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INSTRUMENTOS PARA SU BANCO DE TRABAJO

En el taller no pueden faltar una serie de instrumentos que a continuación detallaremos. Prestaremos mayor atención en el multímetro por tratarse de un instrumento básico que no puede faltar del banco de trabajo o la valija de todo técnico.


El Tester o Multímetro
El tester (de aquí en más lo denominaremos multímetro) es un instrumento múltiple, pues está formado por un voltímetro que permite medir tensión continua y alterna; un amperímetro, que permite medir corriente continua; y un óhmetro, que puede medir resistencia. El instrumento de bobina móvil común para todos los casos, está formado por un arrollamiento en forma de cuadro que puede girar alrededor de un eje vertical que pasa por su centro; dicha bobina está situada entre los polos norte y sur de un imán permanente en forma de herradura. Al circular corriente por la bobina, aparece un par de fuerzas que tiende a hacer girar a la bobina en sentido horario, y junto con ella también gira una aguja que se desplaza sobre una escala graduada que es donde se realiza la lectura. La deflexión de la aguja es proporcional a la intensidad de la corriente que circula por la bobina como se muestra en la figura 1.



Para que la posición de la aguja se estabilice en algún punto de la escala, es necesaria la presencia de un par de fuerzas antagónicas, que se generan por la actuación de un resorte en forma de espiral, para alcanzar el equilibrio cuando ambas cuplas son iguales . Las características más importantes del galvanómetro son la resistencia de la bobina en forma de cuadro y la corriente de deflexión necesaria
para alcanzar plena escala, que es la máxima corriente que puede circular por la bobina para hacer girar a la aguja desde cero hasta fondo de escala.
La sensibilidad del galvanómetro,es la inversa de la corriente:


Donde
S: sensibilidad
Idpe: corriente de deflexión a plena escala

Por ejemplo, si la corriente es Idpe = 50 μA, entonces:


Cuanto más pequeña es la corriente de deflexión a plena escala, mayor será la sensibilidad del tester porque en ese caso el instrumento podrá detectar corrientes más pequeñas, y eso hace que el instrumento sea más sensible.


El Multímetro Como Voltímetro
Un instrumento de bobina móvil se convierte en voltímetro cuando está en serie con un resistor de valor adecuado para que limite la corriente a un valor que sea el máximo que puede circular por la bobina del galvanómetro, o sea, la que produce deflexión a plena escala. En la figura 2 se muestra el circuito de un multímetro empleado como voltímetro. Si el galvanómetro tiene las características indicadas en la figura 2, sin el resistor, sólo podría medir hasta una tensión de (0,1 mA) x (1 kΩ) = 0,1 V.



Veamos qué valor debe tener Rs para poder medir una tensión de 10 V.


En la práctica se utilizan voltímetros de varias escalas para poder medir distintas tensiones, como por ejemplo 2,5 V; 10 V; 50 V; 250 V, 500 V y 1000 V en corriente continua. Al respecto en la figura 3 se muestra el circuito de un voltímetro de continua dónde los resistores limitadores se han calculado como se ha indicado recientemente. El circuito del voltímetro de tres escalas es seleccionables mediante una llave giratoria.




Cómo Hacer Mediciones Con El Voltímetro.
Debemos poner la llave selectora de funciones en alguno de los rangos para medir tensión continua (DCV), si no conocemos el valor a medir, empezamos por el más alto para luego bajar de rango, si es necesario, hasta que la aguja se ubique desde el centro hasta la parte superior de la escala.

Si queremos medir tensión, el voltímetro debe conectarse en paralelo con el componente cuya tensión queremos determinar según lo indicado en la figura 4.



Si queremos medir la tensión sobre R2, en el circuito de la figura 4, el voltímetro debe conectarse como se indica; si por error conectamos al revés las puntas de prueba, la aguja girará en sentido contrario indicando que se las debe invertir.
El voltímetro debe tomar poca corriente del circuito, como consecuencia su resistencia interna debe ser alta (cuanto más alta mejor). Si queremos averiguar la resistencia del instrumento, multiplicamos la sensibilidad del mismo en continua por el rango de tensión que estamos usando. Por ejemplo:



Por el contrario, la resistencia del amperímetro debe ser muy baja para que no modifique en gran medida la corriente que circula por el circuito.
La forma de leer en la escala correcta y cómo determinar el valor correcto de tensión continua, si usamos el multímetro del ejemplo, será:



Si usamos el rango de 0 a 1V, debemos utilizar la escala de 0 a 10 y dividir la lectura por 10 ; o sea, que si la aguja marca 7, la tensión de medida es de 0,7 V. Como de 0 a 1, que es la primera marca importante en esa escala, hay 10 divisiones, cada una vale en realidad 0,01V, de manera que si la aguja marca 3 divisiones por encima de 7 (0,7 V), la tensión medida será de 0,7 V + 3 div. 0,01 V = 0,7 V + 0,03V = 0,73 V.
Si usamos el rango de 0 a 0,25 V, debemos usar la escala de 0 a 25 y dividir la lectura por 100; si la aguja marca 50, son 0,5 V.
Si usamos el rango de 0 a 2,5 v, debemos usar la escala de 0 a 25 y dividir la lectura por 10 ; o sea, que si la aguja marca 30, la tensión medida es de 3V. Como de 0 a 5 hay 10 divisiones, cada una vale 0,5; pero, como debemos dividir por 10, en realidad cada una vale 0,05 V. Por lo tanto, si la aguja indica 2 divisiones por encima de 3, la tensión será: 0,3 V + 2 div. x 0,05 V = 0,3 V + 0,1 V = 0,4 V.
Si usamos el rango de 0 a 10 V, debemos usar la escala de 0 a 10 y leer directamente el valor de la tensión; si la aguja marca 4, son 4V. Como entre 0 y 2 hay 10 divisiones, cada una vale 0,2 V. De modo que si la aguja marca 7 divisiones por encima de 4, la tensión valdrá: 4V + 7 div. x 0,2 V = 4 V + 1,4 V =5,4 V.
Si usamos el rango de 0 a 50 V, debemos utilizar la escala que va de o a 5 y multiplicar la lectura por 10. Cada división vale 0,1 V x 10 = 1 V. Si la aguja marca 6 divisiones por encima de 4, la tensión vale: 40 V + 6 V = 46 V.
Si usamos el rango de 0 a 250 V, debemos usar la escala de 0 a 25 y multiplicar la lectura por 10. Cada división vale 0,5 V x 10 = 5 V. Si la aguja marca 7 divisiones por encima de 20, la tensión medida valdrá: 200 V + 7div. x 5 V = 200 V + 35 V = 235 V.

Si se debe efectuar una medición de tensión alterna, no importa la polaridad de las puntas de prueba, pero debemos tener en cuenta todo lo dicho anteriormente con respecto a comenzar a medir por el rango más alto cuando se ignora el valor de la tensión a medir, además, debe conectar el instrumento en paralelo con el circuito o fuente de tensión alterna. Antes de realizar la medición, la llave selectora de funciones debe colocarse en alguno de los rangos específicos de ACV ( normalmente están marcados en rojo en el multímetro), por ejemplo 2,5 V, 10 V, 25 V, 100 V, 250 V y 1000 V, ACV. Al hacer la lectura, debemos utilizar la escala roja del cuadrante en lugar de la negra, utilizando los números en negro de las escalas de continua, para determinar el valor correspondiente de tensión que se está midiendo en alterna. Si usamos el rango de 0 a 10 V de alterna y la aguja marca 5 cuando se ubica justo sobre la rayita roja, la tensión será de 5 V de alterna ( se está midiendo el valor eficaz de la tensión). Para saber cuanto vale cada división de la escala usada según el rango indicado por la llave, deben tenerse en cuenta las mismas consideraciones realizadas anteriormente. En algunos multímetros existe una escala especial de tensión alterna para usar con el rango de 2,5 V (AC 2,5 V). En ese rango, cada división vale 0,05 V.


El Multímetro Como Amperímetro
Para transformar un instrumento de bobina móvil en un amperímetro para medir corrientes mayores que la corriente de deflexión a plena escala, debe conectarse un resistor "shunt" en paralelo con el galvanómetro, de forma similar a lo mostrado en la figura 5.



Si queremos que el amperímetro mida como máximo 100 mA, cuando la bobina soporta 100μA, será:







Se utilizan amperímetros de varias escalas, por ejemplo, 5 mA, 50 mA, 500 mA, 10 A, etc. y los rangos pueden seleccionarse mediante una llave selectora como muestra la figura 7.




Cómo Hacer Mediciones Con El Amperímetro
En primer lugar se coloca la punta roja en el terminal positivo del instrumento y la punta negra en el terminal negativo. Luego debemos intercalar el amperímetro en el circuito de modo que la corriente pase por él; es decir que el amperímetro debe conectase en serie con los demás componentes del circuito en los que se quiere medir la corriente tal como se muestra en la figura 8.



En la figura 8 vemos que el circuito fue abierto a fin de conectar las puntas de prueba del amperímetro, de manera que el instrumento quede en serie con el circuito. Cuando no conocemos el valor de la corriente que vamos a medir, debemos colocar la llave selectora en el rango más alto de corriente y luego ver como deflexiona la aguja; si es muy poco, significa que la corriente es más baja de lo que esperábamos y entonces pasamos al rango inmediato inferior; si ocurre lo mismo, volvemos a bajar de rango, y así sucesivamente hasta que la aguja se ubique aproximadamente en la parte superior de la escala.
También debemos observar en qué sentido tiende a girar la aguja: si lo hace hacia la izquierda, por debajo de cero, debemos invertir la conexión de las puntas de prueba para que la deflexión de la aguja ocurra en sentido horario.
Para leer el valor de la corriente debemos utilizar las escalas marcadas en negro. Supongamos que nuestro multímetro tiene las siguientes escalas y rangos del amperímetro:



Si usamos el rango de 0 a 50 μA, debemos usar la escala que va de 0 a 5 y multiplicar el resultado de la medición por 10, corriendo la coma un lugar hacia la derecha. Para el caso en que la aguja se ubique en una posición intermedia entre dos marcas de corriente; debemos conocer el valor de cada división, como de 0 a 1 existen 10 divisiones, cada una valdrá 0,1 μA, pero como además debemos multiplicar por 10, cada una valdrá 1 μA. Por ejemplo, si la aguja indica tres divisiones por encima de 3, el valor será: 30 μA + (3 div) x 1 μA = 33 μA.
Si usamos el rango de 0 a 5 mA, se usa directamente la escala que va de 0 a 5, de manera que si la aguja marca 2 divisiones por encima de 4, el valor de la corriente será de 4,2mA, ya que cada división vale 0,1 mA.
Si usamos el rango que va de 0 a 50 mA, debemos usar la escala de 0 a 5 y multiplicar el resultado obtenido por 10. Como de 0 a 1 hay 10 divisiones, cada una vale 0,1mA, pero como debemos multiplicar por 10, cada división vale 1 mA. Por ejemplo, si la aguja indica 3 divisiones por encima de 2, el valor será: 20 mA + (3 div) x 1 mA = 23 mA.
Si usamos el rango que va de 0 a 10 A, debemos insertar la punta de prueba roja en la entrada correspondiente a 10 A, y leer directamente en la escala que va de 0 a 10 . El mismo procedimiento debe ser aplicado para cualquier otro rango.


El Multímetro Como Óhmetro
Para esta función el instrumento tiene una fuente de tensión continua de 1,5 V (pila de cinc-carbón) u otro valor, para generar una corriente cuyo valor dependerá de la resistencia del circuito, y que será medida por la bobina. En la figura 9 se muestra el circuito del instrumento como óhmetro.



Siempre se debe calibrar el instrumento con la perilla "ajuste del óhmetro".
Se usa la escala superior, que crece numéricamente de derecha a izquierda para leer los valores de resistencia expresados en Ω.
Para realizar la calibración las puntas de prueba deben ponerse en contacto, lo cual significa poner un cortocircuito entre los terminales del instrumento, esto implica que la resistencia conectada externamente al óhmetro es nula en estas condiciones, y por lo tanto la aguja debe marcar 0 Ω. Para ello se varía el potenciómetro "ohm adjust" -en inglés-, hasta que la aguja, se ubique justo en el "0"; en ese momento, estará circulando por la bobina del instrumento, la corriente de deflexión a plena escala.
Cuando se conectan las puntas de prueba a un resistor R, la corriente por el galvanómetro disminuirá en una proporción que depende del valor de R; de ahí que la escala de resistencia aumente en sentido contrario al de corriente . Para medir resistores de distinto valor, existen 2 ó 3 rangos en la mayoría de los óhmetros marcados de la siguiente manera: x 1, x 10, x 100 y x 1 k. Si la llave selectora está en "x 1", el valor leído será directamente en Ω; si está en "x 10", debemos multiplicar el valor medido por 10 para tener el valor correcto en Ω; y si está en "x 1 k", la lectura directa nos da el valor correcto de resistencia en kΩ.
Puede suceder que al calibrar el óhmetro, la aguja no llegue a cero; en ese caso, es necesario medir la tensión de la pila porque puede estar gastada, y si ese no es el caso, el problema puede deberse a la bobina o a un componente del circuito del óhmetro en mal estado. Si la pila está gastada, debemos reemplazarla por una nueva. Los multímetros pueden ser digitales o analógicos. Los tester digitales presentan la medida sobre un display que es una pequeña pantalla que muestra números y unidades. En general poseen características superiores a los analógicos . La figura 10 muestra el aspecto de un tester digital.



Estos instrumentos, al igual que los analógicos, poseen varios rangos de medida seleccionables por medio de una llave selectora o botonera.
Otros modelos son "AUTO RANGO", es decir, el instrumento "sabe" cuando debe cambiar de rango en función de lo que está midiendo y automáticamente cambia de rango de medida; en estos casos sólo hay que darle al instrumento la indicación de lo que se está midiendo (tensiones, corrientes, resistencias).


Inyector De Señales
Un inyector de señales es un oscilador que entrega una señal cuya frecuencia se encuentra dentro del rango del oído humano.
Generalmente es de forma de onda cuadrada lo que permite, debido al gran contenido armónico que posee, su empleo en etapas de audio y radiofrecuencia de equipos electrónicos, para determinar su estado de funcionamiento permitiendo así, localizar etapas defectuosas o que poseen exesivo consumo. Por lo dicho, es un instrumento sumamente útil y práctico para el técnico electrónico. En general son muchas las aplicaciones de este generador, por ejemplo, permite comprobar el estado de etapas amplificadoras de audiofrecuencias, grabadores, radio receptores, distintas etapas de receptores de televisión, videocassetteras, etc. y con ayuda de otros elementos, hasta la verificación del estado de otros electrodomésticos.
Permite determinar la etapa donde se encuentra el problema. En las figura 11 se muestra un circuito típico para ser empleado como inyector de señal. En las figuras 12 y 13 se grafican otros dos circuitos con sugerencias de armado en puente de terminales y placa de circuito impreso.







Luego de hacer comprobaciones previas, cuando se decide el uso del inyector de señales, primero se debe verificar el estado de la etapa de audiofrecuencia; para ello, si estamos verificando el funcionamiento de las etapas de una radio, con el receptor encendido, se coloca el clip cocodrilo en la "masa" y con la punta del inyector se aplica señal a la entrada de la etapa (en la base del preamplificador, por ejemplo); si el sonido sale por el parlante es señal de que la etapa de audio funciona correctamente, caso contrario es un indicio de que algo anda mal en audio.
Para saber si el problema está en la etapa de salida, se inyecta señal a la salida del excitador en el driver, si es que el circuito tiene salida a transformador; si se escucha el sonido por el parlante, entonces la etapa de salida está presumiblemente bien y la que está fallando es la etapa excitadora.

Si en la primera inyección de señal se hubiese detectado que la etapa de audio funciona correctamente, se debe verificar el estado de las etapas anteriores de una forma similar a la explicada. En las figuras 14 y 15 se muestran las formas de utilizar el inyector de señales.






Analizador - Amplificador
Cuando nos encontramos con un problema de falta de señales debemos hacer uso del analizador - amplificador también conocido como analizador dinámico, que no reemplaza al inyector, sino que ambos instrumentos se complementan.

El analizador dinámico cumple la función de extraer señal del aparato que se está reparando, la procesa convenientemente y la envía a un parlante.
El analizador dinámico no es más que un amplificador de audiofrecuencia de alta impedancia de entrada que posee un detector de A.M. a la entrada. En las figuras 16 y 17 se dan dos circuitos empleados como analizadores dinámicos con las correspondientes placas de circuito impreso.





Este equipo es ideal para comprobar, por ejemplo, si la etapa mezcladora, conversora u oscilador local, de un equipo de comunicaciones funcionan correctamente.

Por ejemplo, si colocamos el analizador a la salida de la etapa conversora y dichas etapas funcionan correctamente, al mover el tandem se deberá escuchar por lo menos una emisora. Si no existe sonido, es señal de que en esas etapas hay problemas y se debe verificar el estado de la bobina osciladora, la bobina de antena, el transistor conversor y los componentes asociados. Podría ocurrir que exista un cortocircuito en los bobinados de la osciladora o en el primer transformador de FI. En la figura 18 se dá el circuito de un analizador dinámico con circuito integrado.
De la misma manera, se pueden analizar fallas en cualquier otra etapa de un equipo de comunicaciones u otro aparato electrónico.




Generador De AF - RF
Se utiliza en la reparación y calibración de receptores de radio equipos de comunicaciones, amplificadores de audiofrecuencia y otras etapas de equipos electrónicos.
Resulta ideal para calibrar un receptor de radio en las bandas de ondas medias, tratando de localizar una emisora comercial de AM, o en las bandas de onda corta ya sea en SW o HF, donde se pueden sintonizar emisoras comerciales, radioaficionados, teletipos, etc.
Para ajustar las bandas de ondas medias, en general no existen inconvenientes ya que para el ajuste se puede tomar como referencia una emisora de frecuencia conocida (por ejemplo, en Bs. As.en 590kHz se puede sintonizar Radio Continental, en 630kHz transmite Radio Rivadavia, en 790kHz emite Radio Mitre, etc.) El inconveniente se presenta generalmente al intentar localizar emisoras conocidas en otras bandas y en especial si tenemos en cuenta que necesitamos emisora que se encuentren cerca de los extremos de las bandas.
En ondas cortas este problema se acentúa ya que no en todos los lugares se captan las mismas emisoras, razón por la cual no se conoce la frecuencia de la portadora que se está sintonizando y el ajuste se complica. Empleando un generador de radiofrecuencia el ajuste se simplifica ya que el mismo genera señales con las frecuencias que necesitamos para realizar el calibrado de los receptores.En la figura 19 se muestra el circuito de un generador de AF-RF.

Este instrumento está formado por un oscilador de audiofrecuencia que generalmente es de frecuencia fija y un oscilador de radiofrecuencia de frecuencia variable que puede recibir la señal de audio para generar una señal modulada como se muestra en la figura 19.



Entre los usos que se le pueden dar a este instrumento podemos mencionar los siguientes: calibración de receptores de radio, verificación de etapas de audiofrecuencia, verificación de etapas de radiofrecuencia, comprobación del oscilador local de un receptor, etc.


Generador De Funciones
También suele llamarse generador de audio y resulta útil en tareas de calibración de amplificadores de audio, verificación de la respuesta en frecuencia de un equipo, análisis de sistemas digitales y comprobación de circuitos electrónicos en general. Es un equipo que genera señales de forma de onda senoidal, triangulares y cuadrada de frecuencia y amplitud variable.
En la figura 20 se dá el circuito de un generador de funciones típico y en la figura 21 otro con un circuito integrado.






Fuente De Alimentación Regulada
Es el equipo de mayor necesidad en todo banco de trabajo de un service o técnico en electrónica.
Se emplea para la alimentación de los equipos que se están reparando.
La fuente de alimentación debe poder entregar una tensión de salida variable y regulada.
Debe poder alimentar cualquier aparato que requiera una tensión continua de hasta 15volt con un consumo inferior a los 3A, es decir, se deberá poder alimentar con ella la gran mayoría de los receptores de radio, grabadores, amplificadores, prototipos, etc.
En general es conveniente que posean una protección contra cortocircuitos y sobrecargas. En las figuras 22, 23, 24 y 25 se dan cuatro circuitos de fuentes de alimentación.







En la figura 26 se da el circuito de una fuente típica con el armado en puente de terminales.




Osciloscopio
Es un instrumento necesario pero no imprescindible para la reparación de receptores de radio, grabadores y amplificadores; sí es muy útil, por ejemplo, para la reparación, calibración y puesta a punto de televisores, sistemas de control, equipos digitales, etc.
Se trata de un "voltímetro" que permite observar en una pantalla como es la señal que se está midiendo, así se puede saber no sólo la tensión de la señal, sino que también se conocerá la forma de onda y su frecuencia.

Existen de distintos modelos con posibilidad de reconocer señales de hasta un tope de frecuencias (10MHz, 20MHz, 40MHz, etc.), con uno o varios canales. La figura 27 muestra el aspecto físico de un osciloscopio.




Grid-Dip Meter
Se emplea para la calibración en frío o en funcionamiento de transmisores y receptores de radio. En general puede trabajar junto con un Puente de impedancias para calibrar bobinas, medir circuitos resonantes, ajustar trampas y antenas, líneas de transmisión, etc. También permite comprobar el estado de capacitores y bobinas y puede ser usado como generador de RF y monitor. No es imprescindible para tareas de reparación pero facilita ciertas tareas enormemente. La figura 28 reproduce el circuito de un Grid- Dip Meter.




Puente De Impedancias
Permite la medición de resistencias, capacidades e inductancias. Es posible incluso conocer hasta con qué tolerancia se fabricó el componente en medición. En general se compone de un "puente" en el cual se tiene que encontrar la condición de equilibrio para realizar la medición. El instrumento que detecta e indica la condición de equilibrio puede ser un voltímetro o cualquier otro instrumento apropiado. Este instrumento posee, además, un oscilador que genera la señal necesaria para la medición de inductancias y capacidades como se muestra en la figura 29.






Barredor Marcador De Televisión
Es un instrumento vital para ajustar las etapas de frecuencia intermedia de video (FIV) del televisor pero no posee aplicaciones en reparación de radios al igual que el Generador de Barras y el Probador de Yugos y Fly-Back, razón por la cual no daremos detalles de usos. De esta manera hemos dado algunos de los instrumentos necesarios para encarar la reparación de equipos electrónicos por supuesto, existen otros que no detallamos por ser mas específicos y no imprescindibles.

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