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MEDIDAS ELCTRICASY ELECTROTCNICAS

NDICE


I

MEDIDAS ELCTRICAS Y ELECTRNICAS ........................................................01CONCEPTO DE MEDIDA.................................................................................01EL PATRN DE MEDIDA ..............................................................................01LA ESCALA DE MEDIDA.................................................................................01MEDIDAS DIRECTAS E INDIRECTAS................................................................01 MEDIDA DIRECTA ......................................................................................01 MEDIDA INDIRECTA ...................................................................................02IMPRECISIN DE LA MEDIDA ........................................................................02CAUSAS DE IMPRECISIN.............................................................................02ERROR E IMPRECISIN ................................................................................03LA IMPRECISIN INSTRUMENTAL...................................................................03LA SENSIBILIDAD ........................................................................................03LA RESOLUCIN ..........................................................................................03LA CLASE DE PRECISIN ..............................................................................03 EJEMPLO DE CLASE DE UN APARATO ............................................................04LOS ERRORES DE MEDIDA ............................................................................05 PERTURBACIN DE LO QUE SE EST MIDIENDO ............................................05 ERROR DE CONSUMO DEL APARATO.............................................................05COMPARACIN ENTRE MEDIDAS....................................................................06CARACTERSTICAS DE LOS APARATOS DE MEDIDA ..........................................07 CAPACIDAD ..............................................................................................07 ESTABILIDAD ............................................................................................07 LINEALIDAD..............................................................................................07TIPOLOGA DE REPRESENTACIONES...............................................................08 REPRESENTACIN ANALGICA ....................................................................08 REPRESENTACIN DIGITAL .........................................................................09 PRECISIN Y FIABILIDAD ...........................................................................09MTODOS DE MEDIDA DIGITAL .....................................................................10 MUESTREO................................................................................................10 DISCRETIZACIN Y CONVERSIN ANALGICO-DIGITAL .................................11APARATOS PARA MEDIDAS ELCTRICAS Y ELECTRNICAS ...............................12 EL MULTMETRO ........................................................................................12 EL OSCILOSCOPIO .....................................................................................12EL MULTMETRO ..........................................................................................13

ZOOM ZOOMNDICEIMPRIMIR

NDICE


II

EL MULTMETRO DIGITAL............................................................................13 MANDOS DEL MULTMETRO.........................................................................14 FUNCIONES DEL MULTMETRO.....................................................................15 CONECTORES DEL MULTMETRO ..................................................................16 SIGNIFICADO DE LAS SIGLAS .....................................................................16 COM......................................................................................................16 V/ ....................................................................................................... 16 A.......................................................................................................... 16 10A.......................................................................................................16 LA PANTALLA DEL MULTMETRO ...................................................................17ACCESORIOS DEL MULTMETRO (PINZA AMPERIMTRICA) ................................18 FUNCIONAMIENTO .....................................................................................18 CARACTERSTICAS DEL APARATO ................................................................19METODOLOGAS DE MEDIDA DIRECTA DE MAGNITUDES ELCTRICAS.................20 MEDIDAS DE RESISTENCIA HMETRO .......................................................20 MEDIDAS...............................................................................................20 CARACTERSTICAS DEL APARATO .............................................................21 PECULIARIDADES ...................................................................................21 MEDIDAS DE CONTINUIDAD.....................................................................22 MEDIDAS DE TENSIN ...............................................................................23 MEDIDAS DE TENSIN ALTERNA...............................................................23 ASPECTOS PROBLEMTICOS DE LAS MEDIDAS EN ALTERNA ......................23 MEDIDAS DE TENSIN CONTINUA ............................................................24 CONSUMO DEL APARATO .........................................................................25 CARACTERSTICAS DEL APARATO VOLTMETRO ..........................................26 MEDIDAS DE CORRIENTE............................................................................27 MEDIDAS...............................................................................................27 ASPECTOS PROBLEMTICOS..................................................................27 ABSORCIN DEL AMPERMETRO ...............................................................28 COMPROBACIN DIODOS ..........................................................................29 POLARIZACIN INVERSA .........................................................................29 POLARIZACIN DIRECTA .........................................................................30EL OSCILOSCOPIO .......................................................................................31 EL MONITOR .............................................................................................32


NDICE


III

MANDOS GENERALES .................................................................................33 MANDOS DE ENTRADA DE LA SEAL ............................................................34 FUNCIONAMIENTO .....................................................................................35 MANDOS DE LA BASE DE TIEMPOS...............................................................36 MANDOS DE DISPARO DE LA SEAL.............................................................37 MANDOS DE LA MODALIDAD VERTICAL ........................................................38EL OSCILOSCOPIO DIGITAL ..........................................................................39 VENTAJAS.................................................................................................40 FUNCIONAMIENTO COMO MULTMETRO ........................................................40APNDICE: GLOSARIO DE LOS TRMINOS TCNICOS Y DE LAS SIGLAS..............41



01

MEDIDAS ELCTRICAS Y ELECTRNICAS

Un profundo conocimiento de los aparatos de medida y de los procedimientos correctos de medicin permite que el mecnico pueda realizar una diagnosis del sistema elctrico rpida y eficaz.

CONCEPTO DE MEDIDA

Antes de analizar todo aquello que atae a las medidas elctricas y electrnicas del sistema elctrico de un vehculo analicemos rpidamente el significado mismo de medida.

EL PATRN DE MEDIDA

Siempre que se nos presenta el problema de cuantificar una magnitud, primero tiene que elegirse con qu medirla es decir el patrn de referencia.En la prctica, significa elegir una magnitud comparable con la que se quiere medir y que tenga un valor establecido, conocido por todos.De hecho, el objetivo de una medida es el de transmitir a los dems la cuantificacin usando cifras sin tener que transmitir tambin el patrn uti l izado.Por ejemplo est claro que la cantidad de agua contenida en una botella deber medirse en litros y no en metros.En ese caso el patrn de medida es el litro y, en la prctica bastar comparar el contenido de la botella examinada con una capacidad conocida igual a 1 litro.

LA ESCALA DE MEDIDA

Para poder transmitir eficazmente una medida, adems de elegir correctamente el patrn de comparacin, tambin deber elegirse la escala de ese patrn.En la prctica, no tiene sentido medir por ejemplo el ancho de una mesa en kilmetros, es mejor usar el metro o el centmetro.

MEDIDAS DIRECTAS E INDIRECTAS

Cuando se mide algo no es suficiente con leer el valor del aparato de medida, tambin tendrn que realizarse operaciones de clculo.

MEDIDA DIRECTA

Se obtiene el resultado de la medida directamente mediante la lectura del aparato utilizado sin recurrir a otros medios.



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MEDIDA INDIRECTA

El resultado de la medida se obtiene por la combinacin de los resultados de otras medidas.Por ejemplo, para conocer el volumen de un recipiente de base rectangular se mide primero la longitud de los tres lados y despus se multiplican.

IMPRECISIN DE LA MEDIDA

Todos los resultados de una medida estn aquejados de una imprecisin. Por ejemplo la medida de la longitud de una mesa podr indicarse en:

L = 1,5 m 0,1 cm

La cantidad 0,1 cm representa la imprecisin de la medida realizada.El conocimiento de la imprecisin de medida es importante para entender si la medida realizada tiene sentido. Cuando la imprecisin es comparable al valor medido, ese valor no tiene un sentido prctico porque el campo de imprecisin relativo es demasiado grande.

CAUSAS DE IMPRECISIN

Las causas que provocan imprecisin en la medida de una magnitud son mltiples, pero pueden encuadrarse en los siguientes grupos:

- Imperfeccin estructural de los aparatos utilizados (imprecisin instrumental).- Inadecuacin del patrn de referencia (uso de un aparato inadecuado al valor de la magnitud a medir).- Limitacin del sistema de visualizacin del aparato (error de lectura).- Escasa atencin del operario (error de medida humano).- Imperfecciones del mtodo de medida indirecto utilizado (en el caso de medidas indirectas, la imprecisin en los valores de base se transmite y se amplifica segn los clculos que se efecten).- Perturbacin de lo que se est midiendo por parte del aparato (el aparato de medida influye en el funcionamiento del sistema examinado perturbando tambin el valor que se est midiendo).



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ERROR E IMPRECISIN

En realidad estos dos conceptos son muy diferentes:

- Error es lo que se produce al medir, luego es desconocido y no cuantificable (se excluyen errores aproximados debido a la poca atencin del operario).- Imprecisin es una estimacin del error que puede haberse cometido al medir. En la prctica, quien mide asegura una franja de tolerancia porcentual alrededor del valor proporcionado como medida.

LA IMPRECISIN INSTRUMENTAL

Entre los datos de calibrado de cualquier aparato de medida figuran algunos parmetros acerca de la imprecisin del aparato al medir.Estos parmetros son:

- Sensibilidad.- Resolucin. - Clase de precisin.

LA SENSIBILIDAD

Representa la relacin entre la variacin de la indicacin del aparato y la variacin de la magnitud a medir.Suele indicar la magnitud ms pequea que el aparato es capaz de medir.

LA RESOLUCIN

Representa la variacin mnima de la magnitud de entrada apreciable por el aparato. Por lo general est ligada a la modalidad representativa del aparato, es decir, por ejemplo, a la representacin analgica o digital.

LA CLASE DE PRECISIN

Representa el error porcentual introducido por el aparato respecto al valor del fondo de escala.Ese valor porcentual permite valorar, dentro del campo de valores fijado por el fondo de escala, el campo que ofrece una precisin adecuada. Lo normal es que se asuma que la medida debe realizarse en el campo entre 2/3 del fondo de escala y el fondo de escala mismo.



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EJEMPLO DE CLASE DE UN APARATO

Supongamos que disponemos de un aparato de clase 2 con un fondo de escala de 100 (no se establece la unidad de medida ni en litros ni en metros, etc. para centrar nuestra atencin slo en el dato numrico).En este caso, al medir, la imprecisin que deber indicarse ser del 2% del fondo de escala, es decir de 2, prescindiendo del valor medido.Por lo tanto si se mide un valor igual a 100 se escribir: 100 2, y midiendo un valor igual a 10 se escribir: 10 2.De este modo puede entenderse porqu es ms conveniente realizar mediciones ms all de los 2/3 del fondo de escala.



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LOS ERRORES DE MEDIDA

Como ya se ha mencionado los errores de medida no son fijos y, en consecuencia, no puede darse una valoracin numrica precisa.Adems es necesario diferenciar esos errores en dos clases:

- Errores sistemticos- Errores accidentales

NOTA: Vista la imposibilidad de dar una valoracin cuantitativa de los errores de medida accidentales, el nico mtodo del que se dispone para reducir su influencia es el de repetir varias veces el proceso y calcular la media de los valores obtenidos

PERTURBACIN DE LO QUE SE EST MIDIENDO

A los problemas de imprecisin y a los errores de medida tambin debe aadirse el hecho de que cuando se interviene para medir algo, normalmente se perturba el sistema. Por ejemplo, cuando se mide el caudal de agua en un canal introduciendo un aparato seguramente se influye en el flujo del fluido.Uno de los aspectos ms importantes que caracteriza la calidad de un aparato es precisamente la de minimizar estos efectos perturbadores.

ERROR DE CONSUMO DEL APARATO

Normalmente, en este caso se habla de error de consumo ya que el aparato de medida absorbe parte de la magnitud a medir.Por ejemplo, una medida de presin supone retirar parte del fluido y su desviacin hacia el elemento sensible.

ERRORES SISTEMTICOS

Influyen siempre del mismo modo en la medida

Calibrado defectuoso de los aparatos Errores de lectura Condiciones en que se realiza la medicin Mtodo

Descripcin

Causa

ERRORES ACCIDENTALES

Asumen valores diferentes en cada medicin

Errores de valoracin Variaciones ambientales y atmotsfricas Interferencias colaterales



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COMPARACIN ENTRE MEDIDAS

A menudo se comparan medidas realizadas usando aparatos diferentes que han introducido distintas imprecisiones instrumentales.Luego antes de afirmar que dos medidas coinciden o que son diferentes, sera conveniente controlar tambin la imprecisin que acompaa a estos valores.A veces la misma medida con el mismo aparato y en las mismas condiciones da un valor distinto. Tambin en este caso es conveniente comprobar la imprecisin.

Ejemplo: Si se ha medido la misma magnitud elctrica con aparatos diferentes y se han obtenido valores diferentes.Indicamos los valores obtenidos y su imprecisin:

A1 = 55 1A2 = 53 4%A3 = 54 2A4 = 58 2%

Observe las diferentes representaciones de los valores de imprecisin.Representamos estos valores en un grfico indicando tambin su campo de imprecisin.

Representacin grfica de una comparacin de medidas

Comparacin: Las cuatro medidas representadas estn comprendidas en los siguientes campos numricos:

A1 = 54 56A2 = 50.88 55.12A3 = 52 56A4 = 56.84 59.16

Mirando el grfico resulta evidente que slo las primeras tres de estas medidas tienen valores comunes y la cuarta resulta ser totalmente diferente.Esto nos llevar a suponer que las tres primeras medidas, aun siendo ligeramente diferentes, son compatibles, en cambio la cuarta es seguramente fruto de un error.Observe que sin una representacin grfica la comparacin resultara ms compleja.



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CARACTERSTICAS DE LOS APARATOS DE MEDIDA

Al igual que cualquier aparato, tambin los de medida tienen sus propias caractersticas. La correcta interpretacin de las caractersticas permite, por ejemplo, comprar el aparato de medida ms adecuado.Un aparato muy sofisticado y, en consecuencia, costoso no tiene porqu resultar ser el ms conveniente.Ya se ha hablado de algunos de los parmetros indicados en las caractersticas al mencionar los errores instrumentales, pero veamos ahora los que estn relacionados con las caractersticas de empleo del aparato.

CAPACIDAD

Representa el lmite superior del campo de medida de un aparato. En concreto, representa el valor de la magnitud de entrada que nunca debe ser superado para no deteriorar las prestaciones del aparato.A menudo los aparatos de medida ofrecen la posibilidad de elegir entre varias capacidades utilizando la ms adecuada a la magnitud examinada. Recuerde tambin todo lo mencionado sobre la clase de un aparato.

ESTABILIDAD

Es un parmetro que expresa la capacidad del aparato de mantener inalteradas sus cualidades de medida con el paso del tiempo, es decir de reproducir, en un plazo de tiempo ms o menos largo, el mismo valor para la misma magnitud.

LINEALIDAD

Es la capacidad del aparato de dar lugar, en cualquier punto de su campo de valores, al mismo incremento de indicacin en correspondencia de un mismo incremento de la magnitud de entrada.



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TIPOLOGA DE REPRESENTACIONES

Otro aspecto muy importante en la medicin de una magnitud mediante un aparato es la representacin que ese aparato ofrece.De las modalidades de representacin depende, en gran parte, la calidad del aparato. Las distintas modalidades de representacin pueden dividirse en dos grandes categoras:

- Representacin analgica.- Representacin digital.

REPRESENTACIN ANALGICA

La representacin analgica suele realizarse con una escala diseada sobre un cuadrante o con un indicador mecnico que se mueve sobre la escala y que con su posicin indica el valor de la medida.

Ejemplo de representacin analgica



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REPRESENTACIN DIGITAL

La representacin digital se realiza mediante una pantalla numrica. El nmero de cifras vara segn la calidad del aparato.

Ejemplo de representacin digital.

NOTAS: No hay que confundir la representacin con la medida. De hecho un aparato puede realizar la medida en modalidad digital y representar el valor en modalidad analgica.

Las modalidades de medida digitales se detallan en el siguiente prrafo

PRECISIN Y FIABILIDAD

Es imposible hacer una valoracin sobre cual de los dos mtodos es ms preciso. Seguramente el sistema digital es mucho ms fiable que el analgico sobre todo porque no presenta piezas mecnicas en movimiento que podran verse sujetas a desgaste o funcionamientos anmalos.Adems, en la representacin analgica la aproximacin del dato numrico se deja al criterio del operario mientras en la digital es el aparato el que realiza todos los clculos y proporciona directamente el valor numrico.Los aparatos con representacin digital pueden utilizarse prcticamente en todas las posiciones y condiciones ambientales, en cambio los analgicos necesitan una superficie horizontal y sin vibraciones.

VENTAJAS

Lectura inmediata. Valoracin inmediata del valor representado comparado con el fondo de escala.

Posibilidad de empleo incluso en ambientes especiales. Velocidad de lectura del dato numrico. Lectura directa de la medida.

Representacin

Analgica

Digital

DESVENTAJAS

Necesidad de trabajar sobre superficies horizontales. Lectura precisa muy difcil. Necesidad de realizar multiplicaciones para conseguir el valor medido.

Ausencia de una valoracin visual de la magnitud respecto al fondo de escala.



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MTODOS DE MEDIDA DIGITAL

Antes de afrontar el problema de la medida digital sera conveniente recordar los conceptos bsicos de:

- Muestreo.- Discretizacin.

MUESTREO

Por muestreo se entiende un proceso que efecta medidas repetitivas a intervalos fijos de tiempo.Los resultados de estas medidas se tratan con posterioridad para reducir los errores, por ejemplo haciendo una media y proporcionando como resultado de la medida nicamente esa media.El paso de muestreo, es decir el intervalo de tiempo que transcurre entre dos medidas sucesivas, es el parmetro que fija la velocidad del aparato.Es normal que un aparato que tenga un paso de muestreo muy grande no sea capaz de medir con eficacia magnitudes que cambian rpidamente.En el ejemplo esquematizado en la figura el muestreo se produce con un paso de tres (en este contexto no importa si son tres segundos o tres milsimas de segundo).

Ejemplo de muestreo.

NOTA: El proceso de muestreo es necesario para los aparatos de medida electrnicos porque el aparato debe disponer de un cierto tiempo entre dos medidas para poder realizar las operaciones internas.Por ejemplo, para realizar las operaciones necesarias para representar el valor medido en la pantalla, o para restablecer las condiciones de reseteo del aparato.



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DISCRETIZACIN Y CONVERSIN ANALGICO-DIGITAL

Despus de una medida el aparato debe transformar la magnitud leda en un nmero adimensionado.En esta fase el aparato se despreocupa de la magnitud fsica y slo se ocupa de su cuantificacin numrica.Por supuesto el nmero de cifras utilizadas en este procedimiento no es infinito porque es una consecuencia directa de la capacidad de clculo del aparato y de sus caractersticas constructivas. En estos casos de habla de conversin ANALGICO-DIGITAL a n bit.Establecido el nmero de cifras binarias se fija tambin el nmero de niveles que pueden utilizarse para representar la medida:

10 bit = 1024 niveles

NOTA: Observe que los valores a representar no suelen coincidir con los representables. En ese caso el aparato ejecuta automticamente las aproximaciones hacia el valor representable ms cercano.El error que se comete, llamado error de cuantificacin, ser igual como mximo a la mitad del intervalo entre los valores representables consecutivos.

EJEMPLO: En el caso de un sistema de 10bit con fondo de escala 100 se tiene un paso de cuantificacin de:

Y por lo tanto un error de cuantificacin de:



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APARATOS PARA MEDIDAS ELCTRICAS Y ELECTRNICAS

Cada magnitud fsica necesita, para ser cuantificada, de un adecuado metro de medida. En otras palabras, cada magnitud necesita de un aparato adecuado para ser medida.En el caso de las magnitudes elctricas bsicas, los aparatos utilizados son estos:

- El multmetro.- El osciloscopio.

EL MULTMETRO

El multmetro es un aparato de medida multifuncional capaz de desempear varias funciones utilizando un sencillo conmutador.Entre las funciones ms importantes que el multmetro puede desempear recordamos las siguientes:

- hmetro.- Voltmetro en continua y en alterna.- Ampermetro en continua y en alterna.- Comprobacin diodos.

EL OSCILOSCOPIO

El osciloscopio es un aparato de medida grfico capaz de representar la seal de entrada en un monitor. Rara vez se utiliza para medir el valor numrico de una magnitud elctrica, su verdadera funcin es proporcionar una representacin clara de la magnitud examinada y compararla, si fuera necesario, con otra del mismo tipo.



EL MULTMETRO

En la actualidad se venden casi exclusivamente multmetros de tipo digital como los representados en las siguientes figuras, luego slo se har referencia a estos en lo que queda de captulo.

Ejemplo de multmetro analgico Ejemplos de multmetros digitales

EL MULTMETRO DIGITAL

Es porttil y se alimenta con una pila (habitualmente de 9 voltios) colocada en su interior y dispone de dos cables de conexin (uno rojo y otro negro) que sirven para conectarse al punto donde se realiza la medicin.Como ya se ha mencionado, el multmetro digital adems de ser mucho ms prctico y manejable que el analgico, tambin es ms rpido.

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MANDOS DEL MULTMETRO

En el panel frontal del multmetro se sitan todos los mandos disponibles adems de la pantalla para la lectura de los datos.

NOTAS: El conmutador de funciones del multmetro tambin desempea la labor de seleccionar los valores mximos medibles en las distintas funciones

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FUNCIONES DEL MULTMETRO

El multmetro digital es un aparato con muchas funciones muy diferentes entre ellas.Entre las funciones comunes a la prctica totalidad de los multmetros actuales recordamos las siguientes:

- ( ) hmetro.- (V=) Voltmetro para tensiones continuas.- (V~) Voltmetro para tensiones alternas.- (A=) Ampermetro para corrientes continuas.- Comprobacin diodos.

Normalmente la funcin que se quiere utilizar se selecciona con un selector presente en el aparato. En este selector las distintas funciones se indican con el smbolo entre parntesis detallado arriba.

Ejemplo de conmutador de un multmetro digital.

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CONECTORES DEL MULTMETRO

Los conectores del multmetro permiten conectar los dos cables que acompaan al aparato y permiten realizar la medicin.Normalmente uno de los conectores es de color rojo y, de todos modos, se marcan con letras y/o nmeros.

Ejemplo de conectores de un multmetro digital.

SIGNIFICADO DE LAS SIGLAS

COM

Representa el terminal comn o negativo (llamado tambin fro) para realizar todos los tipos de medidas.

V/

Representa el terminal al que se conecta el cable positivo (llamado tambin caliente) y normalmente de color rojo para medir la tensin y la resistencia.

A

Representa el terminal al que se conecta el cable positivo (caliente) para medir corrientes de hasta 2A.

10A

Representa el terminal al que se conecta el cable positivo (caliente) para medir corrientes de hasta 10A.

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LA PANTALLA DEL MULTMETRO

La pantalla del multmetro, en la prctica, es la interfaz del aparato que nos transmite toda la informacin que posee.En algunos modelos, en la pantalla tambin se da informacin acerca de la corriente seleccionada en el aparato. En la figura se aprecian las indicaciones V y DC que nos informan que se estn midiendo tensiones continuas.En lo referente a la representacin del valor numrico de la medida, observe las diferencias entre las dos pantallas representadas. En la de la izquierda hay 3 cifras, en la de la derecha cuatro. Esto implica una gran diferencia de precisin en la representacin del resultado de la medida.Observe, por ltimo, que el punto decimal no tiene una posicin fija, puede desplazarse para dar cabida a las cifras enteras o decimales. En la figura de la derecha se ha seleccionado un fondo de escala de 20 Vdc luego la parte entera de la representacin puede alcanzar como mximo el valor 20. Pero cuando el punto decimal se mueve hacia la derecha para dar cabida a la segunda cifra entera, se pierde una cifra decimal. En consecuencia, mientras el valor de 5 voltios se representa con las centsimas de voltios, el de 15 voltios slo se representa con las dcimas.

Ejemplos de pantallas de multmetros con representacin digital.

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ACCESORIOS DEL MULTMETRO

Adems de los cables con las puntas ya ilustrados, el multmetro dispone de otros accesorios. El ms interesante debido a su empleo en el sector de la automocin es sin lugar a duda la PINZA AMPERIMTRICA.La pinza amperimtrica es un aparato capaz de medir la intensidad de corriente que fluye en un conductor sin tocar fsicamente dicho conductor. Para medir, la pinza mide el campo magntico que se genera alrededor del cable debido al paso de la corriente.Naturalmente el sentido del campo magntico generado depende del sentido de la corriente en el cable, por lo tanto la pinza tambin da una indicacin positiva para el sentido de la corriente a travs del anillo.

Pinza amperimtrica (vista frontal y de perfil)

FUNCIONAMIENTO

Slo hay que pasar el cable del que se quiere medir la intensidad de corriente que est circulando dentro del anillo de la pinza. Las lneas de campo magntico generadas son capturadas por el anillo donde se induce una tensin proporcional a la corriente a medir.

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CARACTERSTICAS DEL APARATO

Esta proporcionalidad entre la corriente a medir y la tensin que sale de la pinza se indica en las caractersticas del aparato. Se muestra un ejemplo de estas caractersticas en la figura.En este caso las caractersticas indican que la pinza proporciona 1mV por cada amperio que pasa a travs del anillo. Tambin nos informan sobre el lmite mximo de corriente (700A) que la pinza consigue medir sin saturarse.El signo positivo o negativo de la tensin generada indica si la corriente que se est midiendo se mueve en el sentido de la flecha indicada en el dorso del aparato o en sentido contrario.

Colocacin de la pinza amperimtrica y sus caractersticas.

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METODOLOGAS DE MEDIDA DIRECTA DE MAGNITUDES ELCTRICAS

Despus de haber ilustrado las distintas funciones de un multmetro, analicemos cmo se usa para realizar las diferentes fases de una medida.Analizaremos las funciones de:

- hmetro- Voltmetro- Ampermetro- Continuidad- Comprobacin diodos

MEDIDAS DE RESISTENCIA HMETRO

MEDIDAS

Para medir la resistencia seleccione en el multmetro una de las capacidades indicadas con el smbolo ( ) y conecte las dos puntas como muestra la figura.Si el componente forma parte de un circuito, preste atencin que no est alimentado y al menos uno de sus terminales est desconectado del resto de la instalacin.

Cmo medir resistencias.

NOTAS: En realidad el aparato somete a la resistencia examinada a una tensin que suele ser igual a la de su batera interior y mide la corriente que circula.Luego esta medida, an presentndose de forma directa, en realidad se efecta indirectamente.

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CARACTERSTICAS DEL APARATO

Un multmetro programado como el de la figura puede tener las siguientes tolerancias de error instrumental segn el fondo de escala.

NOTA: La imprecisin instrumental indicada en la tabla anterior debe considerarse como porcentaje del fondo de escala.Por ejemplo, si se programa el aparato en 2k y se lee en la pantalla un valor de 1,48k la forma correcta para expresar esta medida es:

1,48 k (0,15% de 2k ) o bien 1,48 k 3

El aparato slo nos proporciona dos cifras decimales porque no asegura la precisin de la tercera cifra decimal, la de los ohmios.

PECULIARIDADES

Cada multmetro usa una simbologa concreta para indicar algunas situaciones especiales. En el caso de un multmetro usado como hmetro, en la pantalla se visuliza OL (over load) o 1. Normalmente con estas siglas se quiere indicar circuito abierto entre las dos puntas o mejor una resistencia infinita.

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Fondo de escala

200

2k - 200k

2M

20M

Imprecisin

0,25%

0,15%

0,25%

1,0%



MEDIDAS DE CONTINUIDAD

Una de las operaciones de comprobacin que se realiza ms a menudo en una instalacin elctrica de un vehculo o simplemente en un componente es la comprobacin de la continuidad.Ante todo es necesario definir la continuidad hmica.Por continuidad hmica suele entenderse una conexin entre dos puntos de un conductor que no presente conjuntamente una resistencia superior a los 200 ohmios.En realidad el aparato de medida funciona siempre como hmetro slo que en este caso proporciona una seal acstica (avisador) cuando mide una resistencia inferior a los 200 ohmios.

Comprobacin de continuidad de un cableado.

ATENCIN: Como ya se ha puesto en evidencia en la figura anterior, cuando se comprueba la continuidad de un trozo de cable es necesario desconectar uno de los dos extremos del resto de la instalacin, de lo contrario podra no medirse si el cable est cortado si existe una va alternativa para la corriente.

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MEDIDAS DE TENSIN

Para las medidas de tensin normalmente los multmetros disponen de dos posibles funciones:

- Medida de tensiones continuas.- Medida de tensiones alternas.

En automocin, suelen realizarse medidas de tensiones continuas. En lo referente a las tensiones alternas preste atencin a cmo se interpreta la medida que proporciona el aparato.

MEDIDAS DE TENSIN ALTERNA

Tericamente el aparato proporciona el valor eficaz de la tensin alterna. Esto es verdad slo si:

- La tensin alterna es perfectamente sinusoidal.

O bien si:

- El voltmetro marca el valor eficaz real.

En todos los dems casos existen grandes aproximaciones a tener en cuenta.

ASPECTOS PROBLEMTICOS DE LAS MEDIDAS EN ALTERNA

El valor eficaz de una tensin alterna puede medirse o calcularse de distintos modos. La forma ms sencilla es medir el valor de pico de la seal y despus aplicar la frmula:

Esta frmula slo es vlida para las formas de onda perfectamente sinusoidales. Para todas las dems tendran que usarse coeficientes de divisin diferentes que deberan calcularse segn el caso.Recuerde que el valor eficaz de una tensin elctrica expresa su valor energtico. ste corresponde al valor que una tensin continua debera tener para producir los mismos efectos energticos sobre una misma carga resistiva.Para medir esta magnitud sin conocer los distintos coeficientes de divisin pueden utilizarse los denominados voltmetros de valor eficaz real que en lugar de realizar el clculo mencionado arriba valoran efectivamente el contenido energtico de la tensin.

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MEDIDAS DE TENSIN CONTINUA

Para medir una tensin continua es decir una diferencia de potencial elctrico entre dos puntos de un circuito, primero hay que programar el aparato en el sector indicado con el smbolo (V=).Se recomienda programar el aparato primero en el mayor fondo de escala para evitar daos en caso de tensiones inesperadas y despus ir bajando hasta el valor que permita una mejor precisin de medida.

Ejemplo de medida de una tensin continua.

NOTAS: Para medir una tensin conecte el aparato en paralelo al circuito o al componente en cuyos terminales se quiere controlar la cada de tensin.Idealmente el aparato mide la tensin entre las puntas sin perturbar el funcionamiento del circuito examinado.

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CONSUMO DEL APARATO

En realidad, el aparato de medida presenta una cierta absorcin que corresponde al valor de resistencia interna.Este valor de resistencia interna no es fijo, depende del fondo de escala seleccionado. Valores tpicos de esta magnitud pueden ser:

20.000 Ohmios/voltios10 Mohmios

El primer valor (20000 ohmios/V), relativo normalmente a multmetros analgicos antiguos, se refiere al fondo de escala, es decir con la capacidad de 20V se tiene una resistencia de entrada de 400 kohmios.El segundo (10 Mohmios), relativo a un multmetro digital, es fijo e independiente del fondo de escala utilizado.

EJEMPLO: Para aclarar el problema de la absorcin por parte del aparato de medida, utilicemos el ejemplo de la figura anterior.Suponiendo una resistencia de entrada del aparato de 400 kohmios se tiene en paralelo entre la resistencia de 10 kohmios y la de 400 kohmios

Luego el divisor estar desequilibrado y la tensin en los terminales de las puntas ser:

La diferencia respecto a los 6V tericos es bastante evidente porque la resistencia interior del aparato (400 kohmios) es comparable con la resistencia en la que se ha realizado la medicin (10 kohmios).Naturalmente con una resistencia de entrada de 10 Mohmios (multmetro digital) el problema habra sido mucho menos evidente.

Representacin de la absorcin de un voltmetro.

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CARACTERSTICAS DEL APARATO VOLTMETRO

Un ejemplo de caractersticas relativas a la imprecisin instrumental de un voltmetro se muestra en la siguiente tabla.Observe la total diferencia entre la imprecisin de la medida de tensin continua y la de tensin alterna. La razn de esta enorme diferencia reside en la diferente tcnica de medida.De hecho, en este caso, el multmetro proporciona la medida del valor eficaz real de la tensin alterna y esa medida se efecta con mtodos de tipo energtico.

NOTA: Observe en la seleccin Vac la imprecisin de la capacidad ms baja (1% de 200mV) que resulta ser 2mV, luego la indicacin de la resolucin debe considerarse slo como nmero de cifras decimales (dos en este caso) que aparecen en la pantalla pero no puede pensarse en poder medir una magnitud de 10V.

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Seleccin

Vdc

Vac

Fondo de escala

200mV 1000V

200 mV

200mV 200V

200 mV

0.05%

10 V

1.0%

10 V

Imprecisin

Resolucin

Imprecisin

Resolucin



MEDIDAS DE CORRIENTE

MEDIDAS

Para medir una corriente, adems de programar el aparato en el sector marcado con las siglas (A=) o (A~), tambin es necesario interrumpir la malla elctrica en un punto.De hecho, para medir la corriente hay que conectar el aparato en serie a la malla de la que quiere conocerse la corriente en circulacin.Naturalmente el cable rojo del multmetro est vez se conectar al conector marcado con la letra (A) o (10A) segn la intensidad de la corriente que se pretende medir.

ASPECTOS PROBLEMTICOS

Una conexin accidental en paralelo del aparato programado para medir corrientes puede ocasionar daos graves puesto que, al contrario que con las medidas de tensin, con esta seleccin la resistencia interior del aparato es muy baja.

Ejemplo de medida de una corriente continua.

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ABSORCIN DEL AMPERMETRO

Conectando el ampermetro en serie a la malla elctrica idealmente no debera suceder nada. En realidad el aparato presenta una pequea resistencia interior que perturba el funcionamiento normal del circuito.La calidad de un ampermetro desde el punto de vista del consumo se valora, de hecho, segn el valor ms o menos bajo de esa resistencia interior.

Esquema de absorcin del ampermetro

Caractersticas reales de un ampermetro.

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Seleccin

Adc

Aac

Fondo de escala

200 A 200mA

20a

200 A

200 A 200mA

20A

200 A

0.5%

2.0%

10nA

0.8%

2.5%

10nA

Imprecisin

Resolucin

Imprecisin

Resolucin



COMPROBACIN DIODOS

En esta configuracin concreta el multmetro es capaz de controlar el funcionamiento de un diodo tanto en polarizacin directa como inversa.

POLARIZACIN INVERSA

Seleccionando el aparato en la posicin comprobacin diodos y conectando las puntas como muestra la figura, si el diodo funciona bien, debera leerse en la pantalla la indicacin de over load porque es como si el circuito estuviera abierto.

NOTA: La punta positiva roja (caliente) debe conectarse al ctodo y la negativa negra (fra) al nodo.

Ejemplo de control de la polarizacin inversa de un diodo.

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POLARIZACIN DIRECTA

Para controlar la polarizacin directa de un diodo se conecta el aparato como muestrala figura.En este caso en la pantalla se lee una informacin que debe interpretarse como voltios.De hecho lo que hace el aparato es alimentar el diodo (normalmente con unos 3V) y leer la cada de tensin en sus terminales que en la prctica coincide con la tensin depolarizacin del diodo.Luego lo que se lee en la pantalla es el valor de la tensin de polarizacin del diodo.

Ejemplo de control de la polarizacin directa de un diodo.

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