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La fisica y quimica

Multímetros

 

Viendo cómo se puede hacer que un movimiento común del medidor funcione como un voltímetro, amperímetro u ohmímetro simplemente conectándolo a diferentes redes externas de resistencia , debería tener sentido que un medidor multipropósito ( ” multímetro “) podría diseñarse en una unidad con los conmutadores y resistencias adecuados.

 

Para trabajos electrónicos de uso general, el multímetro reina como el instrumento de elección. Ningún otro dispositivo es capaz de hacer tanto con tan poca inversión en piezas y elegante simplicidad de operación. Como con la mayoría de las cosas en el mundo de la electrónica, el advenimiento de componentes de estado sólido como los transistores ha revolucionado la forma en que se hacen las cosas, y el diseño del multímetro no es una excepción a esta regla. Sin embargo, de acuerdo con el énfasis de este capítulo en la tecnología de medidores analógicos (“anticuados”), le mostraré algunos medidores de transistores .

 

Multímetro analógico

 

analog multimeter

 

La unidad que se muestra arriba es típica de un multímetro analógico portátil, con rangos para la medición de voltaje, corriente y resistencia . Observe las muchas escalas en la cara del movimiento del medidor para los diferentes rangos y funciones seleccionables por el interruptor giratorio. Los cables para conectar este instrumento a un circuito (los “cables de prueba” o los cables del multímetro) están enchufados en los dos conectores de cobre (agujeros de enchufe) en el centro inferior de la cara del medidor marcados con “- TEST +”, en negro y rojo.

 

handheld analog multimeter

 

Este multímetro (marca Barnett) adopta un enfoque de diseño ligeramente diferente al de la unidad anterior. Observe cómo el interruptor selector giratorio tiene menos posiciones que el medidor anterior, pero también cómo hay muchas más tomas en las que se pueden enchufar los cables de prueba. Cada uno de esos conectores está etiquetado con un número que indica el rango de escala completa respectivo del medidor.

 

Multímetro digital

 

digital multimeter photograph

 

Por último, aquí hay una imagen de un multímetro digital. Tenga en cuenta que el familiar movimiento del medidor ha sido reemplazado por una pantalla en blanco de color gris. Cuando se enciende, aparecen dígitos numéricos en esa área de la pantalla, que representan la cantidad de voltaje, corriente o resistencia que se está midiendo. Esta marca y modelo particular de medidor digital tiene un interruptor selector giratorio y cuatro conectores en los que se pueden conectar los cables de prueba. Se muestran dos cables, uno rojo y otro negro, conectados al medidor.

 

Un examen minucioso de este medidor revelará un conector “común” para el cable de prueba negro y otros tres para el cable de prueba rojo. El conector en el que se muestra el cable rojo insertado está etiquetado para la medición de voltaje y resistencia, mientras que los otros dos conectores están etiquetados para la medición de corriente (A, mA y µA). Esta es una característica de diseño inteligente del multímetro, que requiere que el usuario mueva un conector de prueba de un conector a otro para pasar de la medición de voltaje a la función de medición de corriente. Sería peligroso tener el medidor configurado en modo de medición de corriente mientras está conectado a una fuente de voltaje importante debido a la baja resistencia de entrada, y es necesario mover un enchufe de prueba en lugar de simplemente mover el interruptor selector a una posición diferente. asegúrese de que el medidor no se configure para medir la corriente involuntariamente.

 

Tenga en cuenta que el interruptor selector todavía tiene diferentes posiciones para la medición de voltaje y corriente, por lo que para que el usuario cambie entre estos dos modos de medición, debe cambiar la posición del cable de prueba rojo y mover el interruptor selector a una posición diferente.

 

También tenga en cuenta que ni el interruptor selector ni las tomas están etiquetadas con rangos de medición. En otras palabras, no hay rangos de “100 voltios” o “10 voltios” o “1 voltio” (o pasos de rango equivalentes) en este medidor. Más bien, este medidor está en “rango automático”, lo que significa que selecciona automáticamente el rango apropiado para la cantidad que se está midiendo. El rango automático es una función que solo se encuentra en medidores digitales, pero no en todos los medidores digitales.

 

No hay dos modelos de multímetros diseñados para funcionar exactamente igual, incluso si son fabricados por la misma compañía. Para comprender completamente el funcionamiento de cualquier multímetro, se debe consultar el manual del propietario.

 

Aquí hay un esquema para un voltímetro / amperímetro analógico simple:

 

simple analog voltammeter schematic

 

En las tres posiciones inferiores del interruptor (la mayoría en sentido antihorario), el movimiento del medidor está conectado a los conectores Común y V a través de una de las tres resistencias de rango de serie diferentes (R [ 19459019] multiplicador1 a R multiplicador3 ), y así actúa como un voltímetro. En la cuarta posición, el movimiento del medidor se conecta en paralelo con la resistencia de derivación y, por lo tanto, actúa como un amperímetro para cualquier corriente que ingrese al conector común y salga del conector A . En la última posición (más hacia la derecha), el movimiento del medidor se desconecta de cualquiera de las tomas rojas, pero se cortocircuita a través del interruptor. Este cortocircuito crea un efecto de amortiguación en la aguja, evitando daños por golpes mecánicos cuando se maneja y mueve el medidor.

 

Si se desea una función ohmímetro en este diseño de multímetro, se puede sustituir por uno de los tres rangos de voltaje como tal:

 

three voltage ranges ohmmeter

 

Con las tres funciones fundamentales disponibles, este multímetro también puede ser conocido como volt-ohm-miliamperímetro .

 

Obtener una lectura de un multímetro analógico cuando hay una gran variedad de rangos y solo el movimiento de un metro puede parecer desalentador para el nuevo técnico. En un multímetro analógico, el movimiento del medidor está marcado con varias escalas, cada una útil para al menos una configuración de rango. Aquí hay una fotografía de primer plano de la escala del multímetro Barnett que se muestra anteriormente en esta sección:

 

barnett multimeter

 

Tenga en cuenta que hay tres tipos de escalas en la cara de este medidor: una escala verde para resistencia en la parte superior, un conjunto de escalas negras para voltaje y corriente CC en el medio, y un conjunto de escalas azules para voltaje y corriente CA en el fondo. Las escalas de CC y CA tienen tres subescalas, una de 0 a 2.5, una de 0 a 5 y otra de 0 a 10. El operador del medidor debe elegir la escala que mejor se ajuste al interruptor de rango y a la configuración de los enchufes para interpretar la indicación del medidor.

 

Este multímetro particular tiene varios rangos básicos de medición de voltaje: 2.5 voltios, 10 voltios, 50 voltios, 250 voltios, 500 voltios y 1000 voltios. Con el uso de la unidad de extensión de rango de voltaje en la parte superior del multímetro, se pueden medir voltajes de hasta 5000 voltios. Suponga que el operador del medidor eligió cambiar el medidor a la función de “voltios” y enchufar el cable de prueba rojo en el enchufe de 10 voltios. Para interpretar la posición de la aguja, él o ella tendría que leer la escala que termina con el número “10”. Sin embargo, si movieran el enchufe de prueba rojo al conector de 250 voltios, leerían la indicación del medidor en la escala que termina en “2.5”, multiplicando la indicación directa por un factor de 100 para encontrar cuál era el voltaje medido.

 

Si se mide la corriente con este medidor, se elige otro conector para insertar el enchufe rojo y el rango se selecciona mediante un interruptor giratorio. Esta fotografía de primer plano muestra el interruptor configurado en la posición de 2.5 mA:

 

switch set to 2.5 mA

 

Observe cómo todos los rangos de corriente son múltiplos de potencia de diez de los tres rangos de escala que se muestran en la cara del medidor: 2.5, 5 y 10. En algunos ajustes de rango, como los 2.5 mA, por ejemplo, la indicación del medidor puede leerse directamente en la escala de 0 a 2.5. Para otros ajustes de rango (250 µA, 50 mA, 100 mA y 500 mA), la indicación del medidor debe leerse en la escala adecuada y luego multiplicarse por 10 o 100 para obtener la cifra real. El rango de corriente más alto disponible en este medidor se obtiene con el interruptor giratorio en la posición de 2.5 / 10 amp. La distinción entre 2.5 amperios y 10 amperios se realiza mediante la posición roja del enchufe de prueba: un conector especial de “10 amperios” al lado del conector de medición de corriente regular proporciona una configuración de enchufe alternativa para seleccionar el rango más alto.

 

La resistencia en ohmios, por supuesto, se lee mediante una escala no lineal en la parte superior de la cara del medidor. Está “hacia atrás”, al igual que todos los ohmiómetros analógicos que funcionan con baterías, con cero en el lado derecho de la cara e infinito en el lado izquierdo. Solo hay un conector provisto en este multímetro particular para “ohmios”, por lo que el interruptor giratorio debe seleccionar diferentes rangos de medición de resistencia. Observe en el interruptor cómo se proporcionan cinco configuraciones diferentes de “multiplicador” para medir la resistencia: Rx1, Rx10, Rx100, Rx1000 y Rx10000. Tal como puede sospechar, la indicación del medidor se da multiplicando la posición de la aguja que se muestra en la cara del medidor por el factor multiplicador de potencia de diez establecido por el interruptor giratorio.

 

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