Tester analogico e tester digitale

Il tester, detto anche "multimetro", è uno strumento usato nel campo dell'elettronica e dell'elettrotecnica per la misura di varie grandezze caratteristiche.
Un tempo l'unico tipo di tester comunemente utilizzato era quello analogico, dove il valore della grandezza misurata si apprezzava in base alla posizione assunta dalla lancetta su di una scala graduata (figura 1).
Essendo basato su organi meccanici in movimento, un simile strumento poteva perdere facilmente la corretta taratura; l'utente doveva poi fare attenzione a leggere il valore dalla giusta posizione, per evitare il famoso "errore di parallasse".

Apparsi più o meno negli anni '70, sono successivamente diventati di uso comune i tester digitali, in cui il valore misurato appare indicato su un display, in genere di tipo LCD. Attualmente i tester digitali si trovano sul mercato in una vastissima gamma di prezzi, da circa dieci euro ad alcune centinaia di euro; costano sicuramente meno di quelli analogici e, a parità di prezzo, consentono misure più accurate.

L'uso di un multimetro analogico può essere vantaggioso nel caso di tensioni variabili, poichè il movimento della lancetta può seguire costantemente le fluttuazioni della grandezza misurata, contrariamente al digitale che richiede un certo tempo per elaborare il valore corretto. Un altro vantaggio del modello analogico consiste nella possibilità di funzionare anche senza una batteria di alimentazione (tranne quando si vogliano fare misure di resistenza).

In questa sede vedremo alcuni esempi su come usare un tester digitale di tipo economico, come quello illustrato in figura 2; naturalmente, a parte qualche leggera differenza, il modo di operare è lo stesso anche nel caso di altri modelli di tester. Come si può notare, l'elemento centrale è un selettore rotante, che consente di scegliere il tipo ed il campo di misura. Il valore misurato appare sul display nella parte alta, in genere di tipo LCD, che può avere 3 o 4 cifre.
Qualunque tester fa uso di due cavi di collegamento (figura 3), uno rosso ed uno nero: ad una delle estremità ciascun cavo ha una spina da inserire nell'apposita boccola presente sul tester; dal lato opposto i cavi terminano con un puntale metallico, usato per "toccare" i punti da sottoporre a misura.

Misura di tensioni continue

Per effettuare misure di tensioni continue, occorre ruotare il selettore nel settore indicato come DCV, cioè "Direct Current Voltage" (figura 4).
Se si ha un'idea approssimativa del valore da misurare, si può scegliere il valore immediatamente superiore, altrimenti è sempre bene partire dal valore più alto, per poi scendere ed affinare la misura.
Volendo per esempio misurare la tensione di una pila, che sappiamo essere circa 1,5 V, ruoteremo il selettore su 2000m (che sta per 2000 mV, cioè 2 volt).

Per qualunque tipo di misura, i tester migliori offrono una maggiore scelta di valori su cui commutare il selettore, in modo da poter sempre selezionare un fondo scala il più possibile vicino alla grandezza da misurare.
Per eseguire le misure occorre inserire i puntali nelle boccole che si vedono in figura 5: il cavo nero va inserito in quella indicata con N, mentre il cavo rosso va inserito in una delle boccole indicate con R; precisiamo che va sempre utilizzata la boccola marcata con VΩmA, tranne un caso, che vedremo in seguito, in cui si usa la boccola 10ADC.

Supponiamo adesso, nel circuito di figura 6, di volere, per esempio, determinare la tensione presente sul collettore del transistor. Collegheremo allora il nostro tester come in figura 7: metteremo il puntale rosso a contatto con il collettore del transistor, mentre collegheremo il puntale nero al negativo dell'alimentazione, cioè alla massa; questo perchè noi vogliamo eseguire la misura prendendo come tensione di riferimento lo "zero" dell'alimentazione.
Non sempre tuttavia le misure devono essere riferite alla massa del circuito; potremmo, per esempio, voler misurare la tensione V_CE del transistore, ovvero conoscere la differenza fra la tensione presente sul collettore e quella presente sull'emettitore. In questo caso, portato il puntale rosso a contatto con il collettore del transistor, collegheremo il puntale nero non più alla massa, ma all'emettitore (come illustrato in figura 8); abbiamo cioè eseguito una misura di tensione "differenziale".

E' opportuno a questo punto fare un'osservazione: nel momento in cui noi colleghiamo il tester al circuito per effettuare una misura, in realtà modifichiamo, in modo più o meno importante, il circuito stesso; il tester è infatti caratterizzato da una propria impedenza d'ingresso, che viene a trovarsi in parallelo all'elemento di circuito sottoposto a misura.
Pensiamo, per esempio, alla misura della tensione di base di un transistor: il circuito di figura 6, in seguito al collegamento del tester, risulta modificato come in figura 9: Zt, che rappresenta l'impedenza d'ingresso del tester, trovandosi in parallelo ad R2 ne modifica il valore. La tensione che leggiamo è pertanto alterata dalla presenza di Zt; più è basso il valore di Zt, maggiore è l'errore causato dal suo inserimento in circuito.
E' per tale motivo che nel valutare la bontà di un tester riveste notevole importanza la sua impedenza d'ingresso, che deve essere il più alta possibile per non influenzare eccessivamente il circuito sotto misura.

Come usare il tester (parte seconda)