Practica Con Multimetro Hp 34401a

FISI 3143: Laboratorio de Electrnica IDepartamento de Fsica y Electrnica

Universidad de Puerto Rico en Humacao2011-2012

FISI 3143-2011-I. Ramos 1

etro digital

Figure 1: Multmetro Digital Agilent 3401A

Prctica 1: Medidas Bsicas e InstrumentacinObjetivo:Familiarizarse con el uso del multmetro digital, breadboard, power suppy, osciloscopio ygenerador de seales que se encuentran en la mesa de su laboratorio. Repasar medidas deresistencia, voltaje, corriente, amplitud y frecuencia.Referencias:

1. Boylestad-Circuit Analyis-Cap. 2-4, 13.2. Pgina del curso (http://mate.uprh.edu/~iramos/fisi3143.html):Apndices Lab 1: Manuales instrumentos y Gua para leer cdigo resistores.

Preguntas de repaso:1. Cul es la funcin del multmetro digital, power supply, generador de seales,osciloscopio y breadboard?2. Cul es la diferencia entre el Ground y el Comn?3. Cmo se mide resistencia, voltaje y corriente a travs de un componente?

1. Multm

El multmetro digital o DMM por sus siglas en ingls se utiliza para hacer medidas de




adboard

Figura 3: Breadboard

resistencia, voltaje, corriente y otras. Al utilizar el DMM (ver figura 1) se debeseleccionar el tipo de medida (AC, DC, V, I, , etc.), rango (AUTOmtico o MANual) ycolocar las puntas de prueba en la salidas que corresponden a lo que se va a medir.Para medir resistencia y voltaje las puntas de prueba se conectan de forma paralela alcomponente. Paramedir corriente las puntas de prueba se conectan en serie con elcomponente. Ver figura 2. Paramedir resistencia el componente debe aislarse delresto del circuito.

Figure 2: Medidad de resistencia, voltaje y corriente

2. Bre

El breadboard o panel de montaje se utiliza para construir circuitos elctricos. Elbreadboard consiste de un panel de plstico con huecos que estn interconectados. Alinsertar componentes en los huecos se pueden construir circuitos. La forma en que estn




Ejercicio 1: Utilice el multmetro digital para medir la resistencia entre los huecos delbreadboard y verifique las conexiones entre stos. Cmo? Las puentas de prueba seencuentran en el armario de laboratorio.

conectados los huecos puede verse en la figura 3. Las lneas conocidas como buses estninterconectadas de forma horizontal (de acuerdo a la figura). En los bloques del centro laslneas estn conectadas de forma vertical.Buenas prcticas para el uso del breadboard:

Al insertar componentes debe tener cuidado de no forzarlos para evitar que lasconexiones internas se daen.

Coloque los componentes de forma compacta para reducir interferencias. Organice los circuitos de manera similar al diagrama y de ser posible use un

cdigo de colores para entender mejor su circuito (ej. rojo para energa y negropara ground). Esto le facilitar la deteccin de errores cuando los circuitos seanms complejos.

Utilice los buses para conectar fuentes de voltaje y ground.

Ejercicio 1: Utilice el DMM para medir la resistencia entre los huecos del breadboardy verifique que las conexiones estn bin. Cmo? Las puntas de prueba se encuentranen el armario del laboratorio.

Ejercicio 2: Seleccione 3 resistores de carbn del armario del laboratorio. Utilice elmultmetro digital para medir la resistencia de los mismos y compare con el valor delcdigo de colores. Vea enlace en la pgina del curso para lectura del cdigo de colores.Estn los valores medidos dentro del lmite de tolerancia?

3. Comn y Ground: El voltaje o diferencia de potencial siempre se mide con relacin ados puntos. El punto Comn de un circuito es un punto de referencia con respecto al culse miden los voltajes. El Ground o coneccin a tierra es un punto que de alguna maneraest conectado fisicamente a la tierra. El ground ofrece una medida de proteccin ya queprovee una va para que se descargue la corriente sin pasar por el cuerpo de la persona.En un circuito el punto comn puede estar conectado a ground pero no necesariamente vaa ser as. Una mala conexin comn (o ground) o la ausencia de un punto comn puedenproducir ruido o errores en su circuito. En muchos circuitos se necesitar ms de una conexinal comn o ground. En este caso se utiliza uno de los buses wen el breadboard.

4. Power SupplyEl power supply que tenemos en el laboratorio (Agilent EE331A) provee energa elctricaen forma de Voltaje Constante (CV), Corriente Constante (CC) y Voltaje Constante/Corriente Constante (CV/CC). Nuestro power supply tiene tres salidas de + 6 V, +25 Vy -25 V. Para aplicar voltaje a un circuito debe conectar las puntas de prueba en la salida




Figura 4: Power Supply Agilent E3631

deseada, seleccionar la salida, tipo de energa (CV, etc) y ajustar el valor del voltaje a lacantidad deseada. Note que el power supply tiene una funcin para encender o apagar lasalida (Output On/Off). Es conveniente mantener la salida en Off hasta que tenga elvalor deseado.

Ejercicio 3: Conecte un par de puntas de prueba (se encuentran en el armario) en lasalida de +6 V de su power supply. Seleccione la funcin CV y ajuste el voltaje desalida a 3.5 V. Conecte el DMM a la salida del power supply y verifique si el voltajemedido es 3.5 V. Repita para voltajes de 7.8 V y -12 V. Hay diferencias entre laslecturas?

Ejercicio 4: Calcule la corriente (Ley de Ohm) si se aplica un voltaje de 10 V a cadauno de los resistores que utiliz en el ejercicio 2. Utilice los valores medidos de R parasus cmputos. Inserte cada resistor en el breadbord y aplique un voltaje de 10 V.Utilice el DMM para medir el voltaje y la corriente atravs del resistor. Cmocomparan los valores medidos con los calculados?

5. OsciloscopioEl osciloscopio es un instrumento de gran utilidad en el laboratorio de electrnica ya queofrece una gran cantidad de informacin sobre las seales elctricas. La pantallausualmente muestra una grfica en dos dimensiones donde el eje vertical representa elvoltaje y el eje horizontal representa el tiempo. Esta grfica nos puede dar informacinsobre voltajes AC y DC en una seal y frecuencias de oscilacin. Sirve para medir




Figure 5: Osciloscopio Agilent 54600B

diferencias de voltaje, frecuencia y fase entre dos seales. Tambin nos permite detectardistorsiones en seales causadas por componentes daados y ruido.

Panel Frontal: La figura 5 muestra una imagen del panel frontal del osciloscopio.Presionando los botones podr accesar las funciones deseadas. Adems de la pantalla,debe prestar atencin a las Entradas para conectar las seales, Controles, Trigger(disparo de seal) yMeasure. El estatus del oscilopio aparece en la parte superior de lapantalla y le ayudar a saber en que men est su instrumento.Funcionamiento automtico: El osciloscopio Agilent 54600B tiene dos canales y permitela entrada de dos seales independientes (Ver Entradas en la figura 5). Al conectar laseal y presionar Autoscale a la derecha de la pantalla, la seal se ajustar a lapantalla. Seleccionando los botones en Measure podr obtener las medidas de amplitud,frecuencia, etc de su seal. Sin embargo, puede que su seal no se vea, est distorsionadao las medidas no sean correctas. Los errores pueden deberse a varias razones y serdificil corregirlos a menos que usted conozca el funcionamiento del instrumento.Amplitud: Los controles verticales a la derecha de la pantalla nos permiten ajustar laposicin vertical de la seal y el nmero de volts/div. La amplitud de una seal (se midecontando el nmero de divisiones verticales que ocupa y multiplicando por volts/div.Recuerde que la amplitud (o voltaje en este caso) de una seal AC se puede medir devarias formas: Vpp (voltaje de pico a pico), Vp ( voltaje de pico) y Vrms (voltaje root meansquare). Ver figura 6. Recuerde que al seleccionar Measure/Voltage los voltajes




Figura 7: Diferencia de Fase

aparecen en la pantalla.

Figura 6: Voltajes y frecuencia en seal AC

Tiempo: Los controles horizontales a la derecha del panel nos permiten ajustar la posicinhorizontal de la seal y cambiar la escala (volts/div). El perodo T de una seal se obtienemultiplicando el nmero de divisiones necesarias para completar un ciclo y se multiplica por elvalor de time/div. La frecuencia es el recproco del perodo. Utilizando Measure/Time puedeobtener las medidas directamente en la pantalla.

Diferencia de fase entre seales: Para medir diferencias de fase entre seales seconecta cada seal a uno de los canales y se produce una imagen como la que aparece en lafigura 7 (Lissajous). Una vez que la seal est centralizada, la diferencia de fase () seobtiene de la expresin: sen = A=C .B D




de Ondas

Figura 6: Generador de Ondas Agilent 33120Ade Ondas Agilent 33120A suple seales AC de distintos tipo

Cursores: Permiten hacer medidas de voltage y tiempo entre puntos identificados por loscursores. El botn para activacin se encuentra en Measure.

Ejercicio 5: Accese el manual del osciloscopio en la pgina del curso (mate.uprh.edu/~iramos /fisi3143.html). Siga las instrucciones de la pgina 1-7 a la pgina 1-16 paraconectar correctamente una seal al osciloscopio. Utilice una de las seales AC en elpanel dnde est colocado su breadboard para sus pruebas.Ejercicio 6: Siga las instrucciones en las pginas 2-3 a 2-5 del manual para aprender autilizar la funcin Delayed Sweep.Ejercicio 7 o para el futuro: Si su seal muestra ruido aleatorio, ste puede dereducirse seleccionando High Frequency (HF) reject o noise reject. El primero aade unfiltro low pass a su seal. El segundo aumenta la banda de histresis de su trigger.

6. Generador

El Generador s y frecuencias.La figura 8 muestra el panel frontal del generador de ondas. La conexiones de salida seencuentran en la parte inferior derecha del panel. La botones en Function permiteseleccionar el tipo de seal, frecuencia y amplitud. Los botones en Men y el botn al ladode la pantalla sirven para cambiar los parmetros.Impedancia de Salida: El Agilent 33120A muestra un voltaje de salida como siestuviese conectado a un resistor de 50. Si usted trata de medir el voltaje de salida




utilizando un instrumento de alta impedancia como el DMM u osciloscopio, la medida delvoltaje aparece duplicada. En este laboratorio siempre que se use el generador de ondasreprogramaremos su impedancia de salida para corregir la discrepancia.

Ejercicio 8: En su generador de ondas seleccione una onda senoidal de 1 V y 1 MHZ.Conecte la salida al osciloscopio y mida voltaje y frecuencia. Son las medidas lasdeseadas? Reprograme la impedancia de salida en el generador de ondas: en MENUseleccione: D: SYS MENU. Seleccione 1: OUT TERM y ajuste impedancia de salida aHIGH Z. Seleccione Enter para guardar los cambios. Cmo comparan ahora lasmedidas?

Reporte de Laboratorio: No tendr que entregar informe para este laboratorio.

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