2.1: Visión general de la teoría

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La fuente de alimentación de CC ajustable es un pilar del laboratorio eléctrico y electrónico. Es indispensable en la creación de prototipos de circuitos electrónicos y extremadamente útil a la hora de examinar el funcionamiento de los sistemas de CC. De igual importancia es el multímetro digital portátil o DMM. Este dispositivo está diseñado para medir voltaje, corriente y resistencia al mínimo, aunque algunas unidades pueden ofrecer la capacidad de medir otros parámetros como capacitancia o transistor beta. Junto con la familiaridad general del funcionamiento de estos dispositivos, es muy importante tener en cuenta que ningún dispositivo de medición es perfecto; se debe tener en cuenta su relativa precisión, precisión y resolución. La precisión se refiere a qué distancia está una medición del valor verdadero de ese parámetro. La precisión se refiere a la repetibilidad de la medición, es decir, el tipo de varianza (si la hay) que ocurre cuando un parámetro se mide varias veces. Para que una medición sea válida, debe ser precisa y repetible. Relacionado con estas características está la resolución. La resolución se refiere al menor cambio en la medición que se pueda discernir. Para los dispositivos de medición digital esto está limitado en última instancia por el número de dígitos significativos disponibles para mostrar.

Un DMM típico ofrece 3 1/2 dígitos de resolución, el medio dígito se refiere a un dígito principal que está limitado a cero o uno. Esto también se conoce como “pantalla de conteo 2000”, lo que significa que puede mostrar un mínimo de 0000 y un máximo de 1999. El punto decimal es “flotante” ya que podría aparecer en cualquier parte de la secuencia. Así, estos 2000 recuentos podrían oscilar entre 0.000 voltios y 1.999 voltios, o entre 00.00 voltios y 19.99 voltios, o entre 000.0 voltios y 199.9 voltios, y así sucesivamente. Con este tipo de limitación en mente, es muy importante establecer el DMM en el rango más bajo que no produzca una sobrecarga para lograr la mayor precisión.

Una especificación de precisión típica sería 1% de la lectura más dos recuentos. “Lectura” se refiere al valor mostrado. Si se seleccionara el rango de 2 voltios para leer 1 voltio (un rango de medición de 0.000 a 1.999 para un medidor de 3 1/2 dígitos), 1% sería de 10 milivoltios (0.01 voltios). A esto se debe incluir una incertidumbre adicional de dos recuentos (es decir, el dígito más fino). En este ejemplo, el dígito más fino es un milivoltio (0.001 voltios) por lo que esto agrega otros 2 milivoltios para un total de 12 milivoltios de inexactitud potencial. En otras palabras, el valor mostrado por el medidor podría ser hasta 12 milivoltios mayor o menor que el valor verdadero. Para el rango de 20 voltios la inexactitud se calcularía de la misma manera pero observe que la precisión se pierde porque el dígito más bajo es mayor (es decir, los “recuentos” representan un valor mayor). En este caso, la porción de recuentos salta hasta 20 mV para una inexactitud total de 30 mV. Obviamente, si se iba a medir una señal en las proximidades de, digamos, 1.3 voltios, se obtendrá una mayor precisión en la escala de 2 voltios que en cualquiera de las escalas de 20 o 200 voltios. En contraste, la escala de 200 milivoltios produciría una situación de sobrecarga y no se puede utilizar. Las sobrecargas a menudo se indican mediante una pantalla parpadeante o una lectura de “OL”. Finalmente, los medidores analógicos suelen dar una precisión base en términos de un porcentaje de “escala completa” (es decir, la escala o rango seleccionado) y no la señal en sí, y obviamente, no hay especificación de “recuentos”.