Publicado : 05/10/2021 El multímetro digital: dígitos, true rms, sensibilidad y más términos - Categorías : Teoría Productos relacionados Multímetro digital UNI-T modelo UT39C 1. Introducción 2. Tipos de multímetro 3. ¿Cómo usar un multímetro? 4. Conceptos y representación dígitos en pantalla 5. Etapas de un multímetro 1. Introducción El multímetro digital, conocido coloquialmente como voltímetro, polímetro o téster, es el instrumento de medida más común en los campos de la electricidad y electrónica. Desde el más básico al más avanzado, todos sabemos que sirve para medir la tensión, la resistencia y la corriente. ¿Pero sabes cómo y qué más miden? Te lo contamos en este blog. El multímetro es el instrumento más cómodo para analizar tus prototipos y circuitos rápidamente. Lleva desde los años 20 entre nuestras mesas de trabajo y empezó siendo un instrumento puramente analógico que englobaba un voltímetro, amperímetro y óhmetro en tensiones de corriente continua. Más tarde se introdujo en él la capacidad de medir corriente alterna. Ha ido avanzando por diversos fabricantes hasta que ha día de hoy existen miles de multímetros digitales con muchas características que puede que desconozcas. Se llama multímetro, porque como su nombre indica mide múltiples magnitudes. Los multímetros digitales combinan las capacidades de prueba de los medidores unifuncionales: el voltímetro (para medir voltios), amperímetro (amperios) y ohmímetro (ohmios). De hecho, los más avanzados miden la temperatura, capacitancia e incluso prueba de diodos, transistores y de continuidad eléctrica. Multímetro digital UNI-T modelo UT39C – Referencia H0203 Este modelo cuenta con todas las características de medición de parámetros mencionados anteriormente. Un multímetro digital se llama también de forma más técnica y abreviada como DMM (Digital MultiMeter). El DMM podemos definirlo técnicamente como el instrumento capaz de medir tensiones, corrientes y resistencias con presentación numérica de los resultados en formato digital. 2. Tipos de multímetro Analógico Un instrumento analógico quiere decir que muestra los valores de forma analógica, por lo tanto, no tiene una pantalla numérica donde se exponen los valores de forma representativa numérica, si no que se indica el valor mediante una manecilla sobre la escala de magnitudes. Digital Un multímetro digital es el que estamos acostumbrados a ver. Hace mucho que los multímetros digitales remplazan a los medidores analógicos de aguja debido a su capacidad para medir con mayor precisión, fiabilidad y mayor impedancia. La precisión de una medición electrónica define lo cerca que está el valor indicado del valor real de la señal medida. Los medidores analógicos suelen tener su precisión indicada como un porcentaje de la lectura a plena escala. Los multímetros digitales generalmente se agrupan por el número de unidades (hasta 20.000) que muestran. En términos generales, los DMM se incluyen en una gran variedad de categorías: Propósito general (también conocido como comprobadores) • Estándar • Avanzado • Compacto • Inalámbrico Multímetro “RMS” y “true RMS” Igual te suena este concepto, es una característica de las medidas. Podemos definir RMS como el Valor Eficaz y TRMS (True RMS) como el Verdadero Valor Eficaz de las medidas eléctricas. Los instrumentos (como el multímetro digital) con TRMS son mucho más precisos que los RMS midiendo corriente alterna. Por eso, la mayoría de los multímetros de marcas reconocidas son “true rms”. Esta medida RMS o TRMS es necesaria porque la tensión de una onda senoidal varía en el tiempo y por tanto no es igual a la tensión que alcanzan sus picos. El valor eficaz de la tensión de una señal alterna es su equivalencia en forma de tensión continua y solo se puede calcular con instrumentos de medida RMS o True RMS. RMS en realidad corresponde a las siglas en inglés de Root Mean Square (Raíz de la Media de los Cuadrados), en referencia a la fórmula matemática que se utiliza para medir este valor. Una fórmula que el instrumento simplifica para tener en cuenta solo el valor del pico positivo de la señal sinusoidal: La medida True RMS (Verdadero Valor Eficaz) utiliza fórmulas matemáticas más complejas que permiten obtener un valor más aproximado a la realidad que los RMS. Además de los valores de pico, toman varias muestras de los valores a lo largo de cada uno de los ciclos. La característica “true-rms” en un multímetro digital debe tomarse con precaución hasta que no se compruebe cual es el tipo de procesamiento rms que realiza. Existen dos tipos de procesamiento rms: • Acoplado en AC (true rms AC): el multímetro procesa el valor rms de la señal acoplada en AC. • Acoplado en DC (true rms AC+DC): el multímetro procesa el verdadero valor eficaz de la señal. 3. ¿Cómo usar un multímetro? La parte frontal de un multímetro digital normalmente incluye cuatro componentes: Pantalla: donde se observan las lecturas de medición. Botones: para seleccionar varias funciones; las opciones varían según el modelo. Selector (o conmutador giratorio): para seleccionar los valores de medición primarios (voltios, amperios, ohmios). Conectores de entrada: donde se insertan las puntas de prueba. Suele haber uno para medir tensiones (V) y resistencia (R), otro para intensidad (I) y luego el negro para la masa (COM). A veces el conector de tensión y resistencia sirve también para pequeñas intensidades, y el otro para grandes intensidades. Esto depende del modelo claro. Las puntas de prueba son cables aislados flexibles (rojo para el positivo, negro para el negativo) que se conectan en el DMM. Actúan como el conductor desde el material sometido a prueba hasta el multímetro. Las puntas de prueba de cada cable se utilizan para probar los circuitos. Midiendo tensiones Para medir una tensión, colocaremos las bornas en los conectores de entrada (las clavijas). El cable de prueba negro en el COM y el rojo en el que ponga V. Ahora seleccionamos con el conmutador giratorio el rango de tensión (continúa o alterna, según sea) superior al que queramos medir, para evitar que este se dañe. La selección de la escala en los multímetros digitales suele ser manual mediante el dicho selector: el usuario coloca el interruptor giratorio en el rango apropiado de la función deseada. Los multímetros más potentes pueden ser autoajustables y no habría problema. Por ejemplo, una selección típica de rangos disponibles en voltios de corriente continua de un DMM de 3 dígitos incluirá 200 mV, 2 V, 20 V, 200 V y 1000 V (o algún valor inferior). El rango superior está limitado por la tensión máxima que el medidor puede manejar con seguridad. En el caso de los medidores de cambio de rango manual, cambie a un rango que proporcione el número máximo de dígitos para la tensión desconocida. Por ejemplo, al medir una batería de 1,5 V, el rango más alto de 1000 V sólo mostrará "1". Al cambiar al rango de 200 V se mostrará 1,5 en la pantalla, el rango de 20- V podría mostrar 1,52, y la lectura más precisa se obtiene en el rango de 2 V: pudiendo ser por ejemplo 1,524. Por lo que la medida de la batería será 1,524V. Otro ejemplo, si desconocemos el voltaje de lo que vamos a medir, pero sabemos que será dentro de los 15 a 30VDC, pues seleccionaremos primero 200V DC. Si sobrepasa del rango anterior (20) nos indicará un “1” y entonces tendremos que bajar a dicho rango, 20. Entonces nos marcará, por ejemplo, 16,67. Explicaremos esto en más detalle en el apartado de Conceptos. Para medir no tendremos más que colocar ambas puntas entre los puntos de lectura que queramos medir, ya sea en un componente (resistencia, condensador, etc.) o entre dos cables. Si estamos en corriente continua, nos indicará también la polaridad con el signo – delante si es inversa. Esto quiere decir, que tendremos que intercambiar las puntas de lectura del multímetro. Si lo que queremos es medir voltaje absoluto, colocaremos la borna negra en cualquier masa (un cable negro de molex o el chasis del ordenador) y la otra borna en el punto a medir. Si lo que queremos es medir diferencias de voltaje entre dos puntos, no tendremos más que colocar una borna en cada lugar. Midiendo resistencias El procedimiento para medir una resistencia es bastante similar al de medir tensiones. Basta con colocar la ruleta en la posición de ohmios y en la escala apropiada al tamaño de la resistencia que vamos a medir. Si, como es normal, no sabemos cuántos ohmios tiene la resistencia o dispositivo a medir, empezaremos con colocar la ruleta en la escala más grande, e iremos reduciendo la escala hasta que encontremos la que más precisión nos da sin salirnos de rango. Para no dañar el multímetro, en este caso el óhmetro, se deber medir sin alimentación, sin circulación de corriente. Midiendo intensidades El proceso para medir intensidades es algo más complicado, puesto que, en lugar de medirse en paralelo, se mide en serie con el circuito en cuestión. Por esto, para medir intensidades tendremos que abrir el circuito, es decir, desconectar algún cable para intercalar el multímetro en medio, con el propósito de que la intensidad circule por dentro del multímetro. Un multímetro con las bornas puestas para medir intensidades tiene resistencia interna casi nula, para no provocar cambios en el circuito que queramos medir. Igual que con las otras magnitudes, deberemos seleccionar una escala superior a la intensidad que vayamos a medir. Como hemos dicho, es posible que tengas que conectar el cable de prueba a otro agujero del multímetro, según el modelo. La punta de prueba roja tiene que ir en el lado del por el positivo y la punta negra en el lado del negativo. Si la medida sale negativa es que están colocadas al revés. Recomendaciones y consejos con multímetro Para utilizar el polímetro debes tomar las siguientes precauciones: Antes de hacer las medidas, fijarse que esté seleccionado el tipo de corriente que desees (continua o alterna), así como el cable en el agujero correspondiente. No debes tocar las puntas de prueba cuando mides. No se debe girar el selector mientras mides. El polímetro tiene un fusible para protegerlo de las altas tensiones. Si el multímetro no funciona, debes comprobar que el fusible no esté fundido, y si no, puedes reemplazarlo. Cambiar la pila cuando aparezca el indicador de batería baja. 4. Conceptos y representación dígitos en pantalla Una de las grandes dudas sobre los multímetros, tanto a la hora de comprar un polímetro como para saber a ciencia cierta como se está representando la medida, es como se representan por pantalla. ¿Cómo elegir el multímetro adecuado? Antes de entrar en terminología, si quieres medir valores muy exactos deberás tener un multímetro que tenga varios dígitos por lo que te podrá ofrecer un valor más “real” y con más decimales de tu medida. Como es evidente, el dígito numérico máximo que puede indicar el multímetro es el 9, en cuanto a número entero puede representar ya que van del 0 al 9. Los fraccionarios, sin embargo, sólo pueden tomar un número restringido de dígitos. Entre la descripción de las características de un multímetro está la del tamaño de la pantalla. Esto se representa mediante un número seguido de una fracción en superíndice. Ahora te explicamos que significan los números indicados en la siguiente imagen. Cuentas Las cuentas son el conjunto de enteros que puede visualizar la pantalla. El rango, por tanto, es del número mínimo al máximo de enteros que se puede representar. En la siguiente tabla se puede observar el tipo de pantalla del DMM, y su rango y cuentas correspondientes. En cuanto al número raro de tipo de pantalla, una forma de entenderlo es pensar que el número entero (el primero) representa el número de 9 de la cuenta máxima, es decir el valor más alto que tiene el rango. Luego, el numerador de la fracción indica el número que se pondrá delante de los nueves. Por tanto un DMM 31/2 quiere decir que la cuenta máxima que podrá indicar por pantalla ese multímetro será de 1999, porque son 3 nueves y 1 uno delante. Sensibilidad La sensibilidad es el mínimo cambio en la señal de entrada que puede detectar el multímetro. En el siguiente ejemplo podemos ver como el DMM 51/2 es más sensible que los otros dos, en ese rango seleccionado. La sensibilidad se mide en voltios, normalmente en escala baja como µV o mV. La resolución en pantalla que si indica (1C 10 µV) se traduce que por cada cuenta (1 C) son 10 µV que se muestran. Siguiendo con el ejemplo remarcado en amarillo del DMM 51/2 , para saber la “cuenta” que tiene, debemos coger la lectura máxima: 199,999 mV. Ahora pensamos el mínimo valor que podemos disminuir: 199,998 mV. ¿Cuánto hemos bajado? Pues 0,001 mV, haciendo una simple resta. Esto equivale a 1µV. Así es como obtenemos la sensibilidad. Incertidumbre Indefinición del equipo a la hora de proporcionar una lectura coincidente con el verdadero valor o valor exacto. Incertidumbre absoluta: La incertidumbre absoluta siempre tiene dimensiones, las que posea la lectura (voltios, amperios, ohmios, etc.) Se indica como U(L). Incertidumbre relativa: La incertidumbre relativa siempre es adimensional, NO tiene dimensiones. Se expresa en términos de % como u(%). Extensión de escala: Capacidad que poseen ciertos multímetros de proporcionar lecturas más allá del fondo de escala (rango) seleccionado. rg 1000 V, extensión 10% → 1100 V ≡1100 V (máxima repres. en pantalla, DMM 31/2) rg 1000 V, exttensioón 100% → 2000 V ≡1999 V (máxima repres. en pantalla, DMM 31/2) 5. Etapas de un multímetro Si nos metemos en el funcionamiento interno de un multímetro digital, las principales etapas son las siguientes: Entrada: A ella se conectan las señales que se quiere medir (V, I, R). Son todas de tipo analógico presentando diversa complejidad en la circuitería. Conversión analógica-digital: Realiza la conversión de la información capturada en forma analógica a formato digital para su posterior representación Control: Establece la secuencia de acciones a seguir y controla la representación local y remota de los resultados. Representación: Muestra por pantalla la magnitud medida. Esto se puede observar más gráficamente en el esquema interno de un multímetro completo, donde se clasifica la entrada de tensión en corriente continúa y en alterna: Fuentes: https://www.ni.com/es-es/innovations/white-papers/15/instrument-fundamentals--digital-multimeter--dmm-.html https://www.ni.com/es-es/innovations/white-papers/06/analog-sample-quality--accuracy--sensitivity--precision--and-noi.html https://www.fluke.com/es-es/informacion/blog/electrica/que-es-un-multimetro-digital https://es.wikipedia.org/wiki/Mult%C3%ADmetro https://www.edu.xunta.gal/espazoAbalar/sites/espazoAbalar/files/datos/1464947843/contido/42_medida_de_voltajes.html