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El multímetro, funciones y tipos

¿Qué es el multímetro? ¿Cuáles son los elementos del multímetro? ¿Qué es lo que mide un multímetro? ¿Por qué es mejor el multímetro digital?

Tema: El Multímetro, aparato medidor de voltaje

21-Jun-2006 QuimiNet Eléctrica, Electrónica
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Foto por: © Getty Images
Medidor
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El amperímetro, el voltímetro y el ohmiómetro utilizan un galvanómetro para hacer su medición. La diferencia entre estos aparatos es el circuito utilizado con el movimiento básico. Es claro que se puede diseñar un instrumento para realizar las tres funciones de medición. Este dispositivo, tiene un interruptor de función que selecciona el circuito apropiado al galvanómetro y es llamado comúnmente multímetro o medidor-volt-ohm-miliampere (VOM).

Uno de los instrumentos de propósitos más versátiles, capaz de medir voltajes de cd y ca, corriente y resistencia; es el multímetro electrónico de estado sólido o VOM.

Aunque los detalles del circuito varían de un instrumento a otro, un multímetro electrónico generalmente contiene los siguientes elementos:

  • Amplificador de cd de puente–equilibrado y medidor indicador.
  • Atenuador de entrada o interruptor de RANGO, para limitar la magnitud del voltaje de entrada al voltaje deseado.
  • Sección de rectificación para convertir el voltaje de ca de entrada en voltaje de cd proporcional.
  • Batería interna y un circuito adicional para proporcionar la capacidad para medir resistencias.
  • Interruptor de FUNCIÓN, para seleccionar las distintas funciones de medición del instrumento.

Además el instrumento suele incluir una fuente de alimentación para su operación con la línea de ca y, en la mayoría de los casos, una batería para operarlo como instrumento portátil de prueba.

Multímetros analógicos

Los multímetros analógicos son instrumentos de laboratorio y de campo muy útiles y versátiles, capaces de medir voltaje (en cd y ca), corriente, resistencia, ganancia de transistor, caída de voltaje en los diodos, capacitancia e impedancia. Se les llama por lo general multimeters (en inglés se les llama VOM, volt ohm miliammeters).

En últimas fechas se han ampliado  y mejorado las posibilidades de funcionamiento de esos medidores se ha aumentado en forma considerable sus posibilidades y su exactitud. Además, mediante el empleo de amplificadores de entrada con transistores de efecto de campo (FET) para mediciones de voltaje cd, sus impedancias rebasan con frecuencia a los 100 MΩ. Por último la escala del óhmetro ya no se ha de llevar a cero para compensar los cambios internos del voltaje de batería o los cambios de escala.

Las mediciones de voltaje se pueden efectuar sobre el rango de 0.4 mV hasta 1000 V con exactitudes de 0.1 por ciento. Las mediciones de corriente se pueden llevar a cabo desde 0.1 μA hasta 10 A con exactitudes de 0.2 por ciento. Se miden resistencias tan altas como 40 MΩ con exactitud de 1 por ciento. Las mediciones de resistencia menores tienen una exactitud de 0.2 por ciento.

Los multímetros digitales han tomado el lugar de los multímetros con movimientos de D'Arsonval por dos razones principales: mejor exactitud y eliminación de errores de  lectura.  Sin embargo con frecuencia se agrega una escala analógica en la escala digital para dar una indicación visual de entradas que varían con el tiempo. La posibilidad  de observar la indicación del medidor en forma analógica es muy importante cuando se estén localizando fallas en sistemas de instrumentación, por ejemplo, la rapidez con que cambia una variable, al igual que su magnitud, pueden dar indicaciones valiosas en muchas situaciones de localización de problemas.

Los Multímetros Digitales

La mayoría de los multímetros digitales se fabrican tomando como base ya sea un convertidor A/D de doble rampa o de voltaje a frecuencia, con ajuste de rango. Para dar flexibilidad para medir voltajes en rangos dinámicos más amplios con la suficiente resolución se emplea un divisor de voltaje  para escalar el voltaje de entrada. 

Para lograr la medición de voltajes de ca se incluye un rectificador en el diseño del medidor. Como las exactitudes de los rectificadores no son tan altas como las de los circuitos de medición de voltaje de cd, las exactitudes general de los instrumentos de medición de ca es menor que cuando se miden voltajes de cd (las exactitudes para voltajes de ca van desde  + 1.012 hasta + 1 por ciento + 1 digito). Las corrientes se miden haciendo que el voltímetro digital determine la caída de voltaje a través de una resistencia de valor conocido y exacto.

Aunque el valor de una resistencia se puede especificar con mucha exactitud hay cierto error adicional debido al cambio de resistencia como función del efecto de calentamiento de la corriente que pasa a través de ella.

Hay que tener cuidado al emplear la función de medición de corriente. No se debe permitir que pase demasiada corriente a través de la resistencia. Las exactitudes típicas de las mediciones de corriente de cd van desde + 0.03 hasta + 2 por ciento de la lectura + 1 dígito, mientras que para corriente alterna son de  + 0.05 a + 2 por ciento + 1 dígito.

El voltímetro digital se convierte en óhmetro cuando se incluye en él una fuente muy exacta de corriente. Esta fuente circula corriente a través de la resistencia que se mide y el resto de los circuitos del vóltmetro digital monitorea la caída de voltaje resultante a  través del electo. La fuente de corriente es exacta sólo para voltajes menores que el voltaje de escala completa del vóltmetro digital. Si la resistencia que se mide es demasiado grande, la corriente de prueba de la fuente de poder disminuirá. Las exactitudes de los voltímetros digitales multiusos que se emplean apara medir la resistencia van desde + 0.002 por ciento de la lectura + 1 dígito hasta  + 1 por ciento de la lectura + 1 dígito.

Muchos multímetros digitales son instrumentos portátiles de baterías. Algunos se diseñan con robustez para permitirles soportar los rigores de las mediciones de campo. Otros poseen características tales como operación de sintonización automática de rango (lo cual significa que el medidor ajusta de manera automática sus circuitos de medición para el rango de voltaje, corriente o resistencia), compatibilidad con salida decimal codificada binaria o IEEE-488, y medición de conductancia y aun de temperatura.

Proveedores de multímetros

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Estos verdaderos analizadores de redes proporcionan mediciones de 47 a 251 parámetros eléctricos (según el modelo), incluyendo valores de corriente y voltaje entre líneas y fase, frecuencia, potencia activa, reactiva y aparente, desplazamiento del factor de potencia, energía consumida y generada, armónicos hasta Nº22, demanda máxima y memorización de valores promedios, mínimos y máximos. Además, pueden automatizar sistemas de protección mediante salidas digitales programables, con funciones de máximo y mínimo de los parámetros monitoreados.

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