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Instrumentos de medida

Varios son los instrumentos de medida útiles para el radioaficionado. Entre ellos hablaremos desde los más sencillos como del polímetro, o más complejos como el osciloscopio.

Empezaremos por el polímetro.

Un multímetropolímetro, o tester, es un instrumento eléctrico portátil para medir directamente magnitudes eléctricas activas, como corrientes y potenciales (tensiones), o pasivas, como resistencias, capacidades y otras. Las medidas pueden realizarse para corriente continua o alterna y en varios márgenes de medida cada una. Los hay analógicos y posteriormente se han introducido los digitales cuya función es la misma, con alguna variante añadida. FUENTE: https://es.wikipedia.org/wiki/Mult%C3%ADmetro

Funciones comunes:

  1. Las tres posiciones del mando sirven para medir intensidad en corriente continua (DC), de izquierda a derecha, los valores máximos que podemos medir son: 500 μA, 10 mA y 250 mA (μA se lee microamperio y corresponde a 10 − 6 {\displaystyle 10^{-6}} {\displaystyle 10^{-6}}A=0,000001 A y mA se lee miliamperio y corresponde a 10 − 3 {\displaystyle 10^{-3}} {\displaystyle 10^{-3}} =0,001 A).
  2. Vemos 5 posiciones, para medir tensión en corriente continua (D.C.= Direct Current), correspondientes a 2.5 V, 10 V, 50 V, 250 V y 500 V, en donde V=voltios.
  3. Para medir resistencia (x10 Ω y x1k Ω); Ω se lee ohmio. Esto no lo usaremos apenas, pues observando detalladamente en la escala milimetrada que está debajo del número 6 (con la que se mide la resistencia), verás que no es lineal, es decir, no hay la misma distancia entre el 2 y el 3 que entre el 4 y el 5; además, los valores decrecen hacia la derecha y la escala en lugar de empezar en 0, empieza en (un valor de resistencia igual a significa que el circuito está abierto). A veces usamos estas posiciones para ver si un cable está roto y no conduce la corriente.
  4. Como en el apartado 2, pero en este caso para medir corriente alterna (A.C.:=Alternating Current).
  5. Sirve para comprobar el estado de carga de pilas de 1.5 V y 9 V.
  6. Escala para medir resistencia.
  7. Escalas para el resto de mediciones. Desde abajo hacia arriba vemos una de 0 a 10, otra de 0 a 50 y una última de 0 a 250.
Funciones avanzadas:

  • Generar y detectar la frecuencia intermedia de un aparato, así como un circuito amplificador con altavoz para ayudar en la sintonía de circuitos de estos aparatos. Permiten el seguimiento de la señal a través de todas las etapas del receptor bajo prueba.
  • Realizar la función de osciloscopio por encima del millón de muestras por segundo en velocidad de barrido, y muy alta resolución.
  • Sincronizarse con otros instrumentos de medida, incluso con otros multímetros, para hacer medidas de potencia puntual (Potencia = Voltaje * Intensidad).
  • Utilización como aparato telefónico, para poder conectarse a una línea telefónica bajo prueba, mientras se efectúan medidas por la misma o por otra adyacente.
  • Comprobación de circuitos de electrónica del automóvil. Grabación de ráfagas de alto o bajo voltaje.
  • Un polímetro analógico genérico o estándar suele tener los siguientes componentes:
    • Conmutador alterna-continua (AC/DC): permite seleccionar una u otra opción dependiendo de la tensión (continua o alterna).
    • Interruptor rotativo: permite seleccionar funciones y escalas. Girando este componente se consigue seleccionar la magnitud (tensión, intensidad, etc.) y el valor de escala.
    • Ranuras de inserción de condensadores: es donde se debe insertar el condensador cuya capacidad se va a medir.
    • Orificio para la Hfe de los transistores: permite insertar el transistor cuya ganancia se va a medir.
    • Entradas: en ellas se conectan las puntas de medida.
¿Cómo usarlo para...?

Midiendo tensiones

Para medir una tensión, colocaremos las bornas en las clavijas, y no tendremos más que colocar ambas puntas entre los puntos de lectura que queramos medir. 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 no sabemos cuantos ohmios tiene la resistencia 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.

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 tester en medio, con el propósito de que la intensidad circule por dentro del tester. Precisamente por esto, hemos comentado antes que un tester con las bornas puestas para medir intensidades tiene resistencia interna casi nula, para no provocar cambios en el circuito que queramos medir.

Para medir una intensidad, abriremos el circuito en cualquiera de sus puntos, y configuraremos el tester adecuadamente (borna roja en clavija de amperios de más capacidad, 10 A en el caso del tester del ejemplo, borna negra en clavija común COM).

Una vez tengamos el circuito abierto y el tester bien configurado, procederemos a cerrar el circuito usando para ello el tester, es decir, colocaremos cada borna del tester en cada uno de los dos extremos del circuito abierto que tenemos. Con ello se cerrará el circuito y la intensidad circulará por el interior del multímetro para ser leída.




El Osciloscopio.
Un osciloscopio es un instrumento que permite representar señales de tensión en una pantalla, en movimiento de izquierda a derecha, en formas de ondas. Para ello emplea dos ejes, el vertical es el eje Y y se emplea apra representar el voltaje. El eje horizontal es el eje X y en el se representa el tiempo.

Con un osciloscopio se puede conocer:
  • El voltaje y el periodo de una señal.
  • La frecuencia de una señal.
  • Ver que parte de una señal corresponde a corriente alterna (AC) o a contínua (DC).
  • Medir la fase entre dos señales.
  • Localizar averías,
La frecuencia de las señales se mide en Hz (ciclo) y se determina por el número de veces que se repite durante un segundo. El periodo de una señal es igual al tiempo que tarda en completar un ciclo.


Además de la amplitud de la señal, osciloscopios pueden mostrar una distorsión.

Se pueden encontrar en Internet tutoriales de cómo manejar un osciloscopio de forma fácil. Por ejemplo:


Los osciloscopios modernos son instrumentos profesionales de precisión  y son realmente caros para el uso no profesional que le podemos dar los radioaficionados  de modo que el aficionado se ve obligado  a  utilizar soluciones económicas basadas en ordenadores con circuitos especificas o  soluciones  basadas en el convertidor A/D presente en la tarjeta de sonido de cualquier PC

¿Cómo convertir un PC en un  osciloscopio?.

Para usar el ordenador como un osciloscopio tenemos que construir una sonda con los siguientes componentes:

• 2 Resistencias de 22K ohmios
• 2 Resistencias de 82K ohmios
• 1 Potenciómetro Lineal  de 50K + botón Sintonía
• Un metro cable estéreo apantallado
• Un Jack estéreo de 3,5 mm
• Cable tipo polímetro.

tal y como se parecia en el esquema siguiente:


La resistencia de  22K  sirve como límite de seguridad de tensión y el potenciómetro lineal de 50K sirve como resistencia de tensión, de modo que el voltaje es superior a 5 voltios hay que ajustar el potenciómetro para  que la tarjeta de sonido no se dañe por una entrada excesiva de tensión.
El Cable de audio debe ser apantallado para evitar la inducción por la proximidad a elementos que puedan producir inducciones.La malla se debe de conectar al Jack estéreo y éste en la entrada LINE-IN / MIC de la tarjeta de sonido del ordenador.

Programas de ordenador.

Existen varias aplicaciones que permieten utilizar el ordenador como Osciloscopio. Hay algunas qeu son gratuitas para usos no profesionales.

 ZELSCOPE es de prueba durante 14 días. Con esta aplicación se puede ver pruebas de señal de tensión, un analizador de espectro, pudiendo exportar los datos en formato WAV, texto o capturas de pantalla. Viene para comprobar equipos de audio y realizar experimentos de electrónica.  Una peculiariad es  que representa en dos trazas las señales de la tarjeta de sonido.

oscilloscope V1.46
Gratuito para uso no comercial y con fines educativos.

BIP Oscilloscope 3.0 : Es gratuito y puede funcionar con cualquier ordenador  sin importar su antigüedad.

Oscilloscope 2.51 :Muy bueno. Tiene para dos canales. 20 KHz.



Recoemndaciones:

  1. utilizar para una tensión máxima de entrada de 5 voltios.
  2. El valor de 22K Resistor podría ser aumentada hasta 820K Ohm para el uso de osciloscopio con una entrada de por encima de 5 voltios.
  3. El valor del potenciómetro podría aumentarse hasta 100K lineal, para el uso de osciloscopio con una entrada de por encima de 5 voltios.
  4. Por seguridad para el ordenador y no causarle daños, se debe emplear una tarjeta de sonido USB de las baratas.
Para más información visitar las siguientes páginas Web:


Diagnóstico de averías


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