um diodo. Nesse caso, você ainda usa uma corrente constante, mas não está mais interessado na resistência e não na tensão medida real. Inútil construir duas fontes de corrente separadas para mais ou menos a mesma corrente. Por outro lado, é mais fácil construir uma fonte de corrente precisa se você permitir uma queda de tensão mais alta na fonte de corrente e não precisar da tensão de qualquer maneira (coluna a seguir).

Abaixo estão os resultados para meus medidores. Para dois em cada três a impedância de entrada do voltímetro (10MΩ) foi menor que a faixa do ohmímetro, então pulei esse valor. As colunas são as seguintes:

  1. alcance
  2. tensão da braçadeira aberta
  3. corrente de medição
  4. tensão máxima necessária para a medição (faixa × corrente), observe como essa tensão é razoavelmente constante!

alcancetensão da braçadeira abertaCorrente constantetensão em grande escaladiodo3,25V785µA500Ω3,25V785µA500Ω×785µA=400mV51,19V91,5µA5×91,5µA=460mV50.1,18V)11,5µA50.×11,5µA=575mV5001.09V)1.1µA500×1.1µA=550mV5614mV)0,1µA(último dígito)50.?)?

*) A tensão do grampo aberto para faixas> 5kΩ provavelmente será influenciada pela impedância de entrada de 10MΩ do voltímetro. Provavelmente todos deveriam ler 1,20V.

SBC811 (bateria de 3V)

alcancetensão da braçadeira abertaCorrente constantetensão em grande escaladiodo1,36V517µA200Ω1,36V517µA200Ω×517µA=103mV2645mV85,4µA2×85,4µA=171mV20645mV21,7µA20×21,7µA=434mV200637mV)3,71µA200×3,71µA=742mV2563mV)0,44µA2×0,44µA=880mV20?)0,09µA(último dígito)

*) A tensão do grampo aberto para faixas> 2kΩ provavelmente será influenciada pela impedância de entrada de 10MΩ do voltímetro. Provavelmente todos deveriam ler 645mV.

DT-830B (bateria de 9V)

alcancetensão da braçadeira abertaCorrente constantetensão em grande escaladiodo2,63V1123µA200Ω2,63V1123µA200Ω×1123µA=224mV2299mV70µA2×70µA=140mV20299mV23,0µA20×23,0µA=460mV200297mV)2,95µA200×2,95µA=590mV2275mV)0,35µA(extremidade baixa da escala)2×0,35µA=700mV

*) A tensão do grampo aberto para faixas> 20kΩ provavelmente será influenciada pela impedância de entrada de 10MΩ do voltímetro. Provavelmente todos deveriam ler 300mV.


Obrigado pela sua explicação, isso é informativo em geral, mas ainda não entendi por que a tensão está caindo. Você pode experimentar o mesmo com o seu?
Dakatine

Adicionei mais alguns detalhes e acho interessante o aviso de medição do diodo.
jippie

Obrigado por testar com seus medidores, @jippie. Estou chegando mais perto de entender. Algumas reflexões: * A tensão também está diminuindo - e existem alguns grandes "saltos" entre algumas das faixas, enquanto a queda é pequena entre outras. Ainda assim, está sempre caindo ou igual, nunca subindo. * Na verdade, a coluna mais recente é "razoavelmente constante" apenas para o seu primeiro medidor. Eu posso ver grandes variações para os outros, especialmente o segundo. * O mais importante: não consigo entender a coluna mais recente. "tensão máxima necessária para a medição". Por que 224mV é o máximo para medir 200 ohm e 130mV para 2kohm?
Dakatine

Porque a corrente usada para a medição é constante.
jippie

Penso que a melhor explicação parcial para o seu 'problema' está em itálico.
jippie

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Uma boa maneira "linear" de medir a resistência é alimentar uma quantidade conhecida de corrente através do resistor e medir a tensão. Como a tensão será proporcional à resistência, um medidor cuja leitura seja proporcional à tensão lerá um valor proporcional à resistência.

Como os resistores variam em várias ordens de magnitude, não há uma quantidade única de corrente que funcione de maneira ideal para medir todas as resistências. Uma corrente de um microamp faria com que um resistor de 1M caísse um volt, mas faria com que um resistor de 1 ohm caísse apenas um microvolt. Um medidor com uma única fonte de corrente limitada a 2 volts e cuja leitura de tensão na faixa mais fina fosse exata apenas a um microvolt não seria capaz de medir resistências maiores que 2 megas e só poderia medir pequenas resistências precisas no ohm mais próximo . Se, em vez de usar uma única fonte de corrente de 1uA, um medidor usasse uma fonte de corrente de 0,1uA e uma fonte de corrente de 100uA, a fonte de corrente menor seria capaz de medir resistores de até 20 megas,

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