Un problema de Multímetros de bajo y mediano costo, analógicos es que no miden la resistencia de valores muy altos, por encima de 2 o 3 megohms con buena precisión. Con el sencillo aparato que describimos esto es posible.
Si el lector trabaja con altas resistencias y no tiene un multímetro con capacidad de medición aquí está una buena sugerencia: un megohmetro.
Con es posible medir resistencia hasta 47 megohms con buena precisión sin la necesidad de un multímetro especial o incluso cualquier característica adicional.
La precisión depende de los componentes utilizados y normalmente está dentro de las tolerancias de los dispositivos ellos mismos.
El circuito es alimentado por 4 pilas o una batería de 9 V. La durabilidad de los elementos utilizados en la fuente será muy grande puesto que la prueba es rápida lo que significa un uso de sólo unos pocos segundos en la mayoría de los casos.
La indicación es hecha por LEDs que hace el circuito muy barato. De hecho, un conjunto compacto hace que sea del mismo tamaño que un tipo común de multímetro bajo costo totalmente portátil.
El aparato también es muy simple, no requieren ningún tipo de cálculo o un procedimiento complejo.
Características:
* Escalas: 2 (hasta 4,7 ohms M y 47 M ohms)
* Fuente de alimentación: 6 ó 9 V (baterías o pilas)
* Tipo: puente
* Consumo: 5 a 10 mA (punta)
CÓMO FUNCIONA
El circuito no es más que un puente que debe equilibrarse con la resistencia debe medirse.
Las resistencias R3 y R4 forman un divisor que se aplica en la entrada inversora de un amplificador operacional de muy alta impedancia de entrada una tensión del orden de 1/10 de la tensión de alimentación.
La resistencia a medir junto con la resistencia presentada por uno de los potenciómetros seleccionado por las teclas S2 forma un segundo divisor en que se aplica la tensión en la entrada inversora del amplificador operacional.
Si la tensión en la entrada inversora es menor que la tensión de referencia la va al nivel alto y el LED2 se enciende. Por otro lado, si la tensión de entrada inversora es mayor que el voltaje de referencia funcionamiento salida pasa a nivel bajo y es el LED 1 que enciende.
En la condición de equilibrio cuando los voltajes coinciden los dos LEDs están apagados. En la práctica, esta tensión no puede lograrse con la muy alta ganancia del circuito que hace el equilibrio de funcionamiento. Sin embargo, es posible identificar exactamente el punto de transición cuando un LED se apaga y las otras luces.
Así, moviendo el potenciómetro seleccionado, vemos que la tensión que equilibra el circuito se produce cuando la resistencia presentada por el potenciómetro corresponde exactamente a 1/10 de la resistencia de RX colocado en el circuito.
Despreciamos en este caso R1 que se añade sólo para evitar que, en el caso de las sondas se unan (resistencia nula) y los potenciómetros están en la posición de menor resistencia, la fuente de alimentación se coloca, en corto. La figura 1 muestra lo que ocurre en esta condición.
Como sabemos la resistencia de los potenciómetros utilizados en equilibrio podemos calibrar su escala en términos de Rx. Así, para el potenciómetro de 4.7 M ohms simplemente divida su vuelta en 10 partes cada uno correspondiente a 4,7 M ohms que nos lleva precisamente a la mayor escala de 47 M ohms.
Para P2 se dividen a su vuelta en 10 piezas cada uno con 470 k ohms, obteniendo así el rango máximo de 4,7 M ohms.
Por supuesto la precisión de la medición dependerá tanto la precisión de este componente como resistencias R3 y R4 en el divisor de referencia.
ASAMBLEA
En la figura 2 tenemos el diagrama completo del Megohmetro.
El diseño de los componentes en una placa de circuito impreso se muestra en la figura 3.
Las puntas de prueba deben ser bien aisladas y conectadas con cable cortos ya que cualquier contacto o fuga significa una resistencia que puede ser considerada por el circuito.
Los LEDs pueden ser tanto rojo común o un rojo y otro verde.
Los potenciómetros deben ser de buena calidad lineal debido a depender de ellos la precisión de la medida.
Para R3 y R4, el lector tiene dos opciones para mejorar la precisión: uno de ellos consiste en seleccionar con el multímetro en un lote de dos resistencias que tienen valores más cercano a los valores deseados. Otra opción es utilizar unidades de precisión 1% o 2%, si se encuentran fácilmente en su localidad.
Para el circuito integrado Pueden ser experimentados tipos con FETs en la entrada equivalentes como la serie TL de Texas.
En la figura 4 tenemos una sugestión de asamblea, observándose las escalas de lo potenciómetros.
Para la fuente de alimentación deberá ser utilizado soporte adecuado o conector.
Los resistores son todos de 1/8W y los capacitores no son críticos con la posibilidad de modificar valores en un rango de más del 100%.
PRUEBA Y USO
Conecte entre las puntas de prueba a un resistor de 4,7 M ohms y ponga el interruptor S2 posición selecciona P1 (gran escala).
Alimente el aparato en S1 y lentamente vaya girando P1 hasta que los LEDs conmuten. Ajuste P1 para que fique lo más cerca posible al punto en que esto ocurre. Debe leerse en la escala un valor muy cercano a los 4,7 M ohms correspondiente a la resistencia de prueba.
Nunca toque las puntas de prueba durante la prueba para no introducir cambios en el valor de resistencia medido.
Siempre elegir que la escala según el orden de la magnitud de la resistencia que debe medirse.
Semiconductores:
CI–1 – CA 3140, circuito integrado, amplificador operacional con FET en la entrada
LED 1, LED - LED2 rojos u otro color
Resistores: (1/8 W 5%)
R1, R4 - 10 k ohms
R2 - 47 k ohms
R3 - 100 k ohms
R5, R6 1 k ohms
R7 - 2.2 M ohms
P1 - 4.7 M ohms - Potenciómetro lineal
P2 - 470 k ohms - Potenciómetro lineal
Capacitores:
C1 - 10 nF - poliéster o cerámica
C2 - 10 uF /12 V - electrolítico
Misceláneos:
PP1, PP2 - sondas con garras de cocodrilo
S1 - Interruptor simple
S2 - llave 1 polo x 2 posiciones
B1 - 6 o 9 V - 4 pilas o batería
Caja de montaje del tablero de circuito impreso, botones para los potenciómetros, escalas de ollas, baterías o conector de la batería, cables, soldadura, etcétera.