Oltre gli ohm: test pratici della resistenza con un multimetro digitale

Perché la misurazione della resistenza è ancora importante nei moderni sistemi di controllo

Le misurazioni della tensione e della corrente sono alla base della maggior parte delle attività di ricerca dei guasti elettrici, ma la misurazione della resistenza rimane uno dei metodi diagnostici più rivelatori nella manutenzione industriale. Quando l’alimentazione deve rimanere isolata per motivi di sicurezza, le misurazioni della resistenza diventano spesso il modo più rapido per identificare bobine danneggiate, conduttori interrotti o componenti in cortocircuito.

Per i tecnici che lavorano su armadi PLC, avviatori per motori, pannelli con relè o circuiti di strumentazione, comprendere la misurazione della resistenza è più di una competenza di base. Influisce direttamente sulla rapidità della manutenzione, sull’affidabilità dell’avviamento e sulla sicurezza delle apparecchiature.

In molte strutture moderne, gli ingegneri combinano strumenti di misurazione portatili con piattaforme di controllo avanzate, come i sistemi PLC e PAC, per ridurre i tempi di ricerca dei guasti durante la messa in servizio e le operazioni di arresto.

Capire cosa rivela realmente la resistenza

La resistenza descrive quanto un componente si oppone al flusso di corrente. Maggiore è la resistenza, minore sarà la corrente prevista a parità di tensione applicata. Questa relazione costituisce il fondamento di quasi tutte le procedure di diagnosi elettrica.

La legge di Ohm definisce la relazione tra tensione, corrente e resistenza:

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Negli ambienti industriali, le misurazioni della resistenza aiutano i tecnici a determinare se un circuito può condurre correttamente la corrente quando l’alimentazione viene ripristinata nel sistema.

Figura 1. La misurazione della resistenza della bobina aiuta a confermare che l’avvolgimento del contattore sia ancora integro dal punto di vista elettrico prima di alimentare il circuito.

Cortocircuiti e circuiti aperti

Un valore di resistenza vicino allo zero indica generalmente una condizione di cortocircuito. Una resistenza eccessivamente bassa consente alla corrente di aumentare rapidamente, causando spesso l’intervento dei fusibili o degli interruttori automatici.

All’estremo opposto, la maggior parte dei multimetri digitali visualizza «OL» quando la resistenza diventa estremamente elevata. Ciò indica un circuito aperto, in cui il flusso di corrente non può verificarsi.

Quando la misurazione della resistenza diventa più utile

Le misurazioni della tensione confermano solo che esiste un potenziale elettrico tra due punti. Non rivelano sempre se una corrente utile può attraversare il dispositivo sotto carico.

Il test della resistenza fornisce informazioni aggiuntive. Aiuta i tecnici a stimare la corrente assorbita prevista prima che il circuito venga alimentato.

Valutazione di bobine e componenti passivi

Le bobine dei relè, i solenoidi e i contattori spesso si guastano gradualmente anziché in modo catastrofico. Un avvolgimento parzialmente danneggiato può comunque mostrare la tensione nominale durante il funzionamento, assorbendo però una corrente anomala.

Il test della resistenza rende rapidamente visibili questi cambiamenti nascosti.

Figura 2. Il test di resistenze di basso valore richiede attenzione alla resistenza dei puntali, perché anche piccoli errori di misurazione diventano significativi.

I team di manutenzione che supportano sistemi di controllo legacy spesso fanno largo affidamento sui controlli della resistenza per verificare il cablaggio sul campo e i componenti di ricambio dei sistemi Allen-Bradley SLC 500 o dei pannelli più vecchi basati su relè.

Errori comuni di misurazione che i tecnici dovrebbero evitare

La resistenza dei puntali può falsare le letture

I puntali del multimetro introducono piccoli valori di resistenza nella misurazione. Nei circuiti ad alta resistenza, questa frazione aggiuntiva di ohm è trascurabile. Nei componenti a bassa resistenza, invece, diventa critica.

Una resistenza nominale di appena pochi ohm può sembrare difettosa se i tecnici non tengono conto della resistenza dei puntali di misura.

Non misurare mai la resistenza su un circuito sotto tensione

La modalità resistenza inietta la tensione della batteria interna attraverso il dispositivo sottoposto al test. Se nel circuito è già presente una tensione esterna, il multimetro può visualizzare valori instabili o negativi.

Ancora più importante, i circuiti sotto tensione possono danneggiare i delicati circuiti delle portate di resistenza all'interno del multimetro.

La buona pratica prevede sempre di isolare almeno un lato del componente prima della misurazione.

Figura 3. Scollegare un lato del componente impedisce ai percorsi paralleli del circuito di influenzare la misurazione.

I circuiti in corrente alternata introducono ulteriore complessità

I multimetri standard applicano una tensione continua durante la misurazione della resistenza. A causa di questa limitazione, gli effetti induttivi e capacitivi presenti nei sistemi in corrente alternata non vengono rilevati accuratamente durante il test.

Motori industriali, trasformatori e circuiti di rifasamento si comportano diversamente in presenza di corrente alternata. In queste applicazioni, l'impedenza diventa più importante della pura resistenza in corrente continua.

Questa distinzione è molto importante negli impianti che utilizzano azionamenti a frequenza variabile, sistemi a turbina o grandi motori di processo collegati tramite moderne piattaforme di azionamento e controllo del movimento.

L’elettronica a stato solido richiede un approccio diverso

La moderna elettronica industriale raramente si comporta come semplici resistori. Componenti come diodi, transistor e relè a stato solido modificano le proprie caratteristiche in base alla tensione applicata.

Un dispositivo a semiconduttore può sembrare integro durante un test di resistenza, pur guastandosi completamente durante il funzionamento reale.

Per questo, durante la ricerca guasti avanzata, i tecnici esperti combinano le misurazioni della resistenza con l’analisi della tensione sotto carico.

Approfondimento sul settore: perché le competenze elettriche di base stanno tornando

Man mano che i sistemi industriali diventano sempre più dipendenti dal software, molti impianti si trovano oggi ad affrontare una carenza di tecnici a proprio agio con la diagnostica elettrica di base. Ironia della sorte, la misurazione della resistenza rimane uno dei metodi più efficaci per diagnosticare sofisticati sistemi di automazione.

Che si tratti di effettuare la manutenzione di quadri PLC, sistemi di protezione dei macchinari o reti I/O distribuite, la capacità di interpretare le letture della resistenza continua a distinguere gli esperti della ricerca guasti da chi si limita a sostituire componenti.

Gli strumenti di misura portatili possono sembrare semplici, ma nelle mani di personale esperto continuano a superare molti sistemi di diagnostica automatizzata durante gli interventi di manutenzione reali.

Una prospettiva pratica dal campo

Molti ingegneri più giovani si concentrano soprattutto sugli strumenti di diagnostica software e di comunicazione Ethernet. Queste competenze sono importanti, ma la misurazione della resistenza rimane essenziale perché i guasti elettrici hanno ancora origine a livello fisico.

Una bobina danneggiata, un terminale allentato, un conduttore corroso o un resistore parzialmente guasto possono arrestare un’intera linea di produzione molto prima che un PLC generi un allarme.

I migliori professionisti della manutenzione comprendono sia l’architettura dei sistemi di controllo digitale sia i principi fondamentali delle misurazioni elettriche. La misurazione della resistenza si trova esattamente all’intersezione di questi due ambiti.

Oliver Grant | Giornalista senior specializzato in sistemi industriali

Oliver Grant vanta 14 anni di esperienza nella trattazione dell’automazione industriale, della manutenzione elettrica e della diagnostica dei macchinari. La sua esperienza comprende progetti di integrazione sul campo che hanno coinvolto le piattaforme Siemens SIMATIC, i sistemi di processo Emerson e le applicazioni di controllo motori di Rockwell Automation presso impianti manifatturieri ed energetici.