Un multímetro o multiprobador, también conocido como VOM (volt-ohm-miliamperímetro), es un instrumento de medición electrónico que combina varias funciones de medición en una unidad. Un multímetro típico puede medir voltaje, corriente y resistencia. Los multímetros analógicos usan un microamperímetro con un puntero en movimiento para mostrar las lecturas. Los multímetros digitales (DMM, DVOM) tienen una pantalla numérica y también pueden mostrar una barra gráfica que representa el valor medido. Los multímetros digitales ahora son mucho más comunes debido a su costo y precisión, pero los multímetros analógicos son todavía preferibles en algunos casos, por ejemplo cuando se monitorea un valor que varía rápidamente.
Un multímetro puede ser un dispositivo de mano útil para buscar fallas básicas y trabajos de servicio de campo, o un instrumento de banco que puede medir con un alto grado de precisión. Se pueden usar para solucionar problemas eléctricos en una amplia gama de dispositivos domésticos e industriales, como equipos electrónicos, controles de motores, electrodomésticos, fuentes de alimentación y sistemas de cableado.
Cualquier medidor cargará el circuito bajo prueba hasta cierto punto. Por ejemplo, un multímetro que usa un movimiento de bobina móvil con corriente de deflexión a escala completa de 50 microamperios, la sensibilidad más alta comúnmente disponible, debe extraer al menos 50 microamperios del circuito bajo prueba para que el medidor alcance el extremo superior de su escala. Esto puede cargar un circuito de alta impedancia tanto como para afectar el circuito, dando así una lectura baja. La corriente de deflexión a escala real también se puede expresar en términos de «ohmios por voltio». La figura de ohmios por voltios a menudo se llama la «sensibilidad» del instrumento. Por lo tanto, un medidor con un movimiento de 50 microamperios tendrá una «sensibilidad» de 20,000 ohmios por voltio. «Por voltio» se refiere al hecho de que la impedancia que presenta el medidor al circuito bajo prueba será de 20,000 ohmios multiplicado por la tensión de escala completa a la que está ajustado el medidor. Por ejemplo, si el medidor está configurado en un rango de 300 voltios a escala completa, la impedancia del medidor será de 6 megaohmios. 20,000 ohms por voltio es la mejor (más alta) sensibilidad disponible para los multímetros analógicos típicos que carecen de amplificadores internos. Para los medidores que sí tienen amplificadores internos (VTVM, FETVM, etc.), la impedancia de entrada es fijada por el circuito amplificador.
El primer Avómetro tenía una sensibilidad de 60 ohmios por voltio, tres rangos de corriente continua (12 mA, 1.2 A y 12 A), tres rangos de voltaje directo (12, 120 y 600 V u opcionalmente 1200 V), y un 10,000 ohm rango de resistencia Una versión mejorada de 1927 aumentó esto a 13 rangos y 166.6 ohmios por movimiento de voltios (6 mA). Una versión «Universal» con rangos de voltaje alterno y corriente alterna se ofreció desde 1933 y en 1936 el Avómetro de doble sensibilidad Modelo 7 ofreció 500/100 ohmios por voltio. Entre mediados de la década de 1930 hasta la década de 1950, 1000 ohmios por voltio se convirtieron en un estándar de sensibilidad de facto para el trabajo de radio y esta cifra se citaba a menudo en las hojas de servicio. Sin embargo, algunos fabricantes como Simpson, Triplett y Weston, todos en Estados Unidos, produjeron VOM de 20,000 ohm por voltios antes de la Segunda Guerra Mundial y algunos de estos se exportaron. Después de 1945/6, 20,000 ohmios por voltio se convirtieron en el estándar esperado para la electrónica, pero algunos fabricantes ofrecieron instrumentos aún más sensibles. Para usos industriales y otros de «corriente pesada», se siguieron fabricando multímetros de baja sensibilidad, que se consideraron más sólidos que los tipos más sensibles.
Los multímetros analógicos (analógicos) de alta calidad continúan siendo fabricados por varios fabricantes, incluidos Chauvin Arnaux (Francia), Gossen Metrawatt (Alemania) y Simpson y Triplett (EE. UU.).
Los medidores de estilo de reloj de bolsillo fueron ampliamente utilizados en la década de 1920. La carcasa de metal normalmente estaba conectada a la conexión negativa, una disposición que causó numerosas descargas eléctricas. Las especificaciones técnicas de estos dispositivos a menudo eran toscas, por ejemplo, la ilustrada tiene una resistencia de solo 33 ohmios por voltio, una escala no lineal y ningún ajuste de cero.
Voltímetros de válvulas de vacío o voltímetros de válvulas (VTVM, VVM) se usaron para mediciones de voltaje en circuitos electrónicos donde era necesaria una alta impedancia de entrada. El VTVM tenía una impedancia de entrada fija de típicamente 1 megaohmio o más, generalmente mediante el uso de un circuito de entrada del seguidor de cátodo, y por lo tanto no cargó significativamente el circuito que se estaba probando. Los VTVM se usaron antes de la introducción del transistor analógico de alta impedancia electrónico y los voltímetros de transistores de efecto de campo (FETVOM). Los medidores digitales modernos (DVM) y algunos medidores analógicos modernos también usan circuitos de entrada electrónica para lograr una alta impedancia de entrada; sus rangos de voltaje son funcionalmente equivalentes a los VTVM. La impedancia de entrada de algunos DVM pobremente diseñados (especialmente algunos diseños tempranos) variaría en el transcurso de un ciclo de medición interno de muestreo y retención, causando disturbios en algunos circuitos sensibles bajo prueba.Un multímetro es una combinación de un voltímetro de CC de rango múltiple, un voltímetro de CA de rango múltiple, un amperímetro de rango múltiple y un ohmímetro de rango múltiple. Un multímetro analógico no amplificado combina un movimiento de metro, resistencias de rango e interruptores; Los VTVM son medidores analógicos amplificados y contienen circuitos activos.
Para un movimiento de medidor analógico, el voltaje de CC se mide con una resistencia en serie conectada entre el movimiento del medidor y el circuito bajo prueba. Un interruptor (generalmente giratorio) permite insertar una mayor resistencia en serie con el movimiento del medidor para leer voltajes más altos. El producto de la corriente de deflexión básica a escala completa del movimiento, y la suma de la resistencia de la serie y la propia resistencia del movimiento, proporciona la tensión de escala completa del rango. Como ejemplo, un movimiento del medidor que requiera 1 miliamperio para una deflexión de escala completa, con una resistencia interna de 500 ohmios, en un rango de 10 voltios del multímetro, tendrá una resistencia en serie de 9.500 ohmios.
Para rangos de corriente analógica, los derivadores de baja resistencia coincidentes se conectan en paralelo con el movimiento del medidor para desviar la mayor parte de la corriente alrededor de la bobina. De nuevo, en el caso de un hipotético movimiento de 1 mA, 500 ohmios en un rango de 1 amperio, la resistencia del derivador sería de poco más de 0,5 ohmios.
Los instrumentos de bobina móvil solo pueden responder al valor promedio de la corriente a través de ellos. Para medir la corriente alterna, que cambia hacia arriba y hacia abajo repetidamente, se inserta un rectificador en el circuito de manera que cada semiciclo negativo se invierte; el resultado es una tensión de CC variable y distinta de cero, cuyo valor máximo será la mitad de la tensión de CA a pico, suponiendo una forma de onda simétrica. Dado que el valor promedio rectificado y el valor de raíz cuadrada media de una forma de onda son solo los mismos para una onda cuadrada, los circuitos simples de tipo rectificador solo se pueden calibrar para formas de onda sinusoidales. Otras formas de onda requieren un factor de calibración diferente para relacionar el RMS y el valor promedio. Este tipo de circuito generalmente tiene un rango de frecuencia bastante limitado. Como los rectificadores prácticos tienen una caída de voltaje no nula, la precisión y la sensibilidad son pobres con valores bajos de voltaje de CA.
Para medir la resistencia, los interruptores hacen que una pequeña batería dentro del instrumento pase una corriente a través del dispositivo bajo prueba y la bobina del medidor. Dado que la corriente disponible depende del estado de carga de la batería que cambia con el tiempo, un multímetro generalmente tiene un ajuste para la escala de ohmios a cero. En los circuitos habituales que se encuentran en los multímetros analógicos, la deflexión del medidor es inversamente proporcional a la resistencia, por lo que la escala total será de 0 ohmios, y la resistencia más alta corresponderá a las deflexiones más pequeñas. La escala de ohmios está comprimida, por lo que la resolución es mejor con valores de resistencia más bajos.
Los instrumentos amplificados simplifican el diseño de la serie y las redes de resistencia shunt. La resistencia interna de la bobina está desacoplada de la selección de la serie y las resistencias de rango de derivación; la red de la serie se convierte así en un divisor de voltaje. Cuando se requieren mediciones de CA, el rectificador se puede colocar después de la etapa del amplificador, lo que mejora la precisión a bajo rango.
Los instrumentos digitales, que necesariamente incorporan amplificadores, usan los mismos principios que los instrumentos analógicos para lecturas de resistencia. Para mediciones de resistencia, generalmente se pasa una pequeña corriente constante a través del dispositivo bajo prueba y el multímetro digital lee la caída de voltaje resultante; esto elimina la compresión de escala que se encuentra en los medidores analógicos, pero requiere una fuente de corriente precisa. Un multímetro digital autoregulador puede ajustar automáticamente la red de escala para que los circuitos de medición utilicen la precisión total del convertidor A / D.
En todos los tipos de multímetros, la calidad de los elementos de conmutación es fundamental para mediciones estables y precisas. Los mejores DMM usan contactos chapados en oro en sus interruptores; los medidores menos costosos usan niquelado o ninguno en absoluto, confiando en las huellas de soldadura de la placa de circuito impreso para los contactos. La precisión y estabilidad (por ejemplo, variación de temperatura, o envejecimiento, o historial de voltaje / corriente) de las resistencias internas de un medidor (y otros componentes) es un factor limitante en la precisión y precisión a largo plazo del instrumento.
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