Descrevemos a montagem de um sensível multímetro para a medida de tensões muito baixas, da ordem de 1 mV na escala menor, operando tanto com um instrumento comum como um multímetro que tenha uma escala baixa de tensões ou correntes. O circuito é alimentado por fonte simétrica ou duas baterias de 9 V.
A dificuldade maior que encontramos ao tentar usar um multímetro comum na medida de tensões muito baixas é a sua sensibilidade;
A resistência apresentada por estes instrumentos afeta o circuito em que está sendo feita a medida, alterando a tensão nele existente.
Este problema não é apresentado pelos multímetros digitais, mas não são todos que possuem um instrumento deste tipo.
Utilizando um amplificador operacional é possível ter um aumento da sensibilidade e com a amplificação, medir tensões de valores muito baixos utilizando um instrumento comum.
Nosso instrumento utiliza um amplificador operacional muito conhecido, e barato, que é o 741 apresentando 7 escalas que podem medir correntes em fundos e 1 a 100 mV.
A precisão das medidas dependerá apenas da precisão dos resistores utilizados.
Sugerimos a utilização de tipos de 1% ou 2% de tolerância para se obter um instrumento de boa precisão.
Pode-se partir de resistores comuns selecionando-os em um lote, coma ajuda de um multímetro digital.
A sensibilidade que obtemos é de 1 MΩ/Volt em todas as escalas.
Funcionamento
A base do circuito é um amplificador operacional que é alimentado por uma fonte simétrica e tem na sua saída um instrumento indicador.
Podemos usar instrumentos com fundos de escala entre 200 µA e 1 mA.
O amplificador operacional opera com um ganho baixo, pois sua principal função é antes proporcionar um aumento da resistência de entrada, fornecendo uma baixa resistência de saída.
A finalidade do trimpot P1 é ajustar o ponto de offset do operacional, zerando sua saída na ausência de tensão de entrada.
A rede divisora com resistores determina a escala de tensão medida.
Em P2 ajustamos o fundo de escala do instrumento em função de suas características.
Os componentes P2, R10 e R11 dependem do fundo de escala do instrumento conforme a seguinte tabela.
| Instrumentos | P2 | R10 | R11 |
| 200uA | 10k | 2k2 | 4k7 |
| 500uA | 4k7 | 1k | 2k2 |
| 1mA | 2k2 | 470R | 1k |
A fonte de alimentação simétrica para o circuito é mostrada na figura1.
Montagem
O diagrama completo do milivoltímetro, sem a fonte, é mostrado na figura 2.
A alimentação também pode ser feita com duas baterias de 9 V ligadas conforme mostra a figura 3.
Uma placa de circuito impresso para a montagem é mostrada na figura 4.
Na montagem, observe a posição do circuito integrado e a polaridade do instrumento indicador.
Pode ser usada uma chave seletora com os resistores soldados diretamente aos seus terminais, conforme mostra a figura 5.
Este tipo de chave não é muito simples de encontrar, mas como alternativa podem ser usados bornes onde as pontas de prova serão encaixadas nos pontos correspondentes.
Prova e Uso
Ligue a alimentação do circuito e ajuste inicialmente em P1 a tensão no instrumento, colocando-o num ponto em que a indicação seja zero.
Depois, usando uma fonte de alimentação de precisão, aplique 1 V no circuito com a seleção feita para esta tensão e ajuste P2 para que o instrumento indique o máximo de sua escala.
Será interessante calibrar depois o instrumento com valores de 0 a 1 que serão usados como referência.
O instrumento estará pronto para ser usado.
Cuidado para não aplicar tensões elevadas na entrada do instrumento, pois ele pode sofrer danos irreversíveis.
CI-1 – 741 – circuito integrado
M1 – Microamperímeto – ver texto
P1 – 10k – trimpot
P2 – trimpot conforme instrumento – ver texto
R1 – 750 k Ω – resistor 1%
R2 – 150 k Ω – resistor 1%
R3 – 75 k Ω – resistor 1%
R4 – 15 k Ω – resistor 1%
R5 – 7k5 Ω – resistor 1%
R6 – 1k5 Ω – resistor 1%
R7 – 1k Ω – resistor 1%
R8, R9 – 1M Ω x 1/8 W – resistores – marrom, preto, verde
R10, R11 – resistores – ver texto
Diversos:
Placa de circuito impresso, material para fonte, caixa para montagem, chave seletora ou bornes, fios, solda, etc.