MULTIMETRO MULTIMETRO ANALOGICO
El proyecto consiste en realizar un multímetro análogo, que es capaz de medir voltaje directo, corriente directa y resistencia. Para la medición de voltaje debe de poseer tres escalas. Para la medición de corriente debe poseer tres escalas. La medición de resistencia debe poseer dos escalas como mínimo. 1. !"# !"#$% $%&' &'' '(! (!)) "ambi*n llamado multímetro analógico, polímetros analógicos o t*ster a los instrumentos con indicador de aguja capaz de medir diversas magnitudes el*ctricas con distintos alcances. Estas magnitudes son tensión, corriente y resistencia. Las Las part partes es +und +undam amen enta tale less de un inst instru rume ment nto o de esta esta clas clase e son) son) un dispos dispositi itivo vo con bobina bobina móvil móvil y una perilla perilla que permit permita a selecci selecciona onarr las magnitudes y alcances a medir. El multímetro multímetro es un instrumento instrumento de medición medición que +unciona +unciona de acuerdo acuerdo a la +uerza que se produce entre un campo magn*tico y una bobina de alambre que que condu conduce ce una corri corrien ente te el*ct el*ctri rica ca mov movim imie ient nto o %-r %-rso sonv nval al/, /, este este dispo disposi sititivo vo el*ct el*ctric rico o se conoc conoce e como como galv galvanó anóme metr tro. o. &n mult multím ímet etro ro analógico consiste básicamente en un galvanómetro sobre el cual se coloca una aguja que recorre una escala e indica el valor de las mediciones. El multí multímet metro ro puede puede medir medir voltaj voltaje, e, corrien corriente te y resist resistenc encia ia el*ctr el*ctrica ica,, esto esto depende de la manera como está conectado el galvanómetro dentro del multímetro. Para que el galvanómetro +uncione como un instrumento para medir corriente el*ctrica mperímetro/ se debe conectar en paralelo con una una resi resist sten enci cia, a, por por otro otro lado lado si se desea desea uninst uninstrum rument ento o para para medi medir r %i+erencia %i+erencia de potencial potencial o caída de voltaje voltaje 0oltímetro/ 0oltímetro/ se debe conectar el galvanómetro en serie con una resistencia el valor de la resistencia. e escoge de acuerdo al valor má2imo que se desea medir. 3. $45E"0$. 0$. #ealizar y comprender el +uncionamiento de cada una de las partes que componen el circuito de un multímetro analógico, así como dise6ar la estructura interna. "ambi*n se práctica el uso de la protoboard, así como emplear 7erramientas +undamentales para la construcción de un circuito impreso. Esto nos ayudara para el desarrollo de nuestras 7abilidades en el manejo manejo de material material y 7erramientas 7erramientas tambi*n tambi*n nos servirá para comprender y saber emplear de manera sencilla, e+icaz y correcta el multímetro analógico.
8. %iagrama de bloques de multímetro analógico.
l entrar la se6al un selector de +unciones permite elegir el dispositivo que utilizaremos para medir el parámetro deseado. l elegir el 0oltímetro se encuentra un selector de escalas de voltaje '% y un selector de escalas de voltaje '. i se mide una se6al de ', la se6al pasa por un recti+icador de medio ciclo para mostrar el valor promedio en el galvanómetro, en cambio si la se6al es de '% pasa directamente al movimiento %-rsonval del galvanómetro. En caso de elegir el (7metro la corriente es generada por una batería la cual pasa a un potenciómetro que +unciona para ajustar la aguja del galvanómetro a cero. i se elige el mperímetro, se cuenta con un selector de escalas de m y 9 de '%. La corriente medida pasa directamente al movimiento de %-rsonval.
:. %escripción del circuito)
En la punta de prueba positiva se encuentra un conmutador que se encarga de seleccionar el parámetro a medir) 0 para 0olts %' y ', para mperes %' y ; para medir resistencia. En el 0oltímetro se encuentra un conmutador selector de escalas de 3.<, 1=, <=, 3<= y <== 0 de '% y 1=, <=, 3<= y <==0 de '. %ependiendo de la escala seleccionada se encuentra una cantidad de resistencias de distintos valores para reducir la intensidad de corriente, ya que el galvanómetro con
el mecanismo %-rsonval requiere de 1>< 9, de no ser así el galvanómetro se da6ara. En el amperímetro se encuentra un selector de escalas de <== 9, 1= m y 3<= m. Luego se encuentran una serie de resistencias que, al igual que el voltímetro, reducirán la corriente que +luye a trav*s del galvanómetro. En la +unción de ó7metro se encuentra una +uente de 1.< 0 la cual se utiliza para crear una caída de voltaje en la resistencia desconocida al momento de colocarla entre las puntas de prueba. demás se 7ace el uso de un reóstato para 7acer el ajuste a cero de la aguja. Las escalas del ó7metro son de #21=; y #21?;. El galvanómetro utilizado tiene una escala graduada de = ; a 3== ; para el (7metro, y una de = a 1=, = a <= y = a 3<= mperes y0olts de ' y %' para el mperímetro y voltímetro respectivamente.
<. @uncionamiento del circuito) a/ El selector conectado a la punta de prueba positiva permite elegir el circuito del dispositivo a utilizar para medir el parámetro deseado. b/ En el circuito del voltímetro se encuentra una línea de resistencias que se conectan a la vez a dos atenuadores de entrada selector de rangos/, uno con rangos de voltaje '% y otro con rangos de voltaje '. l seleccionarse los rangos de ' la corriente que +luye por las pistas es disminuida por las resistencias dependiendo de la escala seleccionada, estas resistencias están conectadas en serie con el galvanómetro, luego dic7a corriente pasa por un diodo recti+icador para modi+icar la se6al de ' y lograr que el galvanómetro muestre el valor promedio de la se6al medida, cabe destacar que el galvanómetro es utilizado para los tres circuitos voltímetro, amperímetro y ó7metro/. En cambio si las escalas seleccionadas son en 0oltaje '% la corriente +luye por el conjunto de resistencias y de allí va directamente a la terminal positiva del movimiento de %-rsonval. c/ El circuito del ó7metro contiene una batería de 1.< volts que se encarga de generar una caída de voltaje al cerrar el circuito con una resistencia desconocida, de esta +orma se genera una corriente que pasa por algunas resistencias y un potenciómetro que permite ajustar la aguja a cero cuando se está utilizando dic7o circuito. %espu*s de que la corriente pasa por el potenciómetro +luye por el galvanómetro. El circuito del mperímetro solo posee un selector de escalaspara '%. La corriente +luye por un conjunto de resistencias, que se encuentran en paralelo con el galvanómetro, y luego es guida 7asta la terminal positiva de *l. d/ La terminal negativa del galvanómetro es conectada a un +usible de =.< para proteger el circuito, a su vez el +usible es conectado a la punta de prueba '$A.
B. Procedimiento de la implementación del circuito 1.C e investigó el circuito de un multímetro analógico. "omamos como base el dise6o de un multímetro analógico comercial, puesto que utilizamos el galvanómetro que manejaba este aparato, debido a que es di+ícil conseguir un galvanómetro que tenga una sola escala para volts, amperes y o7ms. Por lo tanto se utilizaron los valores de cada componente usados en el circuito del mismo multímetro. 3.C Para realizar nuestro multímetro analógico, se analizó el circuito con el que contábamos y se dise6aron tres circuitos, uno para cada dispositivo) voltímetro, amperímetro y ó7metro por separado. %espu*s se optó por juntarlos por medio de un selector de +unciones. l inicio del circuito se encuentra el seleccionador de las tres +unciones principales voltímetro, amperímetro, ó7metro./ conectado a la terminal comDn positiva 7embrilla/. %e a7í en adelante, cada +unción pasa por su pista especí+ica) (7metro) %espu*s de la selección, la resistencia desconocida llega a una pila de 1.<0 y continDa a trav*s de una resistencia en serie de 1;. 7í llega a un selector, donde se elige el rango deseado) a/ Escala 1 ?;) e conecta a una resistencia en serie de 8 ; y llega 7asta un potenciómetro <==;, utilizado para acerar la aguja del galvanómetro. %espu*s pasa por una resistencia de 3 ; y llega 7asta la terminal positiva del galvanómetro. Enseguida de pasar por el medidor, la se6al llega a un +usible a =.<, el cual cierra el circuito al conectarse a la terminal comDn negativa. b/ Escala 1= ;) #ealiza el procedimiento anterior, solamente conectando una resistencia de 8B; en paralelo entre la salida del selector y la terminal negativa del galvanómetro. 0oltímetro) %espu*s de la selección, el voltaje desconocido pasa por un juego de resistencias conectadas en serie. 'olocamos dos selectores, en caso de pretender medir voltaje en '% o en ', y dependiendo de la escala deseada, con lo mismos selectores se tiene la capacidad de escoger el rango de voltaje que puede soportar. 0oltaje '%) nmediatamente despu*s de escoger el rango de voltaje, prosigue la pista 7asta llegar al potenciómetro de <==; y continDa por el galvanómetro de la +orma e2plicada anteriormente. El voltímetro en '% tiene rangos de 3.<0, 1=v, <=0, 3<=0 y <==0.
0oltaje ') La se6al de voltaje alterno se conecta al puente de diodos del circuitoF esto con la intención de obtener una se6al de recti+icada y poder medir la magnitud con el galvanómetro. %espu*s de la medición, continDa el camino ya conocido 7acia la terminal comDn negativa. El voltímetro en a tiene rangos de 1=v, <=0, 3<=0 y <==0. mperímetro) 'ontiene un selector de rango, el cual elige entre di+erentes valores de resistencias conectadas en serie. Las salidas del conjunto de resistencias se conectan en paralelo entre el potenciómetro de <==; y la terminal negativa del galvanómetro. Los di+erentes rangos que maneja son <== , 1= m y 3<= m. 8.C "odo el circuito se montó y se comprobó su +uncionamiento, con ayuda de dos protoboard. e 7icieron varias pruebas para comprobar que el multímetro +uncionaba. :.C Posteriormente dise6amos la pista del circuito en una 7oja de máquina, compramos una placa +enólica de 3=23= cm. EL boceto del circuito en la 7oja de maquina +ue calcado estilo GespejoH, despu*s dic7o boceto se trazó en la placa con ayuda de un marcador de tinta indeleble. Es primordial el uso de un marcador de tinta indeleble. <.C e cortó el e2ceso de la placa y procedimos a remarcar la pista las veces necesarias para que, cuando se depositara la placa en cloruro +*rrico, se eliminara la capa de cobre e2istente y solo quedara ad7erido el cobre protegido por la tinta del marcador. l terminar la pista, lo siguiente +ue 7acer los agujeros necesarios para poner los componentes electrónicos del circuito. B.C %espu*s se introdujo la placa en el cloruro +*rrico por 1< minutos. #etiramos la placa, la limpiamos y desvanecimos la tinta de marcador con alco7ol y algodón. I.C Por Dltimo se soldó cada componente en su posición y realizaron algunas mediciones de prueba para comprobar la e+iciencia del multímetro armado. I. Pruebas e2perimentales %espu*s de 7aber concluido el ensamblaje de los circuitos sobre la tablilla protoboard. 'ontinuamos con las pruebas pertinentes para poder saber si el circuito +uncionaba correctamente en cada una de susescalas y +unciones. Para ello
cada circuito +ue armado por separado y probado de manera individual. (7metro. Para la realización de las pruebas correspondientes al ó7metro seleccionamos resistencias de valores adecuados a las escalas que posee el ó7metro. Para las pruebas del ó7metro en una resistencia procedimos a ajustar el seleccionador de escalas en #21= ;. La resistencia que nos dispusimos a medir tenía un valor de 3 ;. l conectar el ó7metro con la resistencia se produjo un movimiento en la aguja del Jalvanómetro. Aás sin embargo la aguja no se detuvo en el valor que debería de 7aber correspondido en la escala del Jalvanómetro sino que nos marcó un valor menor al esperado dando 1.> ;. Lo mismo ocurrió cuando ajustamos a la escala de #21; al medir una resistencia mayor a la escala. olo que esta vez el resultado que nos indicaba la aguja era mayor al que debería de corresponder. 'abe resaltar que cuando el ó7metro se intentaba acerar reduciendo la resistencia del potenciómetro, la aguja no producía ningDn movimiento 7acia el cero. ino que al aumentar el valor del potenciómetro este 7acia que la aguja se saliera de la escala. 0oltímetro Para la prueba del voltímetro, al igual que el ó7metro, se usó una tablilla protoboard. eparada del amperímetro y el ó7metro. K para evitar variaciones de voltaje en el circuito se empleó una +uente de poder con el cual se introdujo voltaje poco a poco. e conectaron las terminales positivas del voltímetro con las respectivas terminales positivas de la +uente de poder, al igual que con las terminales negativas. Primero se probó con la escala de 3.< volts introduciendo un voltaje no superior a esta. e pudo observar que la aguja del Jalvanómetro marcaba apro2imadamente los valores que se mostraban en el display de la +uente de poder. #epetimos el mismo procedimiento a7ora con la escala de 1= volts. $btuvimos de nuevo que los resultados que nos arrojaba la aguja eran apro2imados a los que marcaba el Jalvanómetro. K por Dltimo realizamos la prueba con la escala de <= volts. di+erencia de las otras la lectura nos dio valores solo un poco más alejados del valor real. En esta escala no se pudo medir completamente el voltaje, pues la +uente de poder no pudo generar voltajes mayores a los 8= volts. mperímetro Para realizar las pruebas correspondientes para el amperímetro primero se conectó un circuito el cual constaba de una resistencia de 33= ; y una +uente de voltaje de =. volts. l medir la intensidad del circuito con un multímetro propiedad del taller de electrónica se obtuvo un valor de : m. El circuito se conectó colocando la terminal negativa del multímetro a la resistencia y estas a su vez se conectó al negativo de la +uente de voltaje. K por Dltimo se conectó el positivo de la +uente de voltaje al positivo del
multímetro. El resultado que obtuvimos de la lectura en la escala del galvanómetro +ue apro2imado a : m. (7metro, voltímetro y amperímetro. 'omo prueba +inal para revisar que el multímetro +uncionara, juntamos todas las partes de las tablillas protoboard por medio de puentes. e realizaron las mismas pruebas a cada circuito. Los resultados en el voltímetro y amperímetro no variaron, sin embargo en el ó7metro se obtuvieron resultados más precisos pero aDn por debajo de los valores reales. demás de que al tener el circuito completo ya se lograba acerar la aguja de galvanómetro cuando se seleccionaba el ó7metro. 'uando se terminó el multímetro, estando ya el circuito impreso en la placa +enólica se realizaron las mismas pruebas obteniendo los mismos resultados. >. AMJE!E
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a/ En e2periencia propia podemos decir que el trabajo no solo buscaba que +u*ramos aptos para poder crear un multímetro analógico, nos permitió abrir nuestros límites y e2perimentar con los circuitos, tambi*n se observó y comprendió +ácilmente el +uncionamiento de las partes del Aultímetro sin tener que recurrir al libro. b/ 0imos momentos di+íciles ya que no todos los integrantes poseíamos el mismo conocimiento del área, aprendimos a compartir nuestras ideas y a la vez a trabajar en equipo. c/ @inalmente despu*s de varias pruebas y corrección de errores, +uimos capaces de 7acer +uncionar el Aultímetro de manera óptima, nuestro objetivo como se mencionó en un principio, no era solo 7acerlo +uncionar, este entabla toda la e2periencia que conllevo 7acer el trabajo. 1=.44L$J#@ a/ Juía para Aediciones Electrónicas y Prácticas de Laboratorio tanley Nol+, #ic7ard @.A. mit7 Ed. Pearson Education b/ nstrumentación Electrónica Aoderna y "*cnicas de Aedición Nilliam %. 'ooper, lbert %. Oel+ri Ed. Pearson c/ Electrónica) "eoría de circuitos y dispositivos electrónicos 4oylestad !as7elsy Ed. Pearson Oill
