Voltímetro electrónico

Definición y funcionamiento del voltímetro electrónico

Definición: Un voltímetro electrónico es un tipo de voltímetro que utiliza un amplificador para aumentar su sensibilidad. Es un instrumento versátil diseñado para medir voltajes en dispositivos de corriente alterna (CA) y corriente directa (CD). Gracias a su alta resistencia de entrada, el voltímetro electrónico puede proporcionar lecturas precisas de voltaje, lo que lo convierte en una opción preferida en diversas aplicaciones eléctricas y electrónicas.

Los voltímetros de bobina móvil tradicionales a menudo tienen dificultades para detectar señales de bajo voltaje. El voltímetro electrónico supera eficazmente esta limitación. Su alta impedancia de entrada le permite detectar señales eléctricas extremadamente débiles, asegurando así mediciones precisas. La alta impedancia implica que el voltímetro presenta una oposición significativa a la fuente de alimentación de entrada, minimizando el efecto de carga en el circuito bajo prueba.

Los voltímetros electrónicos pueden utilizar transistores o tubos de vacío como componentes activos. Los voltímetros de transistor (TVMs) generalmente presentan características de alta resistencia, lo que los hace inadecuados para la medición de corriente directa. Por otro lado, los voltímetros de tubo de vacío (VVMs) tienen una resistencia relativamente menor, lo que los hace más apropiados para ciertas tareas de medición de corriente, además de la medición de voltaje.

Funcionamiento del voltímetro electrónico

El funcionamiento fundamental de un voltímetro electrónico se basa en el principio de que la magnitud del voltaje medido es directamente proporcional al desvío del puntero en el instrumento. El puntero está montado en una escala calibrada, y la posición a la que se desvía indica con precisión la magnitud del voltaje de entrada.

A diferencia de los voltímetros de bobina móvil, que extraen una cantidad relativamente grande de potencia del circuito medido, lo que puede llevar a errores en las lecturas debido a la carga del circuito, los voltímetros electrónicos abordan este problema de manera efectiva. Su diseño de alta impedancia asegura una extracción mínima de potencia del circuito bajo prueba, permitiendo mediciones de voltaje precisas y confiables en una amplia gama de aplicaciones.

Voltímetro electrónico: operación y clasificación

En un voltímetro electrónico, el desvío del puntero está alimentado por un circuito auxiliar de amplificación. Las tensiones de salida de este amplificador reflejan de cerca los niveles de tensión del circuito de prueba. Crucialmente, pasa una cantidad mínima de potencia adicional a través del mecanismo de desviación. Esta característica de diseño asegura que el medidor pueda proporcionar lecturas altamente precisas, ya que reduce la posibilidad de errores causados por interferencias relacionadas con la potencia o efectos de carga en el circuito que se mide.

Tipos de voltímetro electrónico

Los voltímetros electrónicos se pueden clasificar en dos tipos distintos:

Voltímetro electrónico analógico

Un voltímetro electrónico analógico se caracteriza por que su salida se indica a través del desvío de un puntero en una escala calibrada. Este tipo de instrumento de medición de voltaje posee una alta impedancia de circuito, lo que minimiza su impacto en el circuito bajo prueba. Utiliza un amplificador electrónico para regular y procesar eficazmente las señales de entrada.

El voltímetro electrónico analógico puede subdividirse aún más según el tipo de voltaje que mide:

• Voltímetro electrónico analógico de CA: Diseñado específicamente para medir tensiones de corriente alterna, captura con precisión la naturaleza fluctuante de las señales de CA y las traduce en un desvío correspondiente del puntero en la escala.

• Voltímetro electrónico analógico de CD: Adaptado para la medición de tensiones de corriente directa, proporciona una indicación estable y confiable de los niveles de voltaje constante, lo que lo hace adecuado para una amplia gama de sistemas y componentes eléctricos alimentados por CD.

Voltímetro electrónico digital y ventajas de los voltímetros electrónicos

Voltímetro electrónico digital

Un voltímetro electrónico digital es un tipo de instrumento que proporciona una salida digital para el voltaje medido, presentando el resultado en formato numérico. Al eliminar la necesidad de interpretación manual de un puntero en una escala, los instrumentos digitales electrónicos reducen eficazmente los errores inducidos por humanos, especialmente los errores de paralaje. Dado que las lecturas se muestran directamente como números, ofrecen mayor precisión y claridad, asegurando mediciones de voltaje más precisas y consistentes.

Ventajas del voltímetro electrónico

Los voltímetros electrónicos ofrecen varias ventajas significativas que los hacen herramientas indispensables en la medición eléctrica y electrónica:

• Detección de señales de bajo nivel: Equipados con amplificadores, los voltímetros electrónicos están diseñados para minimizar los errores de carga, permitiéndoles detectar señales eléctricas extremadamente débiles. Estos amplificadores son lo suficientemente sensibles como para identificar señales que producen una corriente tan baja como aproximadamente 50μA. La capacidad de detectar tales señales de bajo nivel es crucial para obtener mediciones precisas y confiables, especialmente en aplicaciones donde el valor real de un voltaje podría estar oculto por ruido u otras interferencias. Esta sensibilidad asegura que incluso las fluctuaciones más pequeñas de voltaje puedan medirse con precisión, proporcionando valiosas perspectivas sobre el comportamiento de los circuitos eléctricos.

• Bajo consumo de energía: Los voltímetros electrónicos incorporan tubos de vacío o transistores, ambos con propiedades de amplificación. En lugar de depender únicamente del voltaje medido para su funcionamiento, utilizan una fuente de alimentación auxiliar para accionar el mecanismo de desviación del puntero. La magnitud del voltaje medido controla la desviación del elemento sensor, reduciendo la potencia extraída del circuito bajo prueba. Como resultado, el consumo total de energía del circuito del voltímetro electrónico permanece extremadamente bajo. Este diseño energéticamente eficiente no solo prolonga la vida útil del instrumento, sino que también minimiza su impacto en el circuito que se mide, haciéndolo adecuado para una amplia gama de aplicaciones, incluyendo aquellas donde la conservación de energía es crítica.

• Amplio rango de frecuencia: Gracias al uso de transistores, la operación de los voltímetros electrónicos no está limitada por un rango de frecuencia específico. Estos instrumentos versátiles pueden medir con precisión tensiones en un espectro muy amplio, desde frecuencias muy bajas hasta frecuencias extremadamente altas. Esta capacidad de rango de frecuencia amplio permite que los voltímetros electrónicos se utilicen en aplicaciones diversas, como el análisis de sistemas de potencia, circuitos de procesamiento de señales y electrónica digital de alta velocidad. Ya sea midiendo componentes de CD de variación lenta o señales de CA de oscilación rápida, los voltímetros electrónicos pueden proporcionar lecturas de voltaje confiables y precisas, lo que los convierte en una herramienta esencial para ingenieros y técnicos en diversos campos de la electrónica.

Es importante tener en cuenta que los voltímetros electrónicos solo pueden medir potencia cuando el circuito está cerrado y la corriente fluye a través del medidor. Este requisito operativo resalta la necesidad de una configuración y conectividad de circuito adecuadas para obtener mediciones de potencia precisas utilizando estos instrumentos.