Medias ii

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Medidas Electrónicas I

Multímetro digital

MULTIMETRO DIGITAL (DMM) 1. Introducción Los multímetros digitales (DMM) se utilizan a menudo para medir tensión y corriente continua como también resistencia. Generalmente, es adecuado para medir señales desde niveles por encima de 1 µV o 1 µA o debajo de 1 GΩ. En la Tabla I se dan los símbolos de los prefijos que se utilizarán. Sin embargo, estosinstrumentos no pueden efectuar mediciones de valores próximos a los límites teóricos de sensibilidad. Para medir señales de bajo nivel, se emplean instrumentos más sensibles como electrómetros, picoamperímetros y nanovoltímetros. Símbolo Prefijo Exponente y yocto10-24 z zepto10-21 a atto10-18 f femto10-15 p pico10-12 n nano10-9 micro10-6 µ m mili10-3 (ninguno) (ninguno) 100 K kilo103 M mega106 Ggiga109 T tera1012 P peta1015 E exa1018 Z zeta1021 Y yota1024 Tabla I 1.1. Límites teóricos de medición El límite teórico de la sensibilidad, en cualquier medición, está determinado por el ruido generado por Dentro de los 100 las resistencias existentes en el circuito. Como se sa1V límites teóricos be, la tensión de ruido es proporcional a la raíz cua1 mV 10-3 os drada de la resistencia, el anchode banda y la tempeTensión ric teó de ruido 1 µV ites 10-6 ratura absoluta. La Figura Nº 1 muestra el límite teós lím rico para la medición de tensión a temperatura ama lo o xim 10-9 biente con tiempos de respuesta desde 0,1 s a 10 s. 1 nV Pró Prohibido por ruido 10-12 Debe notarse que si la resistencia de la fuente es alta, 1 pV limita la sensibilidad teórica de la medición de tensión. Es posiblemedir una señal 1 µV de una fuente 1Ω 1KΩ 1MΩ 1GΩ 1TΩ que posee una resistencia interna de 1 Ω, pero no es Resistencia de fuente Figura Nº 1 posible medir esa señal de 1 µV si la resistencia de la fuente es de 1 TΩ. Incluso para medir 1 µV con una resistencia de fuente menor a 1 MΩ , se estará muy cerca del límite teórico y sería muy dificultosa la medición utilizando un DMM común. Los DMM ademásno tienen sensibilidad para medir bajas tensiones o corrientes (la sensibilidad de muchos DMM no supera 1 µV o 1 nA/dígito).
1 KV 103

1.2. Limitaciones del DMM
1 KV 1V 1 mV Tensión de ruido 1 µV 1 nV 1 pV
1Ω 1KΩ 1MΩ 1GΩ 1TΩ 1PΩ

103 10 10 DMM
0

-3

10

-6

10 10

-9

-12

El análisis de las características del DMM muestra que es apto para medición de señales cuyos nivelesestén próximos a los límites teóricos, como se ve en la Figura Nº 2. El DMM es adecuado si la resistencia de la fuente es de 1 MΩ o menor, o si la resolución deseada no es mejor que 0,1 µV (con resistencia de fuente baja), ya que el nivel de señal no esta cerca del límite teórico. Si se desea una mayor sensibilidad, con resistencia de fuente baja se debe utilizar un nanovoltímetro.
MD-1Resistencia de fuente

Figura Nº 2

Medidas Electrónicas I

Multímetro digital

Con valores de resistencias de fuentes muy altas, por ejemplo 1 T Ω, no es conveniente utilizar el DMM como voltímetro. El rango de resistencia de entrada de los DMM es de 10 MΩ a 10GΩ, que son varios órdenes de magnitud menor que, por ejemplo, la resistencia de una fuente de 1 TΩ; se tendrá un gran error si se hacela medición en estas condiciones. También, las corrientes de entrada son típicamente de muchos picoamper, provocando grandes tensiones de offset. Para hacer este tipo de medición se debe utilizar un electrómetro. Una situación similar existe cuando se desea medir bajas corrientes; generalmente los DMM presentan una caída de tensión alta a la entrada, la cual afecta las mediciones de corrientebajas y la resolución del DMM no es mejor que 1 nA. Así, un electrómetro o picoamperímetro presentarán una carga menor al circuito a medir, por lo cual se podrá obtener mayor sensibilidad y efectuar mediciones de señales cuyos niveles estén próximos a los límites teóricos. 1.3. DMM reales Hay gran variedad de tipos de DMM, portátiles con display de 3 ½ dígitos o de gran exactitud con display de 7 ½...
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