STRUMENTI CON UN’ANIMA DIGITALE

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AX-T2090

Rilevatore di tensione e cavi senza contatto; 12÷400VAC

AX-3003P

Alimentatore: da laboratorio programmabile; Canali: 1; 0÷30VDC

AX-5002

Misuratore della temperatura; LCD 4 cifre, retroilluminato

AX-CP-04-R

Pinza di misurazione; con punzone; 10A; rosso; 4mm

AX-LCR42A

Ponte RLC; 20÷200MΩ; Prec.di misurazione R: ±0,3%; 200p÷20mF

AX-7020

Multimetro analogico; Caratteristiche: universale; 95x46x168mm

AX-CP-07-R

Pinza di misurazione; a tenaglie; 10A; rosso; Contatti: ottone

AX-176

Multimetro digitale; LCD (6600), retroilluminato; 3x/s; True RMS

AX-2040

Pinza amperometrica digitale AC; LCD (4000), retroilluminato

AX-B150

Camera d'ispezione; Display: LCD 2,4" (320x240); Lung.cond: 1m

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Cavi di misura

Cavo di misura tipico per multimetro
Fig. 1. Cavo di misura tipico per multimetro. Su un’estremità il cavo dispone di uno spinotto angolare a banana con baionetta isolata, sull’altra estremità di una sonda ad ago con protezioni supplementari

I cavi di misura sono elementi di collegamento destinati all’impiego con strumenti di misura, pertanto i loro parametri sono scelti in base alle funzioni dello strumento di misura con cui dovranno essere utilizzati. Il gruppo che presenta l’assortimento più vasto è costituito dai cavi destinati all’impiego con multimetri (fig. 1).

Sull’estremità che verrà collegata allo strumento di misura i cavi sono terminati con connettori a banana di diametro standardizzato da 4 mm con punta scoperta o coperta con una protezione di plastica. Le versioni dotate di protezione limitano la possibilità di scosse elettriche dovute al contatto con il circuito esaminato, durante il collegamento e la manipolazione del cavo; ciò poiché i multimetri consentono la misurazione di tensioni elevate.

Oltre che nei multimetri, i cavi di misura vengono utilizzati per il collegamento di:

  • alimentatori da laboratorio,
  • misuratori RLC,
  • generatori,
  • carichi elettronici,
  • dispositivi simili.

Il cavo di misura deve essere il più flessibile possibile ed allo stesso tempo deve assicurare la possibilità di misurare la corrente che passa attraverso il dispositivo (deve disporre di una sezione elevata) e deve disporre di un isolamento che protegga contro le alte tensioni.

Queste diverse esigenze, spesso contrastanti, vengono soddisfatte dai produttori mediante la creazione di vasta gamma di prodotti, in cui invece di un singolo cavo "universale", sono presenti versioni dedicate, caratterizzate da un’elevata flessibilità e dotate di isolamento in silicone, per la misurazione di correnti elevate (con conduttore di sezione di persino 2,5 mm2) o per la misurazione di tensioni elevate.

L'altra estremità del cavo è dotata di connettori di prova a forma di ago, coccodrilli, connettori a banana o clip, che consentono l’installazione del terminale di prova in corrispondenza del punto in cui deve essere effettuata la misurazione. I cavi dotati di connettori banana-banana d’altra parte consentono il posizionamento sull’altra estremità di una clip o un morsetto di prova, assicurando così un’elevata flessibilità di utilizzo.
La vasta gamma disponibile sul mercato consente inoltre di scegliere il cavo dal punto di vista del colore e della lunghezza, e della presenza di connettori dritti ed angolari.

Norme di qualità degli isolamenti e categorie

La norma IEC/EN61010-1 in vigore, definisce quattro classi di isolamento per l’utilizzo con strumenti di misura (I-IV).

Più alta è la classe, maggiore è l'efficacia della protezione degli strumenti di misura contro le sovratensioni e superiore è la qualità dell’isolamento dei cavi di prova.

Il numero della classe viene espresso assieme alla tensione massima di esercizio, che può essere presente tra i morsetti di prova dello strumento o tra i morsetti di prova e la messa a terra (tabella 1). Contemporaneamente viene definita la classe di protezione contro le sovratensioni.

Classe di isolamento Tensione di esercizio [V] Sovratensione max. [V] Impedenza della sorgente [Ω] Applicazioni
 I  600  2500  30  Dispositivi elettronici
 1000  4000
 II    600  4000  12    Dispositivi installati all’interno di impianti domestici monofase
 1000  6000
 III    600  6000  2    Dispositivi industriali e di illuminazione installati all’interno di impianti trifase
 1000  8000
 IV  600  8000  Sistemi di distribuzione dell’energia elettrica all’interno di impianti trifase
Tabella 1. Classi di isolamento secondo la norma IEC/EN61010-1. < / h5 >< / div >

Nel caso dei cavi di prova,

più alta è la classe del cavo, maggiore sarà il livello di protezione per le persone che lo utilizzano,

questo costituisce un criterio di notevole importanza soprattutto in presenza di stati transitori, dove i potenziali superano più volte i valori nominali.

Più alta è la classe di isolamento, maggiore sarà la protezione dell’ago di prova, in modo da aumentare la distanza tra il terminale di prova e la mano che tiene la sonda.

Per i cavi di classe III i IV l’elemento scoperto misura solo 4 mm, per la classe I e II la parte scoperta è di soltanto 19 mm (fig. 2).

Per garantire una protezione efficace, nel caso dei cavi di misura di classe superiore, inoltre è necessario l’impiego di soluzioni speciali, quali conduttori con doppio isolamento, coperture per impedire il contatto con gli elementi metallici dei connettori a banana e dei coccodrilli.

I cavi di misura spesso vengono piegati, causando così sfregamenti e danni meccanici dell’isolamento, per questo motivo i prodotti di marchi rinomati sono dotati di conduttori coperti con due strati isolanti di colori diversi. Il danneggiamento dello strato esterno renderà visibile il colore dello strato interno (fig. 3).

Fig. 3. Secondo i più recenti requisiti della norma IEC/EN6101-031, i cavi di prova devono disporre di un indicatore di usura o devono essere realizzati con conduttori provvisti di doppio isolamento.

Questo meccanismo consente la segnalazione all’utente della necessità di sostituire il cavo, svolgendo la funzione di un indicatore di usura del cavo di prova.

Insieme all'ultimo aggiornamento della norma, nell’edizione IEC/EN6101-031, i produttori sono stati costretti ad introdurre nei cavi di misura degli indicatori di usura, e dove ciò non fosse possibile, ad impiegare dei conduttori provvisti di doppio isolamento. Inoltre i coccodrilli ed i connettori in posizione chiusa devono presentare una struttura tale da impedire il contatto del corpo con le parti metalliche, questi devono essere realizzati nella tecnologia dei cosiddetti connettori sicuri (fig. 4).

Fig. 4. In posizione chiusa i clip di classe II-IV devono presentare parti metalliche protette in modo tale da impedirne il contatto con la mano.

Bisogna ricordare che

la classe del cavo di prova ed i parametri dello stesso, associati al carico massimo di corrente, devono essere compatibili con le funzionalità di uno specifico strumento;

poiché in caso di incompatibilità, ai fini delle capacità di misurazione e del livello di sicurezza l'elemento più debole è quello decisivo.

Cavo coassiale
Fig. 5. Cavo coassiale con coccodrilli destinati all’impiego con oscilloscopi o generatori

Cavi coassiali di prova

Il secondo gruppo dei cavi di prova è costituito dalle versioni che sfruttano cavi coassiali e connettori BNC su un’estremità, che può essere collegata ad oscilloscopi, generatori e frequenzimetri e strumenti di misura che operano in alta frequenza (come gli analizzatori di spettro (fig. 5).

L'altra estremità di questo cavo solitamente è terminata con una clip in miniatura o una coppia coccodrillo-ago di prova, che consente il collegamento stabile alla massa del dispositivo, e la successiva esecuzione delle misurazioni con una sola mano, mediante l’applicazione nei punti di prova.

Questa tipologia di cavi comprende anche versioni con connettori BNC su entrambe le estremità, utilizzati per il collegamento di apparecchiature da laboratorio, cavi BNC-banana che consentono l'installazione dei terminali dedicati, nonché cavi BNC-coccodrilli (nelle versioni coperte e scoperte), utilizzati il più delle volte nei generatori per l’invio di segnali di prova.

Considerato che parte degli oscilloscopi svolge anche la funzione di analizzatore di stati logici; sul mercato inoltre sono disponibili soluzioni dedicate con connettore BNC e terminate sull’altra estremità con connettori del tipo gold pin per aghi. Tale utilizzo è previsto anche per i cavi BNC-doppia banana, utilizzati per le misurazioni delle grandezze elettriche, ad es. negli analizzatori di qualità dell’energia.
A sua volta, per la misurazione ed il collegamento nei sistemi a microonde vengono utilizzati cavi con connettori SMA, MMCX per gamme di alta frequenza.
Come nel caso dei cavi per strumenti di misura, i cavi coassiali dispongono di categorie che definiscono la tensione massima di esercizio. La misurazione della corrente mediante metodo diretto con questo tipo di cavi non viene eseguita, vengono utilizzati metodi indiretti che sfruttano pinze amperometriche o trasformatori. Tutti i cavi descritti si differenziano anche in termini di lunghezza, che può variare da alcune decine di centimetri a ca. 1,5-2 metri, di norma i cavi per le alte frequenze sono corti.

Cavo coassiale
Fig. 6. Le pinzette di misura consentono una comoda misurazione dei componenti SMD

Pinzette di misura

La misurazione dei parametri dei componenti presenti all’interno di alloggiamenti per il montaggio superficiale con l’utilizzo di normali aghi di prova non è affatto semplice. I componenti sono così piccoli, che il posizionamento dei terminali richiede una notevole destrezza e la necessità di utilizzare entrambe le mani, inoltre gli elementi più piccoli possono essere danneggiati a causa di un’eccessiva pressione esercitata sugli stessi. Purtroppo condensatori, induttanze e resistori negli alloggiamenti di piccole dimensioni sono privi di denominazioni e la necessità di eseguire le misurazioni diventa sempre più frequente, soprattutto negli studi di progettazione e nei dipartimenti di assistenza tecnica.

In questo caso le pinzette di misura in plastica con estremità in metallo, collegate a conduttori separati e terminate con connettori a banana scoperti, possono rivelarsi un aiuto prezioso (fig. 6).

Questa soluzione consente il contatto sicuro e delicato delle lamelle di prova con i componenti SMD, il tutto con l’impiego di una sola mano e in presenza dell’isolamento necessario. Con l'altra mano è quindi possibile regolare lo strumento di misura.