Un problema común que puede ocurrir cuando se utiliza un multímetro digital para medir la tensión alterna es la introducción de errores que afectan a los resultados. ¿Cómo evitar estos errores es fundamental, sobre todo si la medida es crítica y el error simplemente tiende a enmascarar un problema que usted está buscando? En base a la información técnica de Agilent Tecnologías preparamos este artículo que trata de errores que se producen en la medición de voltajes de CA con multímetros digitales.
Hemos cubierto en varios artículos en este sitio la necesidad de utilizar multímetros true RMS cuando se trabajan con corrientes alternas a fin de evitar errores en las mediciones. Sin embargo, incluso con multímetros adecuados mal uso del medidor puede causar problemas que se pueden evitar si sabemos cómo se manifiestan.
Errores En Modo Común
Estos errores pueden ocurrir si el terminal negativo de la multímetro está con una tensión de CA por encima de la tensión de tierra. Esto puede ocurrir por la aparición de tensiones de modo común como se muestra en la Figura 1.
Lo que pasa es que muchos multímetros pueden presentar en su terminal negativo de un circuito de capacitancia de carga alterando así las mediciones. Por lo tanto, leeremos diferentes voltajes cuando el medidor tiene sus sondas invertidos.
El error asociado con el modo común será mayor cuanto mayor sea el voltaje medido y cuanto mayor sea su frecuencia. El comerciante debe ser consciente del hecho, por lo que la medida en ambas direcciones cuando la desconfianza en el resultado.
True RMS
Como ya se ha explicado ell "true RMS" se relaciona con el potencial de tensión de calentamiento, es decir, la energía efectivamente representado por una señal que tiene una forma de onda particular, como se muestra en la Figura 2.
Tenga en cuenta que esta medida es diferente del valor medio que se da en algunos tipos de multímetros que no toman en cuenta los picos.
La potencia es proporcional al cuadrado de la medición del valor RMS, independientemente de la forma de onda. En la figura 3 tenemos los valores medios y lo que sucede con el error de calibración para un multímetro que sólo funciona con señales sinusoidales.
Tenga en cuenta que para señales senoidais, las señales triangulares y cuadradas, AC y AC + DC valor son iguales ya que no compensa ninguna DC, pero no olas simétricas como trenes de pulsos, estas tensiones son rechazadas por un verdadero multímetro RMS.
Errores de Factor de Cresta
Un error que ocurre es que “desde un multímetro AC es True RMS real, su exactitud de formas de onda sinusoidal se aplica a cualquier forma de onda."
En realidad, la forma de onda de la señal medida puede afectar dramáticamente la exactitud de la medición.
Definimos el "factor de cresta" como la relación entre el valor de pico y el valor RMS de una forma de onda tal como se muestra en la Figura 4.
Para un tren de impulsos, por ejemplo, el factor de cresta es aproximadamente igual a la raíz cuadrada del inverso del ciclo de trabajo. En general, cuanto mayor sea el factor de cresta, mayor es la energía contenida en los armónicos de frecuencias más altas.
Todos los multímetros tienen errores que dependen del factor de cresta. Para un multímetro, la ecuación de la figura 5 permite calcular el error total, teniendo en cuenta el error de factor de cresta.
Error de carga de AC
Los multímetros representan una resistencia de carga en paralelo con una capacitancia que están conectadas al circuito que se está midiendo, tal como se muestra en la Figura 6.
La presencia de capacitancia provoca que la impedancia presentada por el multímetro depende de la frecuencia de la señal que se está midiendo. Cuanto mayor sea la frecuencia más baja es la impedancia y, por tanto, cuanto mayor sea la carga del medidor representará. Esto significa que cuanto mayor es la frecuencia de la señal medida, mayor será el error introducido por la carga representada por el instrumento.
Especial cuidado se debe tomar en la medición de las frecuencias más altas cuando se miden voltajes. El uso de la baja capacidad de los cables de prueba es crucial en este caso.
Pequeños errores en la intensidad de señal Medida
Cuando se miden voltajes muy bajos de menos de 100 mV, se debe tener cuidado con los errores que se producen debido a la inducción de ruido.
Un cable expuesto es como una antena 1ue puede capturar fuerte ruido generado por fuentes cercanas que se superponen como la tensión, como se muestra en la Figura 7.
Para la medición de voltajes bajos hay que tener cuidado con estas señales espurias si es posible utilizar cables apantallados para las sondas.
Un punto importante es la señal que puede ser introducido en el circuito de medición para la propia fuente de alimentación. Una precaución importante cuando se realizan mediciones con un multímetro alimentado por la red eléctrica es que está conectado a la misma toma de corriente donde se está analizando el dispositivo. Esto ayuda a minimizar cualquier enlace de retroalimentación a la tierra, capaz de generar el ruido que afecta a las mediciones.
Una característica interesante que puede ser útil en estas medidas es conectar un capacitor en paralelo con la entrada del multímetro para disminuir su impedancia a ruido. El valor correcto del condensador utilizado debe ser obtenido experimentalmente.
Los errores debidos a la temperatura
Las características de un multímetro varían con la temperatura. Incluso mantener el equipo en un entorno único, con la temperatura de funcionamiento de los componentes se eleva, causando cambios en su comportamiento.
Corrientes de desplazamiento puede aparecer en puntos críticos del circuito, y que afectan a las medidas.
Está claro que las variaciones que se producen son muy bajas tal como se especifica para la mayoría de los multímetros, pero deben tenerse en cuenta en ciertas condiciones de funcionamiento del equipo.
