Apunte proporcionado por Eugenio Martínez Villagómez Apuntes de Electrónica Aprenda a usar el multímetro o polimetro Un utilísimo instrumento Uno de los instrumentos más útiles a la disposición de los electricistas es el llamado multímetro o medidor universal. Se trata de un aparato electrónico para hacer mediciones de la resistencia, de la corriente alterna o continua y del voltaje. Algunos incluyen también una escala de decibeles, así como de un frecuencímetro. Este aparato para la medición de tensiones en voltios, resistencias en ohmios y corrientes en miliamperios es utilizado ampliamente por los técnicos de radio, televisión y electrónica para la comprobación general de circuitos y componentes. En este artículo, y en otros que le seguirán, nos proponemos hacer una breve explicación de los principios en que se basa el funcionamiento de los diversos tipos de medidores universales y de los usos prácticos que tienen. Haremos una revisión sencilla de los principios fundamentales del instrumento, de las pruebas de componentes tanto fuera de circuito como en los circuitos y de algunas aplicaciones fundamentales en la búsqueda de fallas en los equipos más comunes. Creemos que estas elementales nociones ayudarán a comprender las especificaciones de los diversos modelos y a escoger el que más se adapta a nuestras necesidades. Quien nunca ha realizado mediciones de este tipo puede aprender algo útil y que forma parte de la cultura tecnológica de nuestro tiempo, y quien ya tiene alguna experiencia puede mejorar la calidad del trabajo, ayudándole a comprender mejor lo que realiza en su banco de electrónica. Tipos de modelos En todo taller donde se efectúen mediciones eléctricas o electrónicas, lo mismo sea de un ingeniero electrónico que de un artesano casero, encontraremos algún tipo de medidor universal. Hay un tipo de modelo que no depende de ninguna fuente externa de alimentación. Algunos lo denominan voltohmmiliamperímetro o VOM. El VOM de transistor de efecto de campo tiene un amplificador transistorizado incorporado con el fin de aumentar su sensibilidad, también tenemos un medidor universal amplificado en el que la lectura viene en la forma de representación visual por medio de cristal líquido (LCD). Estos medidores, que substituyen a los antiguos modelos de tubo electrónico, son conocidos también como voltímetros digitales. Conalep Morelia II Página 1 Apunte proporcionado por Eugenio Martínez Villagómez Apuntes de Electrónica La mayoría de los modelos emplean un solo botón de posiciones múltiples que selecciona tanto la función como el alcance. Otros tienen dos botones: uno selecciona la función y el otro selecciona el alcance. Algunos tipos más perfeccionados seleccionan automáticamente el alcance y la polaridad, con lo que lo único que tiene que hacer el usuario es seleccionar la función deseada pues el mismo instrumento efectúa las selecciones correctas de alcance y polaridad. El mismo movimiento del medidor en este tipo de modelo, que es el que sirve para indicar las variaciones, es el llamado movimiento de D'Arsonval (por J. A. D'Arsonval [1851-1940], el físico francés que lo ideó), que consiste esencialmente en una bobina de alambre pequeña y ligera apoyada sobre cojinetes de piedra dura entre los polos de un imán permanente. Cuando la corriente continua que se va a medir pasa a través de la bobina, su campo magnético interactúa con el del imán permanente y origina que la bobina y la aguja indicadora que está adosada a ella giren. Así se produce un movimiento de la aguja directamente proporcional a la corriente que pasa por la bobina. Aunque algunos tipos de multímetros utilizan una o más baterías para mediciones de la resistencia solamente, los de transistores de efecto de campo y los digitales tienen una batería interna de 9 voltios para alimentar el amplificador y los otros conjuntos de circuitos. Se puede decir que es la sensibilidad y el número de alcances disponibles lo que diferencia a los medidores universales. Se puede añadir algún que otro detalle especial de diferenciación. La resistencia de entrada es tanto más alta cuanto más alta es la sensibilidad nominal del multrmetro y mientras más alta sea la resistencia de entrada de un instrumento de medición menos efecto tendrán las mediciones sobre los circuitos que se comprueban. Esta característica se torna muy importante cuando se hacen mediciones sobre circuitos que tienen un alto valor de resistencia. En el caso de los multímetros que no tienen amplificadores incorporados la sensibilidad viene expresada sobre la base ohms por voltio y mientras más elevados los ohms por voltio más sensible es el movimiento del metro y más elevado el valor de las resistencias adicionales usadas para los diversas escalas voltimétricas. Tomemos como ejemplo un instrumento cuya sensibilidad venga expresada nominalmente como de 1000 ohms por voltio. Ello quiere decir que tiene una carga de resistencia igual al valor de la cifra más elevada de cada alcance multiplicada por 1000. La escala de 15 voltios tendrá una resistencia de 15,000 ohmios. La elevada sensibilidad de este tipo de instrumento puede resultar muy valiosa para las comprobaciones, pues algunos están diseñados de manera que pueden medir corrientes continuas y voltajes muy bajos, lo que es adecuado para los circuitos de semiconductores, es decir, de conductores electrónicos con una resistividad entre la de los metales y la de los aislantes y en los que la concentración portadora de la carga eléctrica aumenta con la temperatura dentro de cierta gama térmica. Conalep Morelia II Página 2 Apunte proporcionado por Eugenio Martínez Villagómez Apuntes de Electrónica La resistencia de entrada de los multímetros con amplificadores de transistores de efecto de campo, y de los digitales, es constante (10 ó 20 megohmios) para todos los alcances. Esto les da una gran ventaja sobre los multímetros no amplificados, especialmente en los alcances bajos, pues con una carga de 10 megohmios (10 millones de ohmios) a través de una resistencia de 100,000 ohmios el error matemático resultante es sólo de un 0.1%. Debemos decir que, menos con los multímetros digitales, la sensibilidad en la función de corriente alterna es siempre menor que en la función de corriente continua, debido a pérdidas en el circuito rectificador. Sin embargo, la mayor parte de las mediciones de corriente alterna se hacen en circuitos de baja impedancia donde el efecto de carga es menos importante. Por ello resultan aceptables para la corriente alterna los multímetros analógicos (o sea, los que tienen medidores con aguja indicadora). El multímetro con amplificador El multímetro con transistor de efecto de campo emplea un amplificador electrónico para aumentar la sensibilidad de los instrumentos y proporcionar así una resistencia de entrada muy elevada. Tiene conectadas una serie de resistencias de alto valor (total: 10 megohmios) de la entrada a tierra, constituyendo la entrada y la tierra los dos cabezales comprobadores. Con el conmutador de alcance se seleccionan varios valores de resistencia en su secuencia de resistencias. Para leer en la escala más baja se selecciona la menor resistencia mientras que para la escala de voltaje mayor se selecciona la mayor resistencia. El voltaje de entrada es aplicado a la entrada de un amplificador de transistor de efecto de campo, después de lo cual dos amplificadores forman un puente teniendo entre ellos el movimiento del medidor. El transistor de efecto de campo está conectado a uno de los amplificadores de puente y variará la entrada basado en el voltaje de la entrada del transistor de efecto de campo. Mientras tanto, el otro amplificador está conectado a un punto de voltaje o tensión constante. La forma de operación del multímétro es, pues, simple: cuando no hay voltaje en el cabezal medidor, el puente está balanceado, ya que la corriente de cada amplificador Conalep Morelia II Página 3 Apunte proporcionado por Eugenio Martínez Villagómez Apuntes de Electrónica de puente es igual en valor y opuesta en polaridad. La aguja indicadora no se mueve del cero. Pero cuando el cabezal medidor es aplicado a un voltaje, la corriente del puente es alterada y oscila la aguja indicadora. El multímetro digital Las mediciones realizadas en circuitos y componentes con el medidor universal han sido llevadas a un grado de gran perfeccionamiento por la ingeniería electrónica moderna con el desarrollo del modelo digital. Resulta completamente fácil de leer, con su visualización digital del resultado de las mediciones. El conjunto de circuitos de un comprobador de despliegue digital es verdaderamente complicado y su estudio pertenece a un nivel avanzado de la tecnología electrónica. Bástenos saber que el voltaje que se está probando es cambiado en una serie de intervalos de tiempo que a su vez conecta y desconecta un oscilador. Las pulsaciones resultantes del oscilador son computadas por un contador y se muestran en forma de números sobre la pantallita digital. Casi todos los modelos que se fabrican utilizan un despliegue de cristal líquido (LCD) para la lectura. y todos tienen una resistencia de entrada constante de 10 megohmios. Los mejores modelos del tipo digital son los multímetros de alcance automático. Se ajusta el indicador en la función que se desea y el instrumento hace lo demás. Es tan sencillo como tocar con el cabezal medidor el circuito que se quiere medir y leer el valor que se indica en unos dígitos de aproximadamente media pulgada de alto. Miden por lo general hasta 1000 voltios de corriente continua, 500 voltios de corriente alterna, 200 mA de corriente continua y 20 megohmios de Conalep Morelia II Página 4 Apunte proporcionado por Eugenio Martínez Villagómez Apuntes de Electrónica resistencia. Son completamente portátiles y utilizan una batería de 9 voltios. Una palabra sobre seguridad No podríamos terminar estas nociones generales sobre el multímetro sin recomendar un cuidado extremo al comprobar cualquier circuito que opere con alto voltaje. Un circuito que aparentemente esté sin corriente puede a veces resultar letal debido a las cargas almacenadas en los condensadores de filtraje. Aunque esta advertencia parezca muy obvia, deberá tenerse en cuenta que la corriente casera, por lo común, tiene un voltaje de 120 voltios, por lo que puede resultar peligroso hacer contacto con la línea teniendo las manos mojadas o húmedas. Otra advertencia es la de que si está de pie sobre una superficie húmeda o metálica, puede matarse incluso si hace contacto con el lado "Vivo" de la línea con una sola mano. Y los defectos en los circuitos de equipos electrónicos que no funcionan bien pueden hacer aparecer altos voltajes peligrosos en puntos inesperados. Finalmente, una regla de oro: cuando haga mediciones de voltaje, comience con el selector de alcance en el alcance más alto si no conoce el voltaje que va a medir. Un voltaje excesivo podría destruir algunas de las resistencias en el circuito medidor y el mismo movimiento del medidor. Haciendo esto, protegerá su multímetro. Conalep Morelia II Página 5
