{"id":1425,"date":"2020-07-13T04:54:05","date_gmt":"2020-07-13T02:54:05","guid":{"rendered":"https:\/\/lab.fawno.com\/?p=1425"},"modified":"2023-06-19T15:18:30","modified_gmt":"2023-06-19T13:18:30","slug":"","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/lab.fawno.com\/en\/2020\/07\/13\/el-multimetro\/","title":{"rendered":"","raw":""},"content":{"rendered":"","protected":false,"raw":""},"excerpt":{"rendered":"","protected":false,"raw":""},"author":1,"featured_media":1620,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_coblocks_attr":"","_coblocks_dimensions":"","_coblocks_responsive_height":"","_coblocks_accordion_ie_support":"","_editorskit_title_hidden":false,"_editorskit_reading_time":9,"_editorskit_typography_data":[],"_editorskit_blocks_typography":"","_editorskit_is_block_options_detached":false,"_editorskit_block_options_position":"{}","_es_post_content":"\n
Un mult\u00edmetro<\/a><\/strong>, tambi\u00e9n denominado pol\u00edmetro<\/a>\u200b o tester, es por antonomasia el instrumento de medida indispensable para un electr\u00f3nico o electricista<\/strong>, y por extensi\u00f3n, a cualquiera que realice alg\u00fan trabajo que implique electricidad, ya sea por hobby o por realizar una peque\u00f1a reparaci\u00f3n dom\u00e9stica.<\/p>\n\n\n\n Existen dos tipos de mult\u00edmetros, los digitales y los anal\u00f3gicos. Mientras que los primeros basan su funcionamiento en cuantificar la magnitud a medir, y por tanto podemos decir que realmente est\u00e1n midiendo, los segundos realizan una representaci\u00f3n visual de la magnitud estudiada y somos nosotros quienes realizamos la medici\u00f3n en \u00faltima instancia.<\/p>\n\n\n\n Lo que sigue es largo, aviso, empezar\u00e9 haciendo una breve explicaci\u00f3n sobre los mult\u00edmetros anal\u00f3gicos y luego explicar\u00e9 en profundidad los digitales. Me sentir\u00e9 muy honrado, agradecido y orgulloso de ti si llegas al final... el premio para los dos ser\u00eda que lo entendieras y hubieras aprendido algo.<\/strong><\/em><\/p>\n\n\n\n Los aparatos anal\u00f3gicos son, como no pod\u00eda ser de otra manera, los primeros en fabricarse, los m\u00e1s antiguos y los menos usados hoy en d\u00eda.<\/p>\n\n\n\n Los mult\u00edmetros anal\u00f3gicos tienen una aguja sobre una escala y de esta manera podemos leer la medida. Es en este sentido en el que declaraba que el instrumento de medida no mide, somos nosotros quienes realizamos la medida, algo similar a medir con una regla, no mide la regla, sino que nosotros utilizamos la regla para medir.<\/p>\n\n\n\n Como se ve en la imagen los mult\u00edmetros anal\u00f3gicos suelen llevar un espejo debajo de la aguja, esto es para evitar errores de lectura por paralaje<\/a>. Los aficionados a la astronom\u00eda o a la fotograf\u00eda panor\u00e1mica estar\u00e1n familiarizados con el t\u00e9rmino. Para explicarlo lo m\u00e1s sencillo es cerrar un ojo, tapar un objeto lejano con un dedo e intercambiar el ojo cerrado con el abierto: el objeto que estaba tapado ahora es perfectamente visible. Esto sucede por cambiar el punto de vista.<\/p>\n\n\n\n El principio de funcionamiento es muy simple: un im\u00e1n en un eje de rozamiento m\u00ednimo, idealmente nulo. El im\u00e1n lleva solidario la aguja. Alrededor del im\u00e1n tenemos una bobina que recorre una corriente el\u00e9ctrica. Seg\u00fan la intensidad de dicha corriente la bobina generar\u00e1 un campo magn\u00e9tico que rotar\u00e1 el im\u00e1n y por tanto la aguja solidaria.<\/p>\n\n\n\n El mult\u00edmetro lleva una serie de circuitos y un selector que permite seleccionar la magnitud y la escala adecuadas a la medida a realizar.<\/p>\n\n\n\n En general los instrumentos el\u00e9ctricos\/electr\u00f3nicos de medida anal\u00f3gicos son bastante imprecisos, no por el instrumento en s\u00ed, sino por que hay que ser muy meticuloso al realizar la medida (somos quienes medimos). sin embargo, en tableros de instrumentos son ideales pues sin tener que saber la medida exacta podemos interpretar de forma r\u00e1pida si una magnitud est\u00e1 en m\u00e1rgenes adecuados o no.<\/p>\n\n\n\n En los mult\u00edmetros digitales se reemplaza la escala rotulada y la aguja por un display en el que podemos leer directamente la medida. En los primeros aparatos digitales ten\u00edan un selector de escala, hoy en d\u00eda la mayor\u00eda de mult\u00edmetros digitales seleccionan de manera autom\u00e1tica la escala, teniendo que indicarles \u00fanicamente la magnitud a medir y el aparato hace el resto.<\/p>\n\n\n\n El mult\u00edmetro digital cuantifica la magnitud a medir y nos devuelve la medida realizada directamente en un n\u00famero y su escala: es el aparato el que mide, no nosotros. Por esta raz\u00f3n, por medir el aparato, los mult\u00edmetros digitales se pueden considerar en general m\u00e1s precisos: minimizan al m\u00e1ximo los errores de lectura. Sin embargo, al devolvernos un n\u00famero, parad\u00f3jicamente nos cuesta m\u00e1s trabajo determinar si una magnitud est\u00e1 dentro del rango correcto o no, por eso no se suelen ver indicadores digitales en los paneles de control salvo en medidas auxiliares o con ayudas como alarmas de alg\u00fan tipo.<\/p>\n\n\n\n Resulta obvio, o tal vez no, que para medir un mult\u00edmetro digital ha de convertir una se\u00f1al anal\u00f3gica, continua, en un n\u00famero cuantificado, finito. Mientras en un mult\u00edmetro anal\u00f3gico la aguja puede indicar 3.3333333V (aunque seamos incapaces de leer dicha medida con esa precisi\u00f3n) el mult\u00edmetro digital tiene un n\u00famero limitado de d\u00edgitos, normalmente cuatro, por lo que nos indicar\u00e1 \u00fanicamente 3.333V (NOTA<\/strong>: utilizo la notaci\u00f3n inglesa: el punto indica la separaci\u00f3n de la parte entera de los decimales).<\/p>\n\n\n\n Paremos un momento. He indicado que los mult\u00edmetros anal\u00f3gicos son menos precisos que los digitales. Sin embargo tambi\u00e9n he aseverado que un mult\u00edmetro anal\u00f3gico nos indicar\u00e1 con precisi\u00f3n la magnitud 3.3333333V mientras que uno digital solo marcar\u00e1 3.333V. Pero en una escala anal\u00f3gica somos incapaces de determinar si la medida es 3.3V o 3.33V, o nos ser\u00e1 harto complicado hacerlo, sin embargo en un aparato digital solo tenemos que leer la medida. Ya lo dije, el problema de la precisi\u00f3n en los mult\u00edmetros anal\u00f3gicos es que somos nosotros quienes medimos y somos p\u00e9simos haci\u00e9ndolo, simplemente porque tenemos unos sentidos insuficientes para hacerlo mejor.<\/p>\n\n\n\n Retomando, un mult\u00edmetro digital debe convertir una se\u00f1al continua en un n\u00famero, lo que se denomina cuantificar: expresar num\u00e9ricamente una magnitud. \u00bfC\u00f3mo lo hace?<\/p>\n\n\n\n Si os digo que se utiliza un convertidor anal\u00f3gico\/digital la mayor\u00eda me responder\u00e9is que es obvio, aunque no sep\u00e1is c\u00f3mo funciona o conocimiento de su existencia, aunque todos los d\u00edas utilizamos unos cuantos. Lo que os voy a explicar es c\u00f3mo funciona un tipo de convertidor A\/D, porque hay de varios tipos.<\/p>\n\n\n\n El convertidor A\/D m\u00e1s sencillo es el de rampa \u00fanica, luego tenemos los de rampa doble y... bueno, ya os imagin\u00e1is que la cosa se va complicando seg\u00fan queremos ciertas prestaciones: velocidad, precisi\u00f3n...<\/p>\n\n\n\n Un convertidor A\/D de rampa \u00fanica se compone principalmente y de forma simplificada de cuatro elementos:<\/p>\n\n\n\n El reloj no es lo que cualquier persona normal entiende por reloj. En electr\u00f3nica un reloj es un circuito que genera pulsos a un ritmo determinado. Como si de un metr\u00f3nomo <\/a>se tratara.<\/p>\n\n\n\n El generador de rampa es un circuito que genera una tensi\u00f3n que va aumentando a un ritmo fijo. En general se utiliza el t\u00e9rmino rampa, aunque en realidad se utilizan distintos tipos de se\u00f1al: diente de sierra (la aut\u00e9ntica rampa), en forma de escalera... Para simplificar nos imaginaremos una se\u00f1al en forma de escalera: empezando de 0 cada vez que recibe un pulso del reloj aumenta una medida fija la tensi\u00f3n, como si subiera una escalera. Cuando llega al m\u00e1ximo, vuelve a 0. Este m\u00e1ximo es el nivel m\u00e1ximo que vamos a admitir en nuestro comparador.<\/p>\n\n\n\n El comparador es como suena: compara la se\u00f1al generada por el generador de rampa con la se\u00f1al de entrada (en realidad una muestra) y reinicia el proceso de medici\u00f3n cuando ambas son iguales, m\u00e1s o menos, recordemos que no es una rampa como tal, es una escalera. Lo normal es que se de por finalizada la conversi\u00f3n cuando la rampa supera la se\u00f1al de entrada.<\/p>\n\n\n\n El contador simplemente se dedica a contar los pulsos del reloj que tarda el generador de rampa en llegar a igualar\/superar la se\u00f1al de entrada.<\/p>\n\n\n\n El contador es una de las piezas m\u00e1s importantes del convertidor A\/D ya que aunque no influye directamente en su precisi\u00f3n si que la determina de forma muy decisiva. Tanto es as\u00ed que una de las principales caracter\u00edsticas que se han de mirar de un mult\u00edmetro digital es el l\u00edmite del contador del convertidor A\/D. Muestra de esta importancia es que es muy raro que no se mencione de forma expl\u00edcita este n\u00famero en las especificaciones de los aparatos.<\/p>\n\n\n\n Pero m\u00e1s que decirlo os lo voy a explicar, bueno, os voy a explicar qu\u00e9 es la resoluci\u00f3n y la precisi\u00f3n y c\u00f3mo se relacionan ambas con el contador.<\/p>\n\n\n\n La resoluci\u00f3n es un concepto que entendemos de forma intuitiva en una regla. Si tenemos una regla que tiene una marca por cada mil\u00edmetro podremos medir con ella con una resoluci\u00f3n de un mil\u00edmetro. Si tenemos una cinta m\u00e9trica de 30m, veremos que viene marcada en cent\u00edmetros, una marca por cada cent\u00edmetro, por tanto podemos medir con una resoluci\u00f3n de un cent\u00edmetro. Podemos intentar determinar si es un poco m\u00e1s o un poco menos, pero al final estaremos midiendo en cent\u00edmetros o en mil\u00edmetros: la resoluci\u00f3n es la distancia entre las marcas de la regla o de la cinta m\u00e9trica.<\/p>\n\n\n\n Tambi\u00e9n es f\u00e1cil de ver que una resoluci\u00f3n m\u00e1s peque\u00f1a es mejor que una resoluci\u00f3n m\u00e1s grande, nos permite medir con mayor precisi\u00f3n: el error cometido es m\u00e1s peque\u00f1o. No quiero mezclar conceptos, pero quiero que se vea claramente como resoluci\u00f3n y precisi\u00f3n son dos conceptos relacionados. Si nos equivocamos al contar las marcas de una cinta m\u00e9trica marcada en cent\u00edmetros (resoluci\u00f3n de 1cm) el error ser\u00e1 de un cent\u00edmetro arriba o abajo (\u00b11cm), si la resoluci\u00f3n es de 1mm (regla marcada en mil\u00edmetros) el error ser\u00e1 de \u00b11mm (un mil\u00edmetro arriba o abajo).<\/p>\n\n\n\n Podemos ver la resoluci\u00f3n como la sensibilidad: aumentamos la sensibilidad conforme la resoluci\u00f3n es m\u00e1s peque\u00f1a. Una resoluci\u00f3n m\u00e1s peque\u00f1a significa que el aparato es sensible a cambios m\u00e1s peque\u00f1os en la medida: es m\u00e1s sensible.<\/p>\n\n\n\n Por tanto, y resumiendo: la resoluci\u00f3n es la distancia entre las marcas de la regla, cuanto m\u00e1s peque\u00f1a sea la resoluci\u00f3n m\u00e1s sensible es el aparato y con m\u00e1s precisi\u00f3n podremos medir y por tanto mejor.<\/p>\n\n\n\n En un mult\u00edmetro digital nuestra regla es el contador y la distancia entre marcas son los escalones del generador de rampa, que en nuestro ejemplo tiene forma de escalera.<\/p>\n\n\n\n La resoluci\u00f3n, en los mult\u00edmetros digitales, se relaciona con el contador del convertidor A\/D y la escala o rango utilizados de la siguiente manera:<\/p>\n\n\n\n Resoluci\u00f3n = Escala \/ Pasos contador<\/p>\n\n\n\n Como he dicho la resoluci\u00f3n es la distancia entre las marcas de nuestra regla, como la regla, la escala, tiene una longitud fija, cuantas m\u00e1s marcas pongamos, m\u00e1s cuentas tenga el contador, m\u00e1s peque\u00f1a ser\u00e1 la distancia entre cuentas y mejor ser\u00e1 la resoluci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n Acabo de decir que la escala tiene una longitud fija. La realidad es que tenemos distintas escalas: 2, 20, 200... y se utiliza la m\u00e1s adecuada a la magnitud a medir, como vemos lo que no cambia realmente es el n\u00famero de pasos, el n\u00famero de cuentas del contador.<\/p>\n\n\n\n El contador cuenta de 0 a un m\u00e1ximo, que se suele denominar numero de cuentas<\/em>. Los contadores m\u00e1s comunes son de 2000, 4000 o 6000 cuentas. aunque tambi\u00e9n hay contadores de 10000 y 20000 cuentas.<\/p>\n\n\n\n Pongamos algunos ejemplos (suponemos que medimos tensi\u00f3n):<\/p>\n\n\n\n La tabla muestra como aumentar el n\u00famero de cuentas<\/strong>, el tama\u00f1o del contador, aumenta la resoluci\u00f3n<\/strong>, disminuye la distancia entre las marcas de la regla, los escalones de la rampa se hacen m\u00e1s peque\u00f1os.<\/p>\n\n\n\n En un mult\u00edmetro con un contador hasta 2000 para medir 3V tenemos que utilizar la escala de 20V, pues la de 2V se queda peque\u00f1a, y la resoluci\u00f3n que tenemos es de 10mV. En un mult\u00edmetro de 10000 cuentas en la escala de 10V tenemos una resoluci\u00f3n de 1mV y podremos medir 3V con una mayor resoluci\u00f3n\/sensibilidad.<\/p>\n\n\n\n Todo instrumento de medida tiene una precisi\u00f3n determinada por varios factores. En los mult\u00edmetros digitales son dos los factores a tener en cuenta:<\/p>\n\n\n\n El error relativo es debido, fundamentalmente, a las tolerancias en los componentes que constituyen el mult\u00edmetro.<\/p>\n\n\n\n El error de conteo, o absoluto, es inherente al m\u00e9todo utilizado para la conversi\u00f3n A\/D. Recordemos. Se toma una muestra y contamos el n\u00famero de escalones de la rampa que hay que subir para igualar la muestra con la rampa. Si los escalones de la rampa son m\u00e1s peque\u00f1os de lo que deben, contaremos pulsos de m\u00e1s, sin embargo, si son m\u00e1s grandes contaremos pulsos de menos. El error absoluto nos dice cuantos pulsos<\/strong>, escalones, podemos contar de m\u00e1s o de menos<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n La precisi\u00f3n de una escala se expresa \u00b1(ER<\/sub>% + EA<\/sub>d), donde ER<\/sub> es el error relativo y EA<\/sub> el error absoluto. Por ejemplo, una precisi\u00f3n del 1% con un error de conteo de 5 d\u00edgitos se escribir\u00eda: \u00b1(1% + 5). En ocasiones se especifica el error de conteo como d\u00edgitos (5dig, 5d) o cuentas (5count), es indiferente y siempre hacen referencia al mismo concepto.<\/p>\n\n\n\n A destacar que el error relativo solo toma relevancia cuando las medidas son grandes. Un porcentaje de una cantidad peque\u00f1a es otra cantidad a\u00fan m\u00e1s peque\u00f1a.<\/p>\n\n\n\n El error de conteo, que yo expreso como absoluto tiene mucha importancia cuando medimos cantidades peque\u00f1as: cercanas a cero. Es importante porque afecta de manera directa a la \u00faltima cifra que muestra el display.<\/p>\n\n\n\n Para calcular el error en una escala determinada se multiplica su resoluci\u00f3n por el error de conteo.<\/strong><\/p>\n\n\n\n Calculemos el error del mult\u00edmetro para varios casos suponiendo una precisi\u00f3n de \u00b1(1% + 5) en la escala de 2A con resoluci\u00f3n de 1mA. El error debido al conteo es fijo e igual a 5mA (1mA por 5):<\/p>\n\n\n\n Se aprecia como cuando la medida es comparable al error de conteo no podemos asegurar de modo alguno que lo que nos muestra el display del mult\u00edmetro corresponda con la realidad: no tenemos suficiente precisi\u00f3n para medir y necesitamos reducir la escala para aumentar la resoluci\u00f3n y disminuir el error debido al conteo.<\/p>\n\n\n\n Cuando la medida es peque\u00f1a el error porcentual es despreciable comparado con el error de conteo. Sin embargo cuando la medida es grande, el error porcentual es mayor que el error por conteo. Aun as\u00ed, debido a que la medida es grande y el error porcentual es peque\u00f1o (normalmente menor al 2%), se suele poder ignorar dicho error.<\/p>\n\n\n\n Como norma buscaremos precisi\u00f3n mejor o similar a \u00b1(2% + 5), hay que tener en cuenta que es normal tener precisiones bajas en escalas como capacidad e inductancia, por ejemplo, del orden de \u00b1(4% + 8). Sin embargo un error por debajo del 10% puede ser aceptable si nos basta una medici\u00f3n aproximada. No recomendar\u00eda un mult\u00edmetro con un error mayor al 10% en las escalas de tensi\u00f3n y corriente. El error de conteo procuraremos que sea inferior a 10, siendo recomendable estar por debajo del 5.<\/p>\n\n\n\n Una vez m\u00e1s los requerimientos de precisi\u00f3n depender\u00e1n del uso que hagamos del aparato.<\/p>\n\n\n\n No me gustar\u00eda terminar esta breve introducci\u00f3n a los mult\u00edmetros digitales sin explicar un poco sobre la seguridad. Hay que tener siempre en cuenta que la electricidad mata<\/strong>, tenemos que tener cuidado. Con las medidas de seguridad adecuadas<\/strong> y teniendo cuidado la posibilidad de un accidente es m\u00ednima<\/strong>, pero hay que tenerlo presente.<\/p>\n\n\n\n Desde hace muchos a\u00f1os los mult\u00edmetros han de seguir unas normativas que establecen qu\u00e9 uso podemos dar a los aparatos seg\u00fan el aislamiento con el que est\u00e1n fabricados.<\/p>\n\n\n\n As\u00ed se establecen cuatro categor\u00edas seg\u00fan la aplicaci\u00f3n o uso previsto (info en Wikipedia<\/a>):<\/p>\n\n\n\nMult\u00edmetros anal\u00f3gicos<\/h2>\n\n\n\n
Mult\u00edmetros digitales<\/h2>\n\n\n\n
Funcionamiento de los mult\u00edmetros digitales<\/h3>\n\n\n\n
Resoluci\u00f3n de los mult\u00edmetros digitales<\/h3>\n\n\n\n
Escala<\/strong><\/td> Pasos contador<\/strong><\/td> Resoluci\u00f3n<\/strong><\/td><\/tr> 2V<\/td> 2000<\/td> 0.001V = 1mV<\/td><\/tr> 40V<\/td> 4000<\/td> 0.010V = 10mV<\/td><\/tr> 10V<\/td> 10000<\/td> 0.001V = 1mV<\/td><\/tr><\/tbody><\/table> Precisi\u00f3n en los mult\u00edmetros digitales<\/h3>\n\n\n\n
Medida<\/strong><\/td> Error relativo<\/strong> (1%)<\/td> Error absoluto<\/strong> (5)<\/td> Error total<\/strong><\/td><\/tr> 0.001A<\/td> 00.01mA<\/td> 5mA<\/td> \u00b105.01mA<\/td><\/tr> 0.010A<\/td> 00.10mA<\/td> 5mA<\/td> \u00b105.10mA<\/td><\/tr> 0.100A<\/td> 01.00mA<\/td> 5mA<\/td> \u00b106.00mA<\/td><\/tr> 1.000A<\/td> 10.00mA<\/td> 5mA<\/td> \u00b115.00mA<\/td><\/tr><\/tbody><\/table> Seguridad<\/h2>\n\n\n\n