Este tutorial está en construcción. Me faltan completar algunas secciones y quiero agregar imágenes.
Muy bien. Comencemos. Muchas personas simplemente compran su primer multímetro y dan algo equivalente a $7 dólares por uno de estos y dejan el problema así hasta que se dañen:
Eso en sí no está mal. Al final, estas personas están comenzando su hobby o su carrera y no quieren gastar mucho dinero o no conocen algo mejor.
Amprobe AM-530. Ahora conocen algo mejor.
Lo que pasa es que estos multímetros no son muy seguros. Si destapan uno de estos se van a dar cuenta de varias cosas. Lo primero, le entrada para medir A no tiene ningún fusible. Es muy sencillo olvidarla ahí y hacer que esta cosa explote en tu mano. Es muy probable que la caja no resista, apenas está agarrada por dos tornillitos y se rompe cuando la vienesa abrir por décima vez. Lo segundo en seguridad es el fusible del rango de mA. Este fusible es de vidrio, lo que significa que si tienes mala suerte y estás midiendo un circuito de alto voltaje y mucha energía, aunque se rompa el filamento dentro, se puede formar un arco que va a permitir que la corriente pase.
Aquí tengo un video porque una imagen vale más que mil palabras:
De acuerdo, no son seguros, pero entonces, ¿qué compro?
Lo mejor es comprar un multímetro de calidad que te va a durar años. No hay que pagar $400 dólares por un Fluke 87V, a menos que lo necesites. Han existido multímetros de calidad en el rango de los $50 hasta los $100 dólares. Básicamente, cualquier cosa que cueste más de $50 en Amazon y sea una de las siguientes marcas, probablemente será seguro y de buena calidad.
Sección de entrada de un Fluke 28-II. Un verdadero ejemplo de un diseño seguro. Pueden ver que hay ranuras en las que va plástico que aísla los diferentes conectores, los fusibles cerámicos, la separación entre los trazos que llevan alto voltaje y los fusibles cerámicos. Todavía se puede comprar un Fluke 27 original en eBay por unos $100 dólares y es un verdadero ladrillo. Crédito: EEVBlog
Aquí una lista de buenas marcas de multímetros. Hay de todo, algunas pueden no tener multímetros de $50 a $100.
- Fluke
- Amprobe
- Extech
- Brymen
- BK Precision
- UNI-T (precaución con esta, no siempre todo es bueno pero sí es barato)
- Agilent (gama alta)
- Keithley (lo mismo. No hacen portátiles)
Esas son mis marcas preferidas. No me gustan ni los siguientes, porque los he visto por dentro y muchas veces la calidad no es comparable con otros del mismo precio de las marcas anteriores:
- Vichy
- Victor
- Global Specialties
- Ideal
- Elenco
Si solo puedes comprar uno de esos, nada podemos hacer. De todas formas era mejor que el multímetro chino...
Hay muchos otros motivos por los cuales comprar un buen multímetro, hasta ahora sólo hemos tocado el tema de la seguridad como introducción, pero después de leer este tutorial, podrás valorar la importancia y los beneficios de tener un buen multímetro.
Más información sobre la seguridad:
Ya he explicado por qué la seguridad es importante y creo que el video quedó bien claro. Pero de nada sirve tener al auto más seguro del mundo si no sabes conducirlo bien. Fluke cortésmente ha publicado una serie de documentos sobre la seguridad en los ambientes industriales. Me baso en gran parte en sus guías para este tutorial.
Fluke 87V Ex. Esta versión del 87V se puede usar en ambientes explosivos
Existen unos estándares que definen la
categoría de tus mediciones en materia de seguridad. No existen los mismos peligros midiendo una placa madre de computadora que midiendo el voltaje a 2 metros del contador de electricidad, afuera, en un día nublado. Hay diferencias de voltaje (12V vs. 240V), corriente (50A protegidos contra corto vs. algo prácticamente ilimitado) y condiciones físicas (en tu banco de trabajo vs. en una escalera de aluminio). También hay un cuarto factor que son los picos de voltaje y corriente que se pueden presentar en algunas situaciones. Por ejemplo, los motores y cargas inductivas pueden introducir fácilmente picos en la línea de 110/220V.
Puede que tu multímetro u otro instrumento no soporte alguna de esas condiciones (alto voltaje, mucha energía, picos no controlados y aislamiento). ¿Entonces, cómo sabemos si lo hace? Para esto se inventaron los CAT ratings. Yo traduciré ratings como clasificación. Cuanto tu multímetro tiene clasificaciones CAT, te da la categoría a la que pertenece (Hay del CAT I hasta el CAT IV) y hasta qué voltaje soporta en esa categoría. Ejemplo: un multímetro dice CAT III 1000V, CAT IV 600V. Aquí les explico cada categoría.
- CAT I: para uso en equipos domésticos o de oficina. Básicamente, equipos de poca energía con protección de picos, como todo equipo electrónico tiene de una forma u otra. Básicamente, todo lo que es a pilas y casi todo lo que se enchufa a la pared y se esté midiendo del lado secundario de un transformador lo podemos considerar CAT I. Las fuentes conmutadas son un híbrido extraño entre CAT I y II. Técnicamente, algo de alto voltaje como un flyback para CFL es CAT I, pero deben asegurarse de que su multímetro soporte ese voltaje.
Encontrarán que ningún multímetro es CAT I. Algunos osciloscopios lo son, otros no dicen nada.
- CAT II: todo lo que está protegido por un fusible o breaker en en panel de distribución. Eso incluye el alambrado de la casa, siempre que esté a más de 10m de un área CAT III y/o a más de 30m de un área CAT IV. Noten que el lado primario de una fuente conmutada es CAT II al igual que un taladro, que tiene su motor que casi va directo al enchufe.
- CAT III: equipos en instalaciones fijas como bombas de agua, motores trifásicos o instalaciones de piscina, por decir algunos. También instalaciones eléctricas cortas (las que no pudieron caer en CAT II por la distancia). Enchufes para equipos pesados que no están muy lejos de el contador. Paneles de distribución (aquí les llamamos caja de breakers) e iluminación a gran escala.
- CAT IV: justamente después del transformador que baja la tensión a 120V/220V, contadores, el poste de luz. Aquí la corriente que puede pasar es prácticamente ilimitada.
Que diga CAT no significa necesariamente que sea así. Hay fabricantes que lo ponen, pero es una mentira. Con las compras por internet es difícil para los pocos gobiernos que les importa poder detener esto. Lo ponen porque es lo que se espera de ellos. Una buena forma es buscar una certificación independiente. La marca CE que le ponen no es independiente, se les permite ponerla sin certificación. Una buena marca es la UL. Para más detalles, consulten las fuentes, específicamente las de Fluke.
Hace unos 30 años, o sea por ahí por los ochenta, estas clasificaciones no existían. No había un concepto de seguridad muy establecido y muchos multímetros e instrumentos en general no tenían mucha protección que digamos. Un multímetro moderno debería tener:
- Unas puntas recubiertas: vean la figura S-1
- Si las puntas son CAT III o CAT IV deben ser como las de la figura S-2, si el multímetro es nuevo. La parte de metal es como del tamaño de la punta de un lapicero. Como ven, se puede quitar el cobertor. Es requerimiento fue introducido recientemente.
- Doble aislamiento: si ven un símbolo de un cuadrado dentro de otro cuadrado, tiene doble aislamiento. Otras cosas con doble aislamiento son las fuentes de laptop. Doble aislamiento significa que el equipo puede operar de forma segura sin una conexión a tierra. La forma como hacen esto es a través de dos capas de aislamiento entre las partes energizadas del circuito o con aislamiento reforzado. En la imagen S-3 pueden ver el aislamiento reforzado de in Amprobe AM-530.
- Una buena construcción interna: esto lo vas aprendiendo por experiencia. Hay un ejemplo arriba y la figura S-4 les da otro ejemplo más.
- Fusibles cerámicos: también llamados HRC por su High Rupture Capacity o alta capacidad re interrupción. La diferencia es que cuando se forma un arco de corriente en un fusible de vidrio, éste se puede mantener después de roto el filamento. Un fusible cerámico está lleno de arena u otro aislante. Un buen fusible cerámico va a decir su capacidad de interrupción. Es cuánta corriente es capaz de detener. Si es de 20kA significa que puede cortar esos 20kA en vez de dejarlos pasar y hacer que la explosión corte la corriente de alguna forma. Cuidado que pueden haber fusibles falsos en el mercado. Parecen cerámicos pero por dentro son como los de vidrio. Foto de un fusible falso que encontré en la figura S-5.
- Fusible en la entrada de 10A (importante): a menos que sea un multímetro tan viejo que ni tenga clasificaciones CAT, debes buscar uno que tenga fusible. El video de arriba es lo que pasaría exactamente con multímetro sin fusible en la entrada de 10A si fueras a realizar una medición de voltaje CAT III. Pueden ver en el video la forma del multímetro. Es un modelo genérico que he visto varias veces y siempre dice unfused (sin fusible).
Figura S-1: pueden ver que ambas de las dos puntas de abajo están recubiertas. Arriba en el fondo está un plug tipo banana sin recubrir. Se puede usar, pero solo en mediciones CAT I en el banco de trabajo. La punta recubierta roja tiene un protector que no permite de ninguna forma que entres en contacto con el metal.
Figura S-2: puntas CAT III/IV con cobertor y sin cobertor. La falta de este las convierte en CAT II.
Figura S-3: aislamiento reforzado. Pueden ver que hay una ranura en la parte inferior donde entra la lengüeta de la parte superior. Es mejor conteniendo explosiones y hace sólido el multímetro.
Figura S-4: De izquierda a derecha. Pueden ver al fusible de 10A, y miren los trazos con cobre expuesto que tienen para disminuir la resistencia tentre los terminales de entrada. Si siguen el trazo viniendo de la entrada de mA ven que va a otro fusible, de 1000V, como debe de ser. El arreglo de diodos D2-D6 es para proteger la entrada de mA. Pueden ver que la entrada de V tiene un PTC que es básicamente un fusible que se auto-reinicia y 3 varistores. Cianto el voltaje excede cierto valor (probablemente 1000V) los varistores reducen su resistencia dramáticamente y el PTC comienza a aumentar la suya. Entonces forman un divisor de voltaje que mantiene el voltaje en un valor más o menos seguro. Hay tres varistores en serie para dar redundancia y posibliemente reducir costos o tamaño. También pueden ver que todo ese circuito del PTC está bien lejos de la entrada negra.
Imagen de alta resolución
aquí.
Figura S-5: el fusible cerámico falso estaba vacío por dentro. Son mejores los que tengan una marca como los de la figura S-4. Por lo menos sabes a quién demandar cuando te tengan que operar un brazo...
Cómo manejar tu multímetro en situaciones de peligro
Mientras tanto, lean esto:
http://www.fluke.com/fluke/mxes/formacion/seguridad/default.htm
¿Cuántos debo tener?
Antes de seguir, tengo que decir que debes no tener solo uno, sino varios multímetros.
¿Por qué?
Primero, imagina que tienes un circuito que cambia su consumo dinámicamente, como bien es un amplificador de audio o un circuito con microcontrolador, ¿cómo mides la potencia que consume?
No puedes simplemente usar un solo multímetro para medir la corriente y luego cambiarlo para que mida voltaje. La potencia que consume el circuito va a haber cambiado. Necesitas dos multímetros para hacer esto.
Segundo ¿cómo se si el multímetro está dando lecturas erróneas?
Puede ser que en algún momento el multímetro se salió de sus especificaciones y tu estás diseñando una fuente que crees que te te está dando 3.4V pero en la realidad da 3.6V y va a dañar tu costoso microcontrolador que tardaste 3 semanas en recibir. ¡Puff! Se daña. Acabas de perder 3 semanas y US $20 de envío por no haber tenido un segundo multímetro. A gastar de nuevo.
Cuando estás trabajando en un proyecto, las herramientas son para no perder el tiempo en ellas. ¿Cómo sabes si tu herramienta es de confiar si no la puedes comparar? Si tienes un segundo (y hasta un tercer) multímetro, las puedes comparar todas a ver si hay una que no es de confiar o se ha salido de sus especificaciones.
Funciones
En un multímetro, hay varias cosas que considerar. Lo primero es los tipos de mediciones que podemos realizar. Estas son las características de un circuito que se pueden medir. Aquí les muesto las más típicas y las menos típicas también.
- Voltaje AC: mide la tensión de alterna en valor RMS. La lectura que vas a recibir en la pantalla tiene la exactitud dada en el manual solamente si la onda que mides es senoidal. Esto no es muy útil en ciertos circuitos y no puedes medir el valor pico a pico sin un osciloscopio. Esta técnica se llama average sensing. Un ejemplo donde esto no es útil es cuando estás probando un inversor de esos de onda cuadrada. Podrías leer 110V o 220V y creer que todo está bien pero en realidad el valor RMS va a ser diferente. Las lámparas no van a birlar con la misma intensidad, por ejemplo.
- Votaje AC (con True RMS): con esta técnica, lo que lees en la pantalla es el verdadero valor RMS de la onda que mides, siempre que la onda esté dentro de los parámetros que da el manual. Te pueden dar unas frecuencias máximas y mínimas en las que el multímetro puede operar.
- Voltaje DC: es simple y llanamente voltaje DC. Este es el modo en el que los multímetros tienen mayor precisión. En casi todos los multímetros la impedancia de entrada en este rango y en modo AC es de 10MΩ. Esto se deba a que ellos tienen un divisor de voltaje interno para seleccionar los distintos rangos. En muchos multímetros el rango más bajo es el más preciso y puede tener una impedancia mucho mayor a 10MΩ, a veses de GΩ (giga). Eso es porque desconectan el divisor de voltaje entero.
- Ohms: mide la resistencia. Si hacen mediciones de valores pequeños y su multímetro tiene una función llamada Rel (relativo o Δ, lo detallamos después), unan las dos puntas y presionen Rel para, en efecto, eliminar la resistencia de los alambres en su medición. Lo que eso no va a eliminar es la resistencia por oxidación en los terminales del componente o alambre.
- Ohms (medición a 4 alambres): esta técnica generalmente es usada en medidores no portátilales. Hay 4 alambres. Por dos de ellos se suple una corriente a la resistencia, por los otros dos, se mide el voltaje justamente entre los puntos de interés. Pueden probarlo en casa con una fuente de corriente, un multímetro midiendo el voltaje, algún alambre y la ley de ohm. Si lo hacen bien, verán que pueden obtener una lectura más exacta que usando la funcion de ohms sola.
- Continuidad: no hay mucho que decir aquí. Si tienen la oportunidad, prueben que el buzzer responda rápido cuando hay continuidad, y mejor aún, que siga sonando como medio segundo después que se hizo el contacto. Un buen ejemplo de un buzzer perfecto es el del Fluke 87V, búsquenlo en Youtube.
- Diodos: Esta función sirve para verificar que un diodo esté funcionando correctamente. Generalmente se da una lectura en voltios y ese es el voltaje de conducción del diodo. Si les es posible, confirmen que su multímetro llegue hasta 4V porque así pueden probar LEDs de cualquier color también. Si usa pilas AA o AAA casi seguro que no lo hace, pero si son de 9V es posible que sí.
- Capacitancia: mide capacitores. Asegúrense de descargarlos, pero un buen multímetro debería soportar hasta 300V en esta función sin dañarse. No lo prueben de todas formas. Generalmente esta medición es de muy bajo rendimiento. Los multímetros suelen medir nF y µF hasta llegar a 400µF o 4000µF. No hay mucha necesidad de llegar tan alto realmente. Cuando mides más de 100µF vas a tener que esperar un largo rato a que se cargue.
- Frecuencia: mide la frecuencia. No es reemplazo de un contador de frecuencia, la resolución (cantidad de dígitos, esencialmente) es muy limitada y sólo llegan hasta 20 o 40MHz. Con puntas normales no puedes llegar a 20MHz muchas veces. No es reemplazo de otros instrumentos, pero resuelve.
- Ciclo de trabajo: Mide la relación entre el tiempo que dura una señal estando activa y el tiempo que está inactiva. Suele ser parte del medidor de frecuencia. Útil para quien esté trabajando con PWM en microcontroladores.
- Temperatura: Permite medir la temperatura con un termocople. Un termocople no es más que la unión de dos metales distintos. Si quieren saber más, busquen termopar en Wikipedia. Si esta función les es importante (a mí me es muy útil) busquen un multímetro que tenga una resolución de 0.1ºC.
- Corriente (mA y µA): Si están en una entrada separada a la de voltios, es mucho mejor. Es más difícil quemar el fusible. Noten que cuando miden corriente, necesariamente se tiene que perder algo de voltaje. A esto se le llama burden voltage. Tómenlo en cuenta porque esa pérdida de voltaje afecta el consumo de corriente de su circuito. Todos los multímetros sufren de esto. Se soluciona cambiando a un rango más alto (si estás en µA lo cambias a mA, etc.).
- Corriente (A): Hay multímetros que te dan una alerta si tratas de medir el voltaje con una punta conectada a esta entrada. Esto aplica también a la entrada de mA. Se suele llamar jack alert. Si tienes un multímetro True RMS, esa funcionalidad también aplica para medir corriente y es muy útil. Noten que el burden voltaje afecta a esta entrada también, pero en menor medida. Algunos multímetros te dejan medir hasta 20A, pero dicen que solo puede ser por n segundos y hay que dejarlos descansar por otro tiempo más.
Lo segundo importante son las funciones adicionales que tienen. Hablamos de esos "extras". Casi todos los multímetros tienen como el 90% de las funciones que mencioné antes. Excepto por los detalles que dije como el
jack alert, todos los multímetros buenos tienen la mayoría de lo que hay en la lista. Lo que los diferencia son su resistencia al abuso, diseño visual (es como la marca se distingue), precisión (entraremos en detalle luego) y estas funciones adicionales.
- Función relativa (Rel ∆): es eso mismo. Mide la diferencia entre dos valores. Si quieres medir cuánto aumenta la temperatura una disipadora sobre la temperatura ambiente conectas tu termocople, usas la función de ºC (ºF es para losers) ves la temperatura ambiente, le das a Rel y pegas el termocople a la disipadora. La lectura que vas a leer es igual a [Temperatura de la disipadora] - [Temperatura ambiente]. Si leíste 90ºC sabes que el transistor no aguanta más de 125ºC, ya sabes que no se puede usar el ampli a más de 35ºC y deberías buscarle un abanico.
- Modo Min/Max: Muestra en la pantalla solamente el valor máximo (o mínimo) que ha leído el multímetro. Si el multímetro es bueno (de la categoría del Fluke 87V y cualquier Agilent) este modo va a registrar picos que no verías en la pantalla de otra forma porque son muy rápidos. Otro uso es darle a Max, y medir algún voltaje que es muy peligroso como para quitarle la vista a las puntas. La forma apropiada de hacer esto es con Auto-hold (lo explico en Hold), pero solo lo tienen los Fluke y otras marcas costosas (y aún así el Fluke 117 no lo tiene).
- Barra análoga: sencillo. Imagínate un vu-metro o medidor análogo en tu multímetro. Si está diseñado apropiadamente, es más rapido que los dígitos y eso es a propósito, para que puedas ver cosas como fluctuaciones. En general mientras más rápida es esta pantalla mejor. Si los dígitos fueran rápidos, no pudieras leerlos, para eso tienen esta función.
- Hold: le das a hold y la lectura se "congela" en la pantalla. El auto-hold es una variación de esto. Sabe que valor da el multímetro cuanto tus puntas no están conectadas a nada. Cuando las conectas a algo, congela la lectura. Si estás trabajando en circuitos peligrosos es esencial. Muchos multímetros industriales profesionales la tienen.
- Auto-rango: esta función para mí esencial. No hay nada más molesto que estar dándole vueltas a un switch todo el tiempo. Un truco. Si están midiendo un circuito que cambia de estado más o menos rápido, como una luz intermitente, quítenle el auto-rango con el botón de Range. Si no lo hacen el multímetro se la va a pasar tratando de encontrar el rango cada vez que la señal cambia. Si van a medir varios puntos uno después del otro, como en las reparaciones, también vale la pena quitarlo para ahorrar tiempo.
- Detector de voltaje sin contacto (NCV): sirve para saber la presencia de un voltaje AC en instalaciones eléctricas sin usar puntas. Por ejemplo, si están cambiando un interruptor (donde no hay neutro) y quieren saber si el alambre está vivo o no. El sensor suele estar al frente, detecta desde 100V hasta unos 600V y su sensibilidad es de unos 2cm. También se venden por separado. Véase el Fluke VoltAlert.
- Datalogging: la implementación varía según el fabricante pero consiste en un multímetro que puede guardar valores. Algunos se pueden configurar para que guarden una lectura cada equis tiempo o puedes guardar los datos al pulsar un botón. Para sacar los datos se necesita una conexión a una PC.
- Conexión a PC: generalmente consiste en una conexión serial al computador. El multímetro va a tener un diodo LED infrarrojo y un cable especial con un sensor infrarojo. La PC los suele reconocer como puertos seriales. Algunos fabricantes te dan recursos para que programes tus propias aplicaciones y también suelen suplir aplicaciones que hacen datalogging y más cosas. Si comprar uno de esos asegúrate de que es software no sea basura, porque puede pasar, en especial si la marca no es de las mejores.
- Auto-apagado: sencillamente apaga el multímetro después de unos minutos para preservar la batería. En el manual te explican como desactivarlo.
- Compartimento de baterías y fusible y el stand: si el multímetro tiene un compartimento para baterías y/o fusibles, mejor. Hay menos posibilidades de que dañes algo o cambies algún trimmer accidentalmente. Asegúrate de que tenga stand, nunca he visto un multímetro bueno sin stand (excepto los de bolsillo). Otra cosa que nunca he visto en un multímetro bueno es un probador de transistores.
- Multímetros a prueba de agua: si necesitas uno, yo creo que sabes lo que buscas.
- Puntas: Asegúrate de que a goma tenga las especificaciones escritas y que en general las puntas sean de calidad. No estreses ningún alambre, no lo enrolles con tanta presión alrededor del multímetro. He visto docenas de cables fallar así.
- Luz de fondo: si se apaga sola en menos de 15 segundos es frustrante.
- Medición en baja impedancia (Lo-Z): había dicho anteriormente que los multímetros tienen una impedancia alta de 10MΩ casi por norma. Este modo reduce a propósito esta impedancia. Se usa cuando se quiere eliminar ruido que puede causar errores en las lecturas. No es esencial. Nada de lo que siguie lo es, pero si lo necesitas, no dudes en comprar algo que lo tenga.
- Filtro pasabajos (LPF): un filtro pasabajos elimina las frecuencias altas de un circuito. Es útil por ejemplo para eliminar el ruido que hay en una línea AC cuando se quiere medir el voltaje.
- Función de mV: básicamente es un rango en el que se pueden leer voltajes bajos. En un multímetro Agilent, esta función te deja ver hasta 30mV. Lo más pequeño que podrías detectar son 0.01mV ó 10µV.
- Funciones matemáticas varias: son exclusivas de multímetros para banco de trabajo (bench multimeter, si conocen mejor traducción me avisan). Tu vas a saber si las necesitas.
- Medición de dB: lee el voltaje y lo compara en decibeles a una referencia de 1V. Trabajar con decibeles necesita un tutorial aparte.
El VoltAlert de Fluke es un detector de voltaje sin contacto
El Extech EX330 cuenta con un detector de voltaje sin contacto integrado. Es mi recomendación si buscan algo en el rango de los $50. Nota que mide la mayoría de las cosas y tiene funciones de Hold y Rel.
Precisión y resolución
¿Qué es todo eso de precisión de 0.5% y eso de las cuentas y 3 1/2 dígitos?
Resolución:
Es fácil. Si tu manual dice que tu multímetro tiene 2000 cuentas (counts) significa que va del 0000 hasta el 1999. Si dice que son 4000, va del 0000 hasta 3999. Si es de 200,000 va desde 000000 hasta 199,999. Ejercicio: ¿cuántas cuentas tiene el Extech EX330 de la imagen de arriba? Pasa el mouse sobre este texto para ver la respuesta
Tiene 3,999 por supuesto
Este sistemita lo complican cuando hablan de dígitos. Cuando dicen que un multímetro es de 3 1/2 dígitos ¿qué quieren decir?
Quiere decir que el multímetro tiene 3 dígitos completos y uno que puede ser 1 ó 0. Eso significa que va del 0000 al 1999 (mira los 3 dígitos y el 1). Cuando dice que tiene 3 y 3/4 quiere decir que tiene 3 dígotos y uno que llega hasta 3. (0000 hasta 3999). Realmente el formato no tiene mucho sentido, pero es lo que se usa.
Ahora un ejemplo. ¿Hasta dónde llega el rango de 20V de un multímetro de 5 1/2 dígitos?
Bueno, hay 5 dígitos completos, y uno que puede ser 0 o 1. Entonces, lo más alto que puede ser el "medio" dígito es 1 y lo más alto que pueden ser los otros es 9, entonces:
199999
Si llevamos eso a voltios:
19.999V
Como ven, siempre falta una cuenta para llegar al rango que seleccionamos.
Las resoluciones más comunes:
- 2,000 (3 1/2): común en los multímetros más básicos. Casi está en desuso excepto por multímetros chinos y las antigüedades en eBay.
- 20,000 (4 1/2): común en multímetros portátiles de alta gama.
- 200,000 (5 1/2): común en multímetros de escritorio
- 2,000,000 (6 1/2): común en multímetros de escritorio
- 4,000 (3 3/4): común en multímetros portátiles
- 6,000: común en multímetros portátiles
- 3,200 y 32,000: equipos HP (ahora Agilent) y creo que algunos otros. Tengo que investigar.
- 10,000: algunos Agilent portátiles.
Precision:
Cuando uno realiza mediciones, es importante saber que todos los instrumentos presentan los datos con cierto error. Por otro lado, es importante poder confiar en las mediciones que uno hace con sus instrumentos.
Cuando ves un multímetro te vas a encontrar con una tabla parecida a esta:
Esta tabla salió del manual de un Keithley 197A que se puede comprar en eBay por menos de $200. Es un modelo que tiene casi 25 años pero ¡miren esas especificaciones! Está muy por encima de tu multímetro típico de 0.5% en el rango de 2V. También nota el voltage burden, como había explicado antes.
Esa tabla es más o menos de las más completas y/o complicadas. Pero aquí la explico.
Primero tenemos la tabla que nos da la precisión en el modo Voltaje DC. Me salió cortado el título. En la primera columna está range, que es el rango que tenemos seleccionado. La segunda columna es la resolución. Es el menor cambio en el voltaje que el multímetro puede registrar en ese rango. Como ven es muy sensible y entraremos en detalle con este mismo ejemplo en la sección de resolución. En la tercera columna, como expliqué antes, esta la impedancia de entrada. Como ven es muy alta en los rangos más bajos.
La tercera y la cuarta columna es en lo que estamos interesados. Vemos que arriba dice Accuracy y unos símbolos entre paréntesis. Vallamos de izquierda a derecha. El ± significa que este error puede ser positivo o negativo, o sea que si fuéramos a poner 100V exactos en el multímetro quizás lea un poco más alto o un poco más bajo. Luego nos dice %rdg. Es una abreviación para %reading o lectura. Significa que hay un error que se expresa como un porcentaje de la lectura. Si este fuera del 1% y ponemos 100V en el multímetro, nos pudiera medir desde 099.0V hasta 101.0V.
El +counts significa que a ese error se le puede añadir otro error, esta vez en cuentas. Si el error fuera de ±2 cuentas (counts) el multímetro nos daría desde 098.8V hasta 101.2V. Si le ponemos 10V al mismo multímetro en el mismo rango, pudiéramos tener desde 009.7V (10*0.99-0.002) hasta 010.3V (10V*1.01+000.2). Como ven, el error de las cuentas es más significativo en la parte baja del rango y el error en % es más significativo en la parte alta.
En este Keithley para el rango de 2V nos dicen que la precisión es de 0.005% +2 cuentas. Este multímetro es de 200,000 cuentas. Calcula cuál pueden ser los valores más altos y más bajos si le conecto una referencia de voltaje de 1.024V, asumiendo que esa referencia es ideal.
Pere, ¿cuál es la diferencia entre la cuarta y la quinta columna? Para comenzar, este equipo de presición debería ser enviado a calibrar anualmente, o sea, que lo envían a un laboratorio donde verifican que la lectura que de esté dentro de los errores dados por la hoja de datos. Si lo está, te dan una hoja diciendo cuál es el error real en %. Si no lo está lo ajustan para que lo esté y te dan la hoja de cómo estaba antes y después del ajuste.
La quinta columna dice 1 year (año). Esa es la presición que va a tener en un año de haberse calibrado. Si no es así, le vas perdiendo confianza al multímetro. La cuarta columna dice qué tanto puede cambiar el valor en 24 horas en relación al error que obtuvo cuando fue calibrado. [necesito confirmar esto último]
Un multímetro moderno debería tener:
- Unas puntas recubiertas: vean la figura S-1
- Si las puntas son CAT III o CAT IV deben ser como las de la figura S-2, si el multímetro es nuevo. La parte de metal es como del tamaño de la punta de un lapicero. Como ven, se puede quitar el cobertor. Es requerimiento fue introducido recientemente.
- Doble aislamiento: si ven un símbolo de un cuadrado dentro de otro cuadrado, tiene doble aislamiento. Otras cosas con doble aislamiento son las fuentes de laptop. Doble aislamiento significa que el equipo puede operar de forma segura sin una conexión a tierra. La forma como hacen esto es a través de dos capas de aislamiento entre las partes energizadas del circuito o con aislamiento reforzado. En la imagen S-3 pueden ver el aislamiento reforzado de in Amprobe AM-530.
- Una buena construcción interna: esto lo vas aprendiendo por experiencia. Hay un ejemplo arriba y la figura S-4 les da otro ejemplo más.
- Fusibles cerámicos: también llamados HRC por su High Rupture Capacity o alta capacidad re interrupción. La diferencia es que cuando se forma un arco de corriente en un fusible de vidrio, éste se puede mantener después de roto el filamento. Un fusible cerámico está lleno de arena u otro aislante. Un buen fusible cerámico va a decir su capacidad de interrupción. Es cuánta corriente es capaz de detener. Si es de 20kA significa que puede cortar esos 20kA en vez de dejarlos pasar y hacer que la explosión corte la corriente de alguna forma. Cuidado que pueden haber fusibles falsos en el mercado. Parecen cerámicos pero por dentro son como los de vidrio. Foto de un fusible falso que encontré en la figura S-5.
- Fusible en la entrada de 10A (importante): a menos que sea un multímetro tan viejo que ni tenga clasificaciones CAT, debes buscar uno que tenga fusible. El video de arriba es lo que pasaría exactamente con multímetro sin fusible en la entrada de 10A si fueras a realizar una medición de voltaje CAT III. Pueden ver en el video la forma del multímetro. Es un modelo genérico que he visto varias veces y siempre dice unfused (sin fusible).
Figura S-1: pueden ver que ambas de las dos puntas de abajo están recubiertas. Arriba en el fondo está un plug tipo banana sin recubrir. Se puede usar, pero solo en mediciones CAT I en el banco de trabajo. La punta recubierta roja tiene un protector que no permite de ninguna forma que entres en contacto con el metal.
Figura S-2: puntas CAT III/IV con cobertor y sin cobertor. La falta de este las convierte en CAT II.
Figura S-3: aislamiento reforzado. Pueden ver que hay una ranura en la parte inferior donde entra la lengüeta de la parte superior. Es mejor conteniendo explosiones y hace sólido el multímetro.
Figura S-4: De izquierda a derecha. Pueden ver al fusible de 10A, y miren los trazos con cobre expuesto que tienen para disminuir la resistencia tentre los terminales de entrada. Si siguen el trazo viniendo de la entrada de mA ven que va a otro fusible, de 1000V, como debe de ser. El arreglo de diodos D2-D6 es para proteger la entrada de mA. Pueden ver que la entrada de V tiene un PTC que es básicamente un fusible que se auto-reinicia y 3 varistores. Cianto el voltaje excede cierto valor (probablemente 1000V) los varistores reducen su resistencia dramáticamente y el PTC comienza a aumentar la suya. Entonces forman un divisor de voltaje que mantiene el voltaje en un valor más o menos seguro. Hay tres varistores en serie para dar redundancia y posibliemente reducir costos o tamaño. También pueden ver que todo ese circuito del PTC está bien lejos de la entrada negra.
Imagen de alta resolución
aquí.
Figura S-5: el fusible cerámico falso estaba vacío por dentro. Son mejores los que tengan una marca como los de la figura S-4. Por lo menos sabes a quién demandar cuando te tengan que operar un brazo...
¿Cómo se cuánta precisión y resolución necesito yo para trabajar?
[en construcción]
[hacer una lista de las precisiones y resoluciones típicas de varias clases de multímetros]
La relación entre el número de cuentas y la presición
[en construcción]
Aquí unas imágenes de multímetros buenos
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Ejemplo realista: qué encontrarás en un multímetro de US$70
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Cómo conseguir buenos multímetros en eBay (y los multímetros de escritorio)
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No se si poner una lista de los multímetros que me gustan en eBay porque ustedes los compran todos y luego ellos le suben el precio XD
Mis marcas y modelos adquiridos
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Yo tenía un Extech EX330 y un Amprobe AM-220. Ambos eran competidores. El Amprobe al año se había salido de sus especificaciones de precisión. No hay nada malo con eso de por sí, técnicamente. En teoría uno debe mandarles el instrumento para que lo calibren cada año, pero en la práctica, hay multímetros de marcas como esta que mantienen su precisión por 20 años como si nada hubiese pasado. Quizás haga un tutorial sobre mediciones de alta precisión y calibración después.
Como el Amprobe se había salido de sus especificaciones, perdí la confianza en la compañía. Me quejé en otro foro en inglés, pero ellos me pusieron a razonar de que no todas las unidades son así y que yo tuve mala suerte. Ciertamente es así. Volví a recuperar confianza cuando adquirí mi segunda unidad de esta marca y debo decir que está hecho como un tanque de guerra. El modelo es el AM-530.
Esta marca tiene siempre una versión en español de sus manuales, impresa, y la recibes con el multímetro. Todos los fusibles en sus multímetros son cerámicos, hasta donde se. Significa que van a poder interrumpir la corriente cuando tienes una falla parecida a la del video anterior.
En definitiva Amprobe es mi marca preferida, excelente soporte técnico, y también está Extech. Amprobe es una subdivisión de Fluke y de hecho he visto algunos detalles que se asemejan a Fluke en algunos detalles del AM-530.
[luego le agrego imágenes]
Fuentes
[Recopilando]
Lo que escribo no es un copy-paste. Es una recopilación de lo que he aprendido de estas fuentes. No se las pierdan. Muchas son fascinantes.
- Todos los tutoriales de multímetros en EEVBlog (¡o todos los videos!)
- Documentos sobre seguridad de Fluke: hablan de las técnicas apropiadas para manejar situaciones peligrosas con electricidad en ambientes industriales. Son más para electricistas que para electrónicos.
- Keithley Low Level Measurement Handbook: se habla de presición, resolución y técnicas para medir valores extremadamente altos o bajos. Muy interesante.
- A ver qué mas se me ocurre...
- Información sobre las funciones filtro pasa-bajos, modo Lo-Z y modo Peak Detect (una variación de Min/Max que detecta picos rápidos). También otras funciones de ese tipo, muy interesante. ¡Agilent es lo máximo!
http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/5990-6425EN.pdf
- Documento de Fluke que habla de los estándares para seguridad eléctrica:
http://support.fluke.com/find-sales/Download/Asset/2173075_6003_ENG_B_W.PDF
- Me encontré hoy esto sobre CAT en español:
http://stmeu.wordpress.com/2009/08/03/que-es-cat-i-cat-ii-cat-iii-cat-iv/
- Tutorial sobre de los circuitos de protección de un multímetro:
