Asignaturas:
- General
- medidor analógico
- Multímetro digital
- Resolución
- Establecer rango de medición
- Calcular el error absoluto
- Calcular el error relativo
- Medir con el multímetro
- Medir con el osciloscopio
General:
Mucho se mide en tecnología. Esta página trata sobre la medición en relación con la tecnología automotriz. En la tecnología del automóvil, las mediciones se pueden realizar de muchas maneras diferentes, concretamente durante el desarrollo, las pruebas, los procesos de seguimiento y la resolución de problemas. Una vez que se sabe cómo medir, todo lo que se necesita es literatura (diagramas de flujo) para determinar dónde medir.
Los equipos de medición (eléctricos) más utilizados en la tecnología del automóvil son:
- El multímetro/medidor analógico: Se utiliza para medir tensión (U), corriente (I) y resistencia (R). El multímetro digital mostrará el valor en la pantalla LCD y el medidor analógico utilizará una aguja para indicar el valor medido en una escala subyacente.
- El osciloscopio: El osciloscopio mide voltajes que se pueden registrar en una línea de tiempo. Esta línea de tiempo se puede configurar (número de voltios en el eje Y y el transcurso del tiempo en el eje X).
Medidor analógico:
El medidor analógico (medidor de bobina móvil) consta de un imán permanente y una bobina móvil. La corriente que fluye a través de la bobina en movimiento provoca un campo magnético. Las fuerzas que el campo magnético ejerce entre sí aseguran que la bobina móvil (con el puntero montado en ella) gire. Cuanto mayor sea la corriente (y por tanto el campo magnético), más se moverá el puntero.
Ventajas frente al multímetro digital:
- Barato;
- Más preciso por debajo de 10 Hz (no por encima).
Contras:
- Más difícil de leer;
- Relativamente lento debido al puntero en movimiento.
Multímetro digital:
El multímetro digital es un sustituto del medidor analógico. Los medidores se desarrollan continuamente (en precisión, velocidad y funciones). El multímetro contiene un convertidor A/D. La señal analógica que se está midiendo se procesa primero antes de mostrarse. Esta operación depende de la función seleccionada (voltios, amperios, ohmios, etc.) Luego la señal digitalizada se envía al display. La velocidad a la que esto sucede se denomina "tiempo de respuesta", y se puede encontrar en las especificaciones del medidor. El tiempo de respuesta (del convertidor A/D) es el tiempo necesario para registrar un cambio en la señal de entrada. Cuanto más caro sea el contador, menor será este tiempo de respuesta.
Hay multímetros digitales con ajuste de rango manual y automático. Esto establece el rango de medición. El multímetro en la imagen de abajo hace esto automáticamente. El capítulo “Rango de medición” se describe con más detalle en esta página.
Resolución:
El número de dígitos que muestran los multímetros determina la resolución y, por tanto, la precisión de lectura del medidor. Por lo tanto, la resolución sólo tiene que ver con la pantalla y no con el rango de medición. Hay multímetros de 3½, 3¾ y 4½ dígitos. Cuantos más dígitos pueda mostrar el multímetro, más números serán posibles (por lo tanto, una medición más precisa).
3½ dígitos:
Este es un multímetro estándar, que puede medir un máximo de 200 V con precisión en el rango de 0,1 V. Si se realiza una medición donde el voltaje real sería 22,66 V, el medidor indicaría 22,6 V.
3¾ dígitos:
Con este multímetro la resolución ha aumentado en un factor de 10 y con la misma medida (de 22,66 V con el multímetro de 3½ dígitos) en realidad indicará 22,66 V. Eso es una centésima de voltio más (y por lo tanto más preciso).
4½ dígitos:
Este multímetro tiene un dígito extra en todos los rangos. La resolución ha vuelto a aumentar en un factor de 10.
Establecer rango de medición:
El rango de medición del multímetro a continuación se puede configurar manualmente. Esto es necesario para obtener el resultado más preciso posible en cada medición. Al medir el voltaje de la batería, lo mejor es elegir la opción 20 DCV. El voltaje de la batería se indicará, por ejemplo, como 12.41. Lo mejor es elegir un rango de medición que esté por debajo del resultado máximo de medición. El voltaje de la batería nunca será superior a 99 voltios. Si se eligiera una resolución mayor (de 200 DCV), el voltaje de la batería se indicaría como 12.4 (menos preciso). Esto tiene que ver con la resolución:
| Rango: | Resolución: |
| 200 mV | 0,1 mV |
| 2 V | 0,001V |
| 20 V | 0,01 V |
| 200 V | 0,1 V |
| 2000 V | 1 V |
Ejemplos de esta tabla:
- Al medir un voltaje de 100 voltios en el rango de 200 V, el medidor leerá 100,1 V. Cuando este mismo voltaje se mide en el rango de 2000 V, el medidor leerá 100 V (menos preciso).
- Al medir un voltaje de 9,188 voltios en el rango de 2 V, el medidor leerá 9,188 V. Cuando este mismo voltaje se mide en el rango de 200 V, el medidor leerá 9,2 V (redondeado, por lo que es menos preciso).
Por lo tanto, la medición más precisa depende del rango de medición ajustado y de la resolución de la pantalla. En pantallas de baja resolución, no se puede mostrar el voltaje más preciso con un rango de medición preciso.
En el multímetro mostrado, el rango de medición sólo se puede ajustar manualmente. Los multímetros más extensos tienen un botón de “Autorange” donde el propio medidor establece el mejor rango de medición (en función de su propia resolución). Sólo con multímetros simples sólo es posible seleccionar el modo Voltios, Amperios, etc. y el rango de medición suele ser de 20 V como estándar (es decir, con una resolución de 0,01 V).
Otro problema es que siempre hay una desviación en el medidor. La desviación es mayor cuando la resolución es demasiado baja. Más sobre esto en los siguientes capítulos "Errores absolutos y relativos" más abajo en la página.
Calcular el error absoluto:
Cada multímetro tiene una cierta precisión. Esta precisión se puede encontrar en las especificaciones (en el manual). Con estos datos se puede calcular la desviación de la medición. Se pueden calcular dos conceptos; el “error absoluto” y el “error relativo”. El error absoluto es el voltaje en voltios y el error relativo se calcula en porcentaje.
Ejemplo:
Tensión (U) = 12,55 V
± (0,3% lectura + 1d)
rdg = lectura = el valor leído en la pantalla (el valor medido)
1d = 1 dígito = la resolución (en el rango de 20 V, 1 dígito corresponde a 0,01 V y en el rango de 2 V a 0,001 V).
El voltaje real es de 12,55 voltios. Esto se mide en el rango de 20 V.
0,3% de lectura es 0,3% de 12,55 V = 0,038 V.
En el rango de 20 V, 1d = 0,01 V.
El error absoluto total es entonces: la lectura + 1 dígito = Error absoluto. En números: 0,038 + 0,01 = 0,048 V
La respuesta final con el error absoluto es:
U = 12,55 ± 0,05 V.
Esto significa que la medida está entre 12,50 y 12,60 voltios.
Los multímetros baratos suelen tener una desviación mayor que los más caros, por lo que el error absoluto total también es mayor. Esto demuestra ahora que los “multímetros baratos” no pueden realizar mediciones precisas.
Calcular el error relativo:
Cuando el error absoluto se calcula como un porcentaje del valor leído, se denomina error relativo. Este error relativo se suele utilizar al comparar los medidores.
El error relativo del multímetro anterior es: error absoluto total / (dividir por) el voltaje real x (multiplicar por) 100% = el error relativo.
En números: U = 0,038 / 12,55 x 100 = 0,30%.
La respuesta final con el error relativo es:
U = 12,55 ± 0,3%.
12,55 V menos el 0,3% da la respuesta 12,50. Más 0,3% es entonces 12,60. Esto es lo mismo que se calculó con el error absoluto, pero expresado en porcentajes.
Medición con el multímetro:
El voltaje, la corriente y la resistencia se miden de manera diferente. Cómo medir correctamente con el multímetro se explica con ejemplos en la página medir con el multímetro.
Medición con el osciloscopio:
Un osciloscopio (o alcance para abreviar) es un voltímetro gráfico. La tensión se muestra gráficamente en función del tiempo. El alcance también es muy preciso. El tiempo se puede ajustar tan pequeño que las señales de sensores como la sonda lambda o de actuadores como un inyector se pueden visualizar perfectamente.
Cómo se toman las medidas con el osciloscopio se explica en la página. medir con el osciloscopio.
