Instrumentos de Medición

Existen señales eléctricas que pueden ser registradas y medidas. Es por ello que es importante contar con instrumentos de medición eléctrica adecuados y que se adapten a las labores de quien los monipula.

Acontinuación detallaremos los tipos de instrumentos de medición eléctrica que pueden utilizarse.

Multímetro o Polímetro 

Un multímetro, también denominado polímetro 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. 

Multimetro Digital

Multimetro Analógicos

 

Es un aparato muy versátil, que se basa en la utilización de un instrumento de medida, un galvanómetro muy sensible que se emplea para todas las determinaciones. Para poder medir cada una de las magnitudes eléctricas, el galvanómetro se debe completar con un determinado circuito eléctrico que dependerá también de dos características del galvanómetro: la resistencia interna (R) y la inversa de la sensibilidad. Esta última es la intensidad que, aplicada directamente a los bornes del galvanómetro, hace que la aguja llegue al fondo de escala.

Además del galvanómetro, el polímetro consta de los siguientes elementos: La escala múltiple por la que se desplaza una sola aguja, permite leer los valores de las diferentes magnitudes en los distintos márgenes de medida. Un conmutador permite cambiar la función del polímetro para que actúe como medidor en todas sus versiones y márgenes de medida. La misión del conmutador es seleccionar en cada caso el circuito interno que hay que asociar al instrumento de medida para realizar cada medición. Dos o más bornas eléctricas permiten conectar el polímetro a los circuitos o componentes exteriores cuyos valores se pretenden medir. Las bornas de acceso suelen tener colores para facilitar que las conexiones exteriores se realicen de forma correcta. Mas información

Galvanómetro

Un galvanómetro es un instrumento que se usa para detectar y medir la corriente eléctrica. Se trata de un transductor analógico electromecánico que produce una deformación de rotación en una aguja o puntero en respuesta a la corriente eléctrica que fluye a través de su bobina. Este término se ha ampliado para incluir los usos del mismo dispositivo en equipos de grabación, posicionamiento y servomecanismos.

galvanómetro de comienzo del siglo xx

Es capaz de detectar la presencia de pequeñas corrientes en un circuito cerrado, y puede ser adaptado, mediante su calibración, para medir su magnitud. Su principio de operación (bobina móvil e imán fijo) se conoce como mecanismo de D'Arsonval, en honor al científico que lo desarrolló. Este consiste en una bobina normalmente rectangular, por la cual circula la corriente que se quiere medir. Esta bobina está suspendida dentro del campo magnético asociado a un imán permanente, según su eje vertical, de forma tal que el ángulo de giro de dicha bobina es proporcional a la corriente que la atraviesa. La inmensa mayoría de los instrumentos indicadores de aguja empleados en instrumentos analógicos se basan en el principio de operación explicado, utilizándose una bobina suspendida dentro del campo asociado a un imán permanente. Los métodos de suspensión empleados varían, lo cual determina la sensibilidad del instrumento. Así, cuando la suspensión se logra mediante una cinta metálica tensa, puede obtenerse deflexión a plena escala con solo 2 μA, pero el instrumento resulta extremadamente frágil, mientras que el sistema de "joyas y pivotes", semejante al empleado en relojería, permite obtener un instrumento más robusto pero menos sensible que el anterior, en el que típicamente se obtiene deflexión a plena escala, con 50 μA. Mas Informació

Ohmímetro

Un ohmímetro es un instrumento para medir la resistencia eléctrica.

Su diseño se compone de una pequeña batería para aplicar un voltaje a la resistencia de baja medida, para luego, mediante un galvanómetro, medir la corriente que circula a través de la resistencia.

La escala del galvanómetro que está calibrada directamente en ohmios, ya que en aplicación de la ley de Ohm, al ser fijo el voltaje de la batería, la intensidad circulante a través del galvanómetro sólo va a depender del valor de la resistencia bajo medida, esto es, a menor resistencia mayor intensidad de corriente y viceversa.

${\displaystyle R={\frac {V}{I}}}$

Ohmímetro

Para medidas de alta precisión la disposición indicada anteriormente no es apropiada, por cuanto que la lectura del medidor es la suma de la resistencia de los cables de medida y la de la resistencia bajo prueba.
Para evitar este inconveniente, un óhmetro de precisión tiene cuatro terminales, denominados contactos Kelvin. Dos terminales llevan la corriente constante desde el medidor a la resistencia, mientras que los otros dos permiten la medida del voltaje directamente entre terminales de la misma, con lo que la caída de tensión en los conductores que aplican dicha corriente constante a la resistencia bajo prueba no afecta a la exactitud de la medida.

El Óhmetro fue inventado por el físico alemán George Simon Alfred Ohm.

El Vatímetro

el vatímetro es un instrumento electrodinámico para medir la potencia eléctrica o la tasa de suminstro de energía eléctrica de un circuito elétrico dado. el dispositivo consite en un par de bobinas fijas, llamadas <bobinas de corriente> o amperimétrica, y una bobina móvil llamda bobina de potencial o voltimétrica 

Las bobinas fija se conectan en serie con el circuito, mientras la móvil se conecta con el paralelo. Ademas, en los valtímetros analógicos la bobina móvil tiene una aguja que se mueve sobre una escala para indicar la potencoia modida. una corriente que circule por las bobinas fijas genera un campo electromagnético cuya potencia es proporcional a la corriente y esta en fase con ella. la bobina móvil tiene, por regla general, una resistencia grande conectada en serie para reducir la corriente que cicula por ella.  Más información.

Capacímetro

El capacímetro es un equipo de prueba electrónico utilizado para medir la capacidad o capacitancia de los condensadores. Dependiendo de la sofisticación del equipo, puede simplemente mostrar la capacidad o también puede medir una serie de parámetros tales como las fugas, la resistencia del dieléctrico o la componente inductiva.Más información

Capacímetro Digital

Osciloscopio

Un osciloscopio es un instrumento de visualización electrónico para la representación gráfica de señales eléctricas que pueden variar en el tiempo. Es muy usado en electrónica de señales, frecuentemente junto a un analizador de espectro.

Presenta los valores de las señales eléctricas en forma de coordenadas en una pantalla, en la que normalmente el eje x (horizontal) representa tiempos y el eje y (vertical) representa tensiones. La imagen así obtenida se denomina oscilograma. Suelen incluir otra entrada, llamada «eje THRASHER» o «Cilindro de Wehnelt» que controla la luminosidad del haz, permitiendo resaltar o apagar algunos segmentos de la traza.

Los osciloscopios, clasificados según su funcionamiento interno; pueden ser tanto analógicos como digitales, siendo el resultado mostrado idéntico en cualquiera de los dos casos (en teoría).

 Analizador lógico

Un analizador lógico es un instrumento de medida que captura los datos de un circuito digital y los muestra para su posterior análisis, de modo similar a como lo hace un osciloscopio, pero a diferencia de este, es capaz de visualizar las señales de múltiples canales. Además de permitir visualizar los datos para así verificar el correcto funcionamiento del sistema digital, puede medir tiempos entre cambios de nivel, número de estados lógicos, etc. La forma de capturar datos desde un analizador lógico es conectando una punta lógica apropiada en el bus de datos a medir.

Ejemplo de visualización

Los analizadores son empleados principalmente para la detección de errores y comprobación de prototipos antes de su fabricación, comprobando las entradas y analizando posteriormente el comportamiento de sus salidas.

Un analizador lógico se inicia cuando en el circuito digital a analizar se da una determinada condición lógica. En ese momento el analizador copia una gran cantidad de datos digitales del sistema al que está conectado. Más tarde será posible visualizar estos datos e incluso ver el diagrama de flujo del sistema. 

 Analizador de Espectro

Un analizador de espectro es un equipo de medición electrónica que permite visualizar en una pantalla los componentes espectrales en un espectro de frecuencias de las señales presentes en la entrada, pudiendo ser ésta cualquier tipo de ondas eléctricas, acústicas u ópticas.

En otras palabras se conoce como una máquina o un aparato el cual te deja ver la frecuencia y el tamaño de una onda electromagnética.

En el eje de ordenadas suele presentarse en una escala logarítmica el nivel en dBm del contenido espectral de la señal. En el eje de abscisas se representa la frecuencia, en una escala que es función de la separación temporal y el número de muestras capturadas. Se denomina frecuencia central del analizador a la que corresponde con la frecuencia en el punto medio de la pantalla.

El equipo permite medir valores de potencia (en cm) o tensión de señal eléctrica configurando el aparato debidamente. No obstante, no permite medir valores de campo eléctrico ni magnético. Esto último no resulta un problema grande puesto que existen formas inmediatas de obtener dichos valores de campo a partir de ciertos parámetros (en el caso de mediciones con antenas, a partir del parámetro k de antena se puede obtener el campo eléctrico). Más información

Analizador Vectorial de Señales (VSA)

El analizador vectorial de señales (VSA) es un instrumento de medición de señales electrónicas usualmente de RF radio frecuencia, que reemplaza el analizador de espectro (SA) como instrumento de medición para diseñadores de que trabajan en estos sistemas. Ideal para las medidas de señales rápidas de ancha banda o espectro extendido.

El VSA es un instrumento poderoso que puede realizar muchas de las tareas de medida y caracterización que realiza el SA, pero además puede realizar muchas más funciones digitales útiles de demodulación.

El SA y el VSA operan en maneras diferentes. Estas diferencias operacionales pueden tener como resultado errores en la medición si estas diferencias no se consideran apropiadamente al medir.

Usando un instrumento vectorial con un ancho de banda real igual o más ancho que el ancho de banda del transmisor nos asegura una captura de todas las señales de interés del dispositivo bajo análisis.

Los instrumentos vectoriales son más caros que los instrumentos escalares pero los vectoriales proveen medición más rápida además de análisis y generación de señales más complejas. Más información

 Frecuencímetro

Un frecuencímetro es un instrumento que sirve para medir la frecuencia, contando el número de repeticiones de una onda en la misma posición en un intervalo de tiempo mediante el uso de un contador que acumula el número de periodos. Dado que la frecuencia se define como el número de eventos de una clase particular ocurridos en un período, su medida es generalmente sencilla.

Según el sistema internacional el resultado se mide en Hertzios (Hz). El valor contado se indica en un display y el contador se pone a cero, para comenzar a acumular el siguiente periodo de muestra.Más información

 

 

Otras herramientas.

Tecnología SMT

La tecnología de montaje superficial, también conocida por la sigla SMT del inglés surface-mount technology, es el método de construcción de dispositivos electrónicos más utilizado actualmente.

Se usa tanto para componentes activos como pasivos, y se basa en los componentes de montaje superficial (SMC, del inglés surface-mounted component) sobre la superficie del circuito impreso. Tanto los equipos así construidos como los componentes de montaje superficial pueden ser llamados dispositivos de montaje superficial o SMD (del inglés surface-mount device).

Varios Dispositivos SMD

Mientras que los componentes de tecnología de agujeros pasantes atraviesan la placa de circuito impreso de un lado a otro, los análogos SMD que son muchas veces más pequeños, no la atraviesan: las conexiones se realizan mediante contactos planos, una matriz de esferas en la parte inferior del encapsulado, o terminaciones metálicas en los bordes del componente.

La Soldadura con Estaño

El estaño que se utiliza en electrónica tiene alma de resina con el fin de facilitar la soldadura. Para garantizar una buena soldadura es necesario que tanto el estaño como el elemento a soldar alcancen una temperatura determinada, si esta temperatura no se alcanza se produce el fenómeno denominado soldadura fría. La temperatura de fusión depende de la aleación utilizada, cuyo componente principal es el estaño y suele estar comprendida entre unos 200 a 400 ºC.

En realidad, el término "estaño" se emplea de forma impropia porque no se trata de estaño sólo, sino de una aleación de este metal con plomo, generalmente con una proporción respectiva del 60% y del 40%, que resulta ser la más indicada para las soldaduras en Electrónica.

Para realizar una buena soldadura, además del soldador y de la aleación descrita, se necesita una sustancia adicional, llamada pasta de soldar, cuya misión es la de facilitar la distribución uniforme del estaño sobre las superficies a unir y evitando, al mismo tiempo, la oxidación producida por la temperatura demasiado elevada del soldador. La composición de esta pasta es a base de colofonia (normalmente llamada "resina") y que en el caso del estaño que utilizaremos, está contenida dentro de las cavidades del hilo, en una proporción del 2~2.5%.