Cavi di misura

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

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.

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.

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.