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Instrumentación 1 
 
 
 
Instrumentación 
 
 
 
EL POLÍMETRO 
 
Los dispositivos que miden la intensidad de la 
corriente, la diferencia de potencial y la resistencia se 
denominan amperímetros, voltímetros y óhmetros, 
respectivamente. En general los tres suelen estar 
incluidos en un único instrumento de medida 
denominado multímetro o polímetro. 
 
Este aparato está basado en un instrumento básico 
denominado galvanómetro, que detecta una pequeña 
corriente que pasa a su través. Los polímetros pueden 
ser analógicos (la lectura se realiza mediante una 
aguja que se desplaza sobre una escala calibrada) o 
digitales (presentan el resultado numérico de la 
medida en una pantalla). Existen modelos que además 
de las medidas básicas permiten realizar lecturas de 
capacidad, temperatura, carga de baterías, etc. 
 
Descripción de un polímetro. 
Básicamente distinguiremos tres zonas. 
 
ZONA DE CONEXIÓN. Bornes de conexión donde 
se conectan los cables. Suelen estar en la parte inferior 
del aparato. Normalmente hay: 
 
 un conector (1) etiquetado con "COM" o un signo negativo ("-"): es el borne negativo o "tierra" donde 
se conectará el cable negro. 
 un conector (2) con la etiqueta "V/" (que se utilizará conectando el cable rojo al medir tensiones o 
resistencias) 
 otro más (3) con la etiqueta "mA" (que se utilizará conectando el cable rojo al medir intensidades de 
corriente) 
 uno o dos conectores más cuya función es ser utilizados en el caso de medida de corrientes o tensiones 
muy grandes (por ejemplo, 10 A). 
 
ZONA DE SELECCIÓN. Consta de un selector de escalas y funciones (4), que suele ser un conmutador 
giratorio que permite fijar las condiciones de medida mas apropiadas: qué magnitud se va a medir y en qué 
escala. El selector tiene una posición de apagado ("OFF"), y varias zonas o sectores: para medir resistencias 
(""), intensidades en corriente continua ("A=" ó "mA=" ó "DCA"), en alterna ("A~" ó "mA~"), voltajes 
("V=" ó "DCV"; "V~" ó "ACV")... Cada sector incluye varios puntos que indican las diferentes escalas. 
 
ZONA DE LECTURA. Si el instrumento es analógico, la medida se efectúa según la indicación de una 
aguja sobre unas escalas graduadas que pueden tener varias lecturas (y habrá que leer la que se corresponda 
con la elegida en el selector de escalas). Si el polímetro es digital la información se lee directamente sobre la 
pantalla. 
 
Según la magnitud eléctrica que se vaya a medir, hay que tener realizar una serie de acciones previas. Es 
muy importante tener bien claros estos tres pasos, para evitar riesgos que puedan causar daños a los aparatos 
o al operador. 
 
 
Instrumentación 2 
 
 
 
 
¿Cómo conectar los cables en los bornes de la zona de conexión?. 
 
Siempre el cable negro se conectará al borne negativo (o común). El cable rojo se conectará al borne rojo o 
positivo. Si éste es único no hay problema (estará etiquetado con "V,,mA"). Si hay dos bornes se utilizará 
el etiquetado con "mA" para medir intensidades, tanto en CC como en CA, y el etiquetado con V/ para 
medir tensiones y resistencias. 
 
¿Cómo colocar el selector de escalas y funciones? 
 
Para esto hay que saber qué magnitud se va a medir y si se trata de corriente continua o alterna. El 
conmutador tendrá que estar situado en el sector correspondiente ("" si vamos a medir resistencias, "V~" 
si se quiere medir tensiones en corriente alterna...) Y dentro de ese sector se colocará en la escala adecuada. 
Si se desconoce el valor aproximado de la magnitud a medir conviene seleccionar la escala que permita las 
medidas más altas, y luego tomar sucesivamente escalas inferiores si fuese necesario hasta encontrar la más 
adecuada (la que proporciona una mayor sensibilidad). 
 
¿Cómo utilizar el polímetro en una práctica para la correcta toma de datos? 
 
Medida de la intensidad que circula por un determinado punto de un circuito, ha de interrumpirse (abrirse) 
el circuito en dicho punto (o en uno equivalente) e intercalar ahí en serie el amperímetro, de manera que 
éste vuelva a cerrar la conexión. La conexión en corriente continua se hace del siguiente modo: el borne 
rojo (positivo) se conecta a la parte del circuito abierto que haya quedado conectada al polo positivo de la 
pila o fuente de alimentación. El borne negro (negativo) se conecta a la otra parte del circuito. Así el 
circuito, que había sido abierto, ha vuelto a ser cerrado (ya circula de nuevo la corriente) mediante el 
amperímetro, que puede medir la intensidad que circula por él. 
 
Esta forma de conexión del amperímetro se denomina conexión en serie, puesto que circula por el 
amperímetro toda la intensidad: no hay ningún camino de desviación para la corriente. 
 
Medida de resistencias, éstas han de estar fuera del circuito, aisladas, y se conectarán los cables de 
conexión uno en cada extremo de la resistencia. Si no se puede extraer una combinación de resistencias del 
panel de montajes, se conectan los cables del polímetro en los extremos de dicha combinación, pero ésta 
debe estar desconectada del resto del circuito y por supuesto de toda fuente de alimentación. 
 
Medida de diferencia de potencial (o tensión) entre dos puntos de un circuito, no hay que alterar éste. El 
borne negativo del polímetro se conecta al punto que esté próximo al polo negativo de la fuente de 
alimentación y el borne positivo se conecta al otro punto. Esta forma de conexión se denomina conexión en 
paralelo, porque entre los extremos del voltímetro se establece la misma ddp que entre los puntos del 
circuito cuya ddp queríamos medir. 
 
La figura muestra un circuito sencillo y la forma de montar el polímetro para medir la intensidad que circula 
por el circuito, y la ddp entre los extremos de la resistencia R1. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Instrumentación 3 
 
 
 
Normas de seguridad 
 
 Cuando se vaya a cambiar el conmutador del selector de funciones, el polímetro debe estar 
desconectado del circuito. 
 
 Si se desconoce el valor de la magnitud a medir, conviene comenzar siempre con la escala mayor para 
evitar la sobrecarga del instrumento. 
 
 Antes de medir resistencias desconectar cualquier fuente de alimentación de las mismas. No aplicar 
ninguna potencia a las resistencias hasta que se haya terminado la medida y estén desconectados los 
cables del polímetro. 
 
 Nunca conectar los cables de prueba directamente a cualquier fuente de tensión cuando se vaya a 
usar para medidas de intensidades. Ello conllevaría un daño irreversible en el instrumento. 
 
 Antes de realizar cualquier medida comprobar que el selector de funciones está correctamente situado y 
después asegurarse de que el polímetro se conecta en serie para medir intensidades o en paralelo 
para medir tensiones. 
 
 
 
Instrumentación 4 
 
 
 
OSCILOSCOPIO 
 
El osciloscopio de rayos catódicos es uno de los instrumentos de medida y observación más versátiles y 
usados en los diversos campos de la investigación y de las aplicaciones científicas y técnicas. El 
osciloscopio es un aparato destinado a observar tensiones periódicas. Con él se pueden realmente "ver" las 
tensiones periódicas, dibujadas por un "pincel de electrones" sobre una pantalla fluorescente. En principio, 
el osciloscopio puede ser comparado con un voltímetro convencional, en el que se ha sustituido el sistema 
mecánico de registro (aguja y escala) por un haz de electrones que, debido a la pequeña inercia de éstos, 
puede seguir "instantáneamente" cualquier variación de tensión. 
 
El corazón del osciloscopio es el tubo de rayos catódicos (CRT), en el que se gobierna la dirección de un 
estrecho haz de electrones para "dibujar" la forma de una onda sobre una pantalla fluorescente. Los 
diferentes elementos que constituyen el CRT están colocados en el interior de una ampolla de vidrio en 
forma de embudo, en la cual reina un vacío elevado.El extremo más ancho de la ampolla está recubierto por una delgada capa de sustancia fluorescente (sulfuro 
de cinc) y constituye la pantalla. En la parte estrecha del tubo está alojado el cañón de electrones, que dirige 
un chorro de electrones rápidos, de aproximadamente la misma velocidad, a lo largo del eje del tubo. El 
cañón está compuesto por los siguientes elementos: 
 
 el cátodo calentado indirectamente por un filamento, emite los electrones (emisión termoiónica) 
 la rejilla que se mantiene a un potencial negativo respecto al cátodo, regula la intensidad del haz 
electrónico (y por consiguiente la luminosidad o brillo de la imagen luminosa sobre la pantalla) 
 el primer ánodo, de enfoque, que se mantiene a un potencial positivo respecto al cátodo, regula la 
concentración del haz sobre la pantalla 
 el segundo ánodo que acelera los electrones. 
 
El sistema rejilla-ánodos (los tubos modernos incorporan hasta un quinto ánodo), forman una "lente 
electrónica electrostática convergente", comparable a una lente óptica, que enfoca el haz sobre la pantalla. 
 
En principio, el haz incidirá en el centro de la pantalla, provocando una pequeña mancha luminosa (spot). 
La dirección del haz (la posición del spot sobre la pantalla) se puede gobernar haciéndolo pasar a través de 
dos pares de placas situadas entre el cañón de electrones y la pantalla. Cuando se aplica una diferencia de 
potencial a las placas desviación horizontal o de desviación vertical, los campos eléctricos que se crean 
actúan sobre los electrones del haz, desviándolos en el sentido horizontal o vertical. El spot experimentará la 
misma desviación sobre la pantalla. Para que las desviaciones sean las adecuadas, las tensiones que se 
aplican deberán ser amplificadas o atenuadas; por esto el osciloscopio va provisto de un amplificador 
horizontal y de uno o dos amplificadores verticales, según sea de uno o dos canales. 
Instrumentación 5 
 
 
 
 
 
 
Si se aplica una tensión alterna entre las placas de desviación vertical, el punto se moverá repetidamente 
hacia arriba y hacia abajo, sobre una recta vertical. Para la mayoría de las frecuencias de interés se mueve 
con demasiada rapidez para ser seguido con la vista, a causa de la persistencia en la emisión de luz por la 
pantalla, y sólo apreciaremos un trazo vertical continuo. 
 
Si se quiere observar la forma de onda de la tensión aplicada, deberemos desplazar, simultáneamente y a 
velocidad constante, el spot en el sentido horizontal. Para ello, se conectan las placas de desviación 
horizontal a una fuente que proporcione una tensión que aumente, gradual y uniformemente, desde cero 
hasta un cierto valor máximo, y luego descienda bruscamente a cero, como se muestra la figura anterior; 
esta es una tensión en diente de sierra. De este modo el spot se desplazará horizontalmente a velocidad 
constante y regresará repentinamente a su punto de partida. 
 
Este circuito está incorporado al osciloscopio, y se denomina circuito de barrido o de base de tiempos, sobre 
el eje horizontal. Observando la figura podemos comprender como "dibuja" el osciloscopio una forma de 
onda de tensión alterna aplicada a las placas de desviación vertical. Si ambas tensiones (en X y en Y) parten 
de cero en el mismo instante, el spot se mueve 
uniformemente hacia la derecha, mientras que el movimiento 
vertical depende de la tensión aplicada. El resultado de 
componer estos dos movimientos es que el spot traza sobre la 
pantalla un gráfico de la tensión en función del tiempo. 
 
Cuando al final de cada ciclo, se anula la tensión en dientes 
de sierra, aplicada a las placas de desviación horizontal, el 
spot vuelve repentinamente al punto de partida y la misma 
gráfica se trazará en los ciclos subsiguientes. Para obtener 
una imagen fija sobre la pantalla es necesario que la 
frecuencia de la tensión aplicada sea un submúltiplo (entero) 
de la frecuencia de barrido, ya que de otro modo el spot no 
trazaría siempre el mismo camino, y la imagen deslizaría o 
saltaría. Por tanto, la tensión de barrido debe sincronizarse, con la señal aplicada a las placas de desviación 
vertical, mediante circuitos auxiliares asociados al osciloscopio (sincronización). 
 
 
Instrumentación 6 
 
 
 
Controles del osciloscopio.- El número de controles así como su designación y funcionalidad, pueden 
variar de unos osciloscopios a otros. Aquí sólo se pretende hacer una breve exposición de la funcionalidad 
de los controles básicos del osciloscopio. Refiriéndonos a la figura, describimos los controles más 
importantes: 
 
Interruptor (POWER). Posición encendido 
(on) ó apagado (off) y luz piloto. 
 
Intensidad (INTENS). Ajusta el nivel de 
luminosidad de la traza. 
 
Enfoque (FOCUS). Para hacer que la traza 
sea más precisa y definida. Hay una 
interacción entre este control y el de 
intensidad, por lo que el ajuste de uno puede 
requerir un reajuste del otro. 
 
Tecla X-Y(no se muestra). Desactiva la base 
de tiempos. 
 
Botón X-POS. Controla la posición 
horizontal del haz. 
 
Conmutador de la base de tiempos 
(TIME/DIV). Selecciona el tiempo de barrido 
del haz con una secuencia 1-2-5; los valores intermedios se pueden ajustar mediante el nonius de barrido. 
(Es un pequeño botón superpuesto con flecha. En su tope izquierdo (flecha señalando hacia la izquierda) 
encaja en la posición calibrada (CAL): la base de tiempos está ajustada al valor determinado por el selector 
de barrido. 
 
En la parte inferior se encuentran las entradas para los amplificadores verticales de ambos canales; canal I 
(CH.I) y canal II (CH.II) con sus correspondientes conmutadores de acoplamiento de entrada y ajustes de 
posición y sensibilidad: 
 
 Botón Y-POS. Ajusta la posición vertical del haz. 
 Tecla INVERT. Invierte la polaridad y las figuras se ven al revés. 
 
Selector de corriente: Alterna - Continua - Tierra (A.C. - D.C. - GD). Cuando se encuentra en la posición 
A.C., se elimina el nivel de continua que pudiese llevar la tensión periódica aplicada a las placas de 
desviación vertical. 
 
Selectores de ganancia vertical (VOLT/DIV). Cada uno controla un amplificador-atenuador calibrado, que 
permite ajustar la altura de la forma de onda sobre la pantalla. 
 
Medida de tensiones. El osciloscopio puede ser utilizado como 
un voltímetro convencional, de modo que se pueden medir con él 
tensiones en corriente continua y en alterna. Aplicando una tensión 
desconocida a las placas de desviación vertical (canales CH I ó CH 
II), el desplazamiento vertical que experimenta la traza es 
proporcional a la tensión aplicada. 
 
Además de dibujar la forma de onda de la tensión el osciloscopio 
presenta sobre los voltímetros convencionales, la notable ventaja de 
que al ser muy grande su resistencia interna (del orden de los M) 
Instrumentación 7 
 
 
 
a b
 
influye muy poco sobre el circuito en el que se mide. 
 
Para determinar el valor de la tensión aplicada se hace como sigue: 
 
 Tensión = Altura (en divisiones) x fondo de escala (voltios/div) 
 
Cuando se trata de tensión alterna se utiliza el valor Vpp (voltaje entre picos) que corresponde a la diferencia 
de potencial entre el punto más alto y el más bajo. El valor eficaz (que es el que mediría un voltímetro en 
posición de alterna) se obtiene al dividir Vpp por 2 2. 
 
Ejemplo: Trabajando en un fondo de escala de 50 mV/div, se mide una altura de señal en corriente alterna 
de 5.2 ± 0.2 divisiones. Por lo tanto Vpp = 50 mV/div x (5.2 ± 0.2) div = (260 ± 10)mV = (0.26 ± 0.01) V. 
 
 
Medida de frecuencias. Ya que el osciloscopio tiene una base 
de tiempos (suministrada por el barrido horizontal), podemos 
determinar el período (T) de una tensión periódica aplicada a 
las placas de desviación vertical y, por tanto, la frecuencia (f) 
de dicha tensión, ya que f =1/T. 
 
Para medir el periodo de una señal se procede de formasimilar a lo descrito anteriormente, pero ahora nos 
fijamos en el eje horizontal: la longitud (en divisiones) de la onda sobre la pantalla nos dará el periodo: 
Periodo = Longitud (en divisiones) de la señal x coeficiente de tiempo de la base de tiempos 
 
Ejemplo: En la escala de coeficiente de tiempo de 10 s / div, se mide una longitud entre picos de 9.6 
divisiones, con un error de 0.2 divisiones. 
El periodo será: T = (9.6 ± 0.2) div x 10 s / div = (96 ± 2) s 
Y la frecuencia: f = 1/T = 10416.66... Hz  f = 10420 ± 220 Hz 
 
 
Medida del desfase entre dos señales. Como disponemos de 
un osciloscopio de doble traza, esto es, con dos amplificadores 
verticales, la medida de desfases es inmediata, ya que basta 
entrar una señal por cada uno de los canales y medir 
directamente sobre la pantalla del osciloscopio la diferencia de 
fases, como se indica en la figura. 
 
Como t/T es adimensional, basta para aplicar la ecuación 
tomar divisiones, sin multiplicar por el coeficiente de la base 
de tiempos: 
 
 
El desfase también se puede determinar componiendo las dos 
señales en direcciones perpendiculares. Para ello se suprime el 
barrido horizontal, y  se determina a partir de las medidas 
indicadas sobre la elipse de la figura. 
 
 
 
T
t
 2 = 
T
t
 360 =  
 
b
a
 = sen 
Instrumentación 8 
 
 
 
 Comparación de frecuencias de dos señales alternas. 
 
Podemos utilizar la misma técnica anterior para comparar las frecuencias de dos tensiones sinusoidales. 
Aplicaremos una de ellas en CH.I y la otra en CH.II. Si la razón de frecuencias de estas dos señales es la de 
dos números enteros (como 1/2, 3/2, 3/5, ...) se obtienen sobre la pantalla unas figuras estacionarias, 
llamadas figuras de Lissajous. Si nx y ny representan el número de intersecciones de las ramas de la figura de 
Lissajous con una recta horizontal (nx) y vertical (ny), entonces, la razón de frecuencias correspondientes a 
la tensión sinusoidal aplicada en CH II (fx) y en CH I (fy) es 
Una misma razón de frecuencias puede venir representada por figuras distintas debido al desfase existente 
entre las dos tensiones. 
 
Para completar los aspectos ligados a la composición de dos señales sinusoidales de igual o distinta 
frecuencias, se recomienda la visita a la siguiente dirección electrónica: 
 
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/oscilaciones/lissajous/lissajous.htm#Medida de la frecuencia 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
n
n
 = 
f
f
x
y
y
x (3) 
PRECAUCIÓN IMPORTANTE: 
 
No aplicar NUNCA la tensión de red directamente a las entradas del osciloscopio. 
Instrumentación 9 
 
 
 
TESLAMETRO Y SONDA HALL 
 
El teslámetro T100A, consta de una unidad de control, provista con un indicador digital y dos salidas 
analógicas, y de una sonda en dos ejes con un brazo porta-sonda. Permite la medida simultánea de dos 
componentes de un campo magnético, nominalmente BX y BZ. 
 
La medida se realiza por medio de dos captadores de efecto Hall contenidos en la sonda, que son capaces 
de detectar campos magnéticos entre 0.1 y 100 mT, que son los habitualmente producidos por 
intensidades eléctricas entre 2 y 10 A. 
 
Cada uno de los captadores Hall consta de una célula de material semiconductor, un regulador de 
corriente y un amplificador lineal. Cada captador Hall está alimentado por una corriente constante I, de 
modo que, cuando se somete esta corriente a un campo magnético, cuya componente perpendicular a la 
placa del circuito Hall es B, la célula genera un voltaje de Hall, VH = k I B, donde k es una constante 
propia del material semiconductor con el que está construida. Como el voltaje de Hall es pequeño, ha de 
ser amplificado. 
 
En el brazo porta-sonda puede observarse el sistema de referencia formado por los dos ejes en los que 
mide la sonda; un valor positivo medido por ejemplo en BX, indica que el campo magnético tiene 
componente positiva en la dirección marcada por el eje x. 
 
 
Utilización 
 
Conectar el aparato a la red eléctrica y accionar el interruptor a la posición de marcha (Marche); se 
encenderá el testigo rojo. La electrónica de medida debe estabilizarse térmicamente, y hay que esperar un 
tiempo hasta que el testigo cambie a color verde, que es la señal de que se ha producido la estabilización. 
 
1) Seleccionar la componente del campo magnético que se desea medir (BX ó BZ), utilizando la tecla 
negra del conjunto de tres que hay bajo el indicador. La componente que se ha seleccionado aparecerá 
identificada por el correspondiente “led” en verde. 
 
2) Seleccionar la escala de trabajo deseada (teclas rojas); 20 ó 100 mT. 
 
3) Si la sonda está situada ya en el lugar en que deseamos medir, leer el valor del indicador (que viene 
ya en mT). El error de medida, según el fabricante, se estima en un 2%. 
 
Para desconectar la sonda, sitúe el interruptor en la posición de parada (Arret).