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    ¿Cómo funcionan los medidores de miliohms?: Método Kelvin de 4 puntas

    Dentro de los equipos de medición, existen equipos o multímetros diseñados para poder medir resistencias muy pequeñas, de mili, micro o ¡inclusive hasta nano Ohm!

    Dentro de la investigación e industria hay multiples aplicaciones donde es necesario medir resistencias muy bajas. Recordemos, por la ley de Ohm, que la corriente es inversamente proporcional a la resistencia. Es decir, mientras menos resistencia, podrá fluir más corriente con el mismo voltaje. Es por ello que algunos materiales son conductores, ya que cuentan con una resistencia muy baja, que a veces es necesario medir.

    ¿Cuándo medir resistencias pequeñas? Estas mediciones se realizan cuando queremos saber la resistencia de conductores. Por ejemplo:

    •          Medir la resistencia de un cable o alambre de distintos materiales
    •          Medir la resistencia de los devanados de un motor
    •          Medir la resistencia de los devanados de un transformador
    •          Medir la resistencia de algún inductor
    •          Medir la resistencia de algún súper conductor o material a distintas temperaturas y/o condiciones

    Estos son solo algunos ejemplos, existen muchas aplicaciones industriales para verificar calidad de productos y materiales donde es necesaria conocer resistencias pequeñas.

    Ahora bien, ¿cómo funcionan los equipos que miden resistencias pequeñas? A primera vista, se podría pensar que es algo fácil de medir ya que cualquier multímetro cuenta con medición de resistencia. Sin embargo, cuando se realizan mediciones de resistencia baja, a veces las puntas de nuestro propio multímetro agregan resistencias extras en serie que distorsionan el valor que queremos medir. La resistencia de las puntas del multímetro normalmente se desprecia porque es del orden de miliohms, sin embargo, cuando se quiere medir miliohms, las puntas del multímetro nos agregan mucho “ruido” a la medición.

    Esto se observa más claro en el siguiente diagrama, ya que, al estar en serie, estas resistencias se suman y no podemos conocer con exactitud la resistencia deseada.


    Para resolver esto, es que existe el método de 4 puntas Kelvin, el principio de funcionamiento es muy sencillo y está basado en la Ley de Ohm. Los medidores de miliohms y algunos multímetros cuentan con 4 puntas, el primer par de puntas está etiquetada como Force +/- y el segundo par como Sense +/-. Para realizar la medición, el equipo funciona como una fuente de corriente súper precisa, es decir, será una fuente que sin importar el valor de la resistencia, tendrá un valor constante de corriente, esta corriente es alimentada a través de las puntas Force +/-. Así mismo, el equipo a su vez es un voltímetro de alta precisión a través de las puntas Sense +/-.Al suministrar una corriente constante y medir la caída de voltaje en la resistencia, se puede determinar de forma exacta el valor de resistencias muy pequeñas. Esto se puede apreciar mejor en el siguiente diagrama.

     

     

    Por ejemplo, si la corriente suministrada por la fuente de corriente es de 10 Amperios y el voltaje leído por el voltímetro del instrumento es de 100 mili Voltios, se puede saber por ley de ohm que la resistencia medida es de 10 miliohms, ya que R=V/I. Los medidores de miliohms cuentan con distintos rangos de corriente para distintos rangos de resistencia, es decir, proveen más corriente para resistencias pequeñas para que la caída de voltaje sea mayor, por lo mismo, proveen menos corriente en resistencias grandes. Si vamos a seleccionar un medidor de miliohms, es importante verificar estos rangos de corriente para asegurar que los dispositivos bajo prueba (DUT) no se verán afectados por la corriente suministrada o el voltaje generado por ésta, ya que a veces 1 amperio puede ser destructivo para nuestros dispositivos.

    Existen varias técnicas para evitar los daños al dispositivo bajo pruebas, entre estas técnicas se encuentran la “Prueba de circuito seco (Dry circuit test)” y modos de prueba con señales PWM. Estos modos solo se encuentran en los medidores más avanzados y nos permiten realizar nuestras mediciones de forma precisa sin dañar nuestro dispositivo. 

    Otro punto importante que se debe tomar en cuenta para la medición de la resistencia es la temperatura, debido a que la resistencia de los materiales varía en función de la temperatura. Es por ello que los medidores de miliohms especializados cuentan con la opción de medir la temperatura para poder compensar sus efectos. Muchas veces para poder realizar la compensación de la temperatura, es necesario adquirir el sensor por separado.

    En AcMax contamos con una gran variedad de equipos que pueden medir resistencias muy bajas, si tienes alguna duda por favor contacta a alguno de nuestros ingenieros de soporte que se encuentran disponibles en el chat en línea o en nuestros datos de contacto.