Introducción al Multímetro

Un multímetro también denominado polímetro o tester, es un aparato eléctrico y portátil usado para medir magnitudes eléctricas activas: corrientes y potenciales (tensiones), o magnitudes eléctricas pasivas: resistencias, capacidades y otras. Cuenta con un selector que según la posición puede trabajar como voltímetro, amperímetro y ohmímetro.

El multímetro puede realizar medidas para corriente continua o alterna, y en diversos márgenes de medida cada una.

Esta herramienta de medición tiene un principio, que es el galvanómetro. Un instrumento utilizado para la medida de corriente eléctrica de mínimas intensidades. Este se basa en el giro que realiza una bobina posicionada entre los polos de un imán muy potente cuando recorre por una corriente eléctrica.

Los efectos mutuos entre el imán y la bobina, producen un par de fuerzas electrodinámicas, que hacen que la bobina gire junto a una aguja indicadora dentro de un cuadrante. Este aparato es el más empleado en la fabricación de voltímetros y amperímetros.

Historia del multímetro

El antecesor del multímetro era denominado AVO. Este aparato fue una creación del ingeniero de la British Post Office, Donald Macadie. Macadie tuvo la idea de unir tres instrumentos de medición en uno, el amperímetro, el voltímetro y el óhmetro. De la unión de la inicial de estos tres instrumentos, nace el nombre de Multímetro AVO. Este nuevo aparato tres en uno, facilitó sobremanera el trabajo de todos los estudiantes de cualquier área de la electrónica.

El multímetro AVO se creó en un principio para analizar solo circuitos en corriente continua, posteriormente se agregó la funcionalidad para medidas de corriente alterna, y con el pasar de los años se introdujeron las medidas de capacidad y potencia.

Actualmente los modelos analógicos han evolucionado poco, con respecto a los primeros modelos. Y por su parte los multímetros digitales, son cada vez más avanzados pero siempre tienen como base el fundamento del analógico.

Partes y características del multímetro

Este polifacético instrumento de medición consta de partes o componentes básicos, que permiten realizar las diversas mediciones de manera práctica y eficaz.

• El galvanómetro que constituye el principio de funcionalidad del instrumento.
• La escala múltiple a través de la que se desplaza la aguja, para permitir leer los valores de las diferentes magnitudes en los diferentes márgenes de medida. (Solo aplica para multímetros analógicos)
• Pantalla donde se muestra el valor de la medida obtenida por el instrumento. (Solo aplica para multímetros digitales)
• El conmutador, el cual permite cambiar la función del instrumento de medición para que funcione como medidor en todas las versiones y márgenes de medida, con las que cuenta. La función del conmutador es escoger el circuito interno que se debe asociar al instrumento de medida, para realizar la medición deseada.
• Las bornas o terminales eléctricas, estas permiten conectar el multímetro a los circuitos o componentes externos cuyos valores se desean medir. Las bornas de acceso son de colores diferentes, para facilitar que las conexiones externas se efectúen de forma correcta. Cuando se va a medir en corriente continua, suele ser de color rojo la borna de mayor potencial (o potencial +), y de color negro la borna de menor potencial (o potencial -).
• El multímetro cuenta con dos zócalos diferentes donde se ubican los terminales. Uno es para las medidas de circuitos que cuentan con corriente alterna (AC) y otros para medir circuitos de corriente directa (DC).
• El polímetro cuenta con una pila interna, para poder realizar mediciones de magnitudes pasivas. También cuenta con un ajuste de cero, necesario para realizar las mediciones de resistencias.
• Este instrumento está provisto generalmente, con una caja protectora de un tamaño aproximado a las 25 pulgadas cúbicas.

Multímetro – Partes

Tipos de multímetro

Existen dos tipos de multímetro: uno digital y otro analógico.

Multímetro analógico

Es un instrumento especial para laboratorios, de campo especializado, muy útil y variable. Es capaz de medir voltajes en CA y CD, corriente, ganancia de transistor, caída de voltaje de diodos, resistencia, capacitancia e impedancia. Mediante el principio del galvanómetro y su funcionamiento, cuenta con una aguja que se mueve sobre una escala. Los aparatos digitales son habitualmente más resistentes que los analógicos, pero también tienden a malograrse si se les pone en una escala menor a la señal.

Con el paso del tiempo los polímetros analógicos han desarrollado y mejorado su funcionamiento, incrementando considerablemente sus posibilidades y su exactitud. Adicionalmente, por medio del empleo de amplificadores de entrada con transistores de efecto de campo (FET), para realizar mediciones de voltaje CD, sus impedancias sobrepasan con frecuencia a los 100 MΩ. Por último, la escala del óhmetro ya no se necesita llevar a cero para subsanar los cambios internos del voltaje de batería o los cambios de escala.

Con los multímetros analógicos, las mediciones de voltaje se pueden realizar sobre el rango de 0.4 mV hasta 1000 V con una exactitud de 0.1%. En cuanto a las mediciones de corriente, estas se pueden ejecutar desde 0.1 μA hasta 10 A, con una exactitud de 0.2%. Con respecto a las mediciones de resistencias, estas se pueden efectuar tan altas como 40 MΩ con una exactitud de 1%. Las mediciones de resistencia de menor valor, cuentan con una exactitud de 0.2%.

Multímetro Analógico

Multímetro digital

Este aparato usa los circuitos para convertirlos de valores analógicos a valores digitales para luego mostrarlo en una pantalla. En estos últimos años, los multímetros más usados son los digitales, pero los analógicos no fueron dejados atrás ya que brindan una más rápida respuesta gracias al movimiento de la aguja, cosa que un digital no puede brindar.

Principalmente, los multímetros digitales se elaboran tomando como base un convertidor A/D de doble rampa o uno de voltaje a frecuencia, con el ajuste de rango respectivo. Para brindar flexibilidad en la toma de medidas de voltajes en rangos dinámicos de mayor amplitud y con la suficiente resolución, se usa un divisor de voltaje para escalar el voltaje de entrada.

Para obtener la medición de voltajes de CA, se incluye un rectificador en el diseño del instrumento de medición. Debido a que la exactitud de los rectificadores no es tan alta como la de los circuitos de medición de voltaje de CD, la exactitud general de los instrumentos de medición de CA es menor que cuando se miden voltajes de CD. La exactitud para voltajes de CA van desde + 1.012 hasta + 1% + 1 digito). Las corrientes se miden logrando que el voltímetro digital, determine la caída de voltaje por medio de una resistencia de valor conocido y exacto.

La exactitud estándar de las mediciones de corriente de CD están en un rango de + 0.03 hasta + 2% de la lectura + 1 dígito; y para corriente alterna son de + 0.05 a + 2% + 1 dígito.

La mayoría de los  multímetros digitales son instrumentos de medición portátiles que funcionan con baterías. Algunos cuentan con un diseño robusto que permite soportar los rigores de mediciones de campo. Otros cuentan con características como la operación de sintonización automática de rango, lo que permite que el medidor ajuste automáticamente sus circuitos de medición para el rango de voltaje, corriente o resistencia. También tienen compatibilidad con salida decimal codificada en binario o IEEE-488, medición de conductancia y de temperatura.

Los multímetros digitales han tomado ampliado su rango de uso, principalmente por que brindan una mejor exactitud, y eliminan errores de lectura.  Sin embargo, con frecuencia se añade una escala analógica en la escala digital para obtener una indicación visual de entradas que varían con el tiempo. La posibilidad  de obtener la indicación del medidor en forma analógica es de gran importancia, cuando se están localizando fallas en sistemas de instrumentación.

Multímetro Digital

Este es un instrumento que sigue vigente al de los años, gracias principalmente a su funcionalidad. Aunque su diseño a evolucionado su principio básico se mantiene, facilitando el trabajo a un gran número de profesionales.