¿Por qué es difícil cambiar las pilas de los multímetros?

Question

Imparto clases de introducción a la física e, inevitablemente, cuando hacemos nuestros laboratorios de introducción a los circuitos o de cartografía de potenciales electrostáticos, hay uno o varios multímetros que se quedan sin batería o se funden los fusibles. Esto siempre es una molestia, ya que hay que buscar un destornillador, aflojar los tornillos, abrir la carcasa, cambiar lo que realmente hay que cambiar y volver a apretar los tornillos. Sería más sencillo si las pilas y los fusibles estuvieran en un compartimento separado que se pudiera abrir fácilmente, del tipo que se desliza para abrir/cerrar y se cierra con pestillo cuando está en su sitio.

¿Por qué se diseñan así los multímetros? Se me ocurren algunas posibilidades:

1. Hay alguna razón, relacionada con el funcionamiento de un multímetro, que hace que las pilas/fusibles tengan que estar muy seguros dentro de la caja, y que un compartimento separado con una puerta de acceso no satisfaría. Pero no tengo ni idea de cuál sería esta razón.

2. Costaría más diseñar y fabricar multímetros con este compartimento adicional. Tal vez, pero los multímetros ya son lo suficientemente caros como para que me cueste creer que suponga una diferencia significativa en el precio de compra.

3. Siempre se ha hecho así. Además, los usuarios de multímetros ya están acostumbrados a abrir la carcasa de un aparato defectuoso con un destornillador y, de hecho, se enorgullecen y disfrutan haciéndolo. Así que los fabricantes tienen un incentivo activo para diseñar los multímetros de esta manera. Sin embargo, esto requiere un poco más de psicoanálisis de los usuarios de multímetros de lo que yo me siento cómodo.

¿Alguna de las razones anteriores lo explica suficientemente? ¿O hay otros factores en los que no estoy pensando?

Answer 1

Las partes internas de un multímetro de mano bien diseñado están diseñadas para contener cualquier explosión que pueda producirse por piezas defectuosas.

Imagina la siguiente situación: tienes un multímetro en la mano, midiendo con cuidado y siguiendo todos los procedimientos de seguridad adecuados lo que crees que es una línea de 120 VCA... y luego resulta que un fallo en un transformador ha conseguido de alguna manera poner la tensión de distribución de 13,8 kV en la línea. El multímetro está no sobreviviendo a eso; su fusible salta, pero no antes de que un MOV se incendie y unos cuantos condensadores exploten al hervir su electrolito. Si el multímetro estuviera diseñado como cualquier dispositivo electrónico de consumo medio, la fuerza de esa explosión y las llamas del MOV saldrían disparadas por los lados del medidor, probablemente hiriendo gravemente su mano. Por eso, todos los multímetros, excepto los más baratos, tienen su interior herméticamente sellado, con altas paredes de explosión que separan el interior del exterior.

Como consecuencia de ello, cualquier elemento interno del contador también debe estar sellado en su interior. ¿Se ha dado cuenta de que el compartimento de las pilas tiene paredes altas, en lugar de ser simplemente una tapa plana que se coloca sobre las pilas? Esto forma parte del diseño de seguridad del multímetro y, por supuesto, una situación como la descrita anteriormente es muy improbable, pero sigue siendo posible, y estoy seguro de que hay situaciones más probables que podrían poner accidentalmente un voltaje mucho más alto en el medidor de lo que está destinado a manejar.

Del mismo modo, el compartimento de las pilas debe estar firmemente sujeto al medidor, lo que significa que no debe haber clips de plástico que se rompan tras unos pocos usos.

Answer 2

Es una cuestión de seguridad:

Un multímetro tiene que ser seguro para conectarlo a la red eléctrica mientras se sostiene en la mano, y para ello existen pruebas muy estrictas. Una de las más difíciles de superar es que no debe producir chispas en la mano del operador, cuando se produce un pico de varios kV en la red eléctrica .

Para conseguirlo, el contador cuenta con deflectores especiales alrededor de todas las aberturas: compare la galería de tornillos del suyo con la de un producto que no sea de malla. También los verá alrededor de la línea de apertura de la caja. Estos hacen que el recorrido sea más largo y evitan que se produzca una avería.

Ahora la pila de 9 voltios forma parte del circuito del medidor, probablemente conectada al raíl de 0V. Aunque sería posible pasar la CC a través de un convertidor CC-CC aislado especial de 2 kV, esto sería caro e innecesario. Pero esto significa que los terminales de la batería tienen tanta tensión como el resto del contador y deben estar totalmente protegidos contra un impulso de varios kV.

La tapa atornillada de las pilas es la única manera de estar seguro de que el medidor está cerrado y es seguro. Una tapa con clip es demasiado fácil de quitar.

Lo mismo ocurre con el fusible, por supuesto, ya que está conectado al circuito, aunque no se espera que se sustituya tan a menudo.

Esta es también la razón por la que no se ven puertos USB para datos o carga, en los multímetros. Cuando añaden puertos serie, los elaboran aislados ópticamente.

Digikey tiene un buen resumen de las categorías de multímetros. Su medidor Cat iii de 600 V, bastante normal, necesita soportar un impulso de 6000 V, esto puede saltar bastante lejos.

Aprendí casi todo esto observando la difícil construcción del Mooshimeter . Esta entrada del blog describe cómo hubo que modificar la carcasa para superar las pruebas CAT-III. El medidor se envuelve en una lámina y se aplica una alta tensión alterna entre los cables de prueba y la lámina.

También había averías a través de la ranura para tarjetas SD, que había que cerrar para estar seguros.

Answer 3

Yo diría que la seguridad es el objetivo principal.

Imagínate que a algún pesado se le hubiera caído el contador y la pila hubiera rebotado o, tal vez, algún idiota hubiera decidido robar la pila y, entonces, yo hubiera ido a comprobar que no había corriente en la toma de corriente a la que quería añadir una derivación.

Mediría 0 voltios y creería que he desactivado el aislador correcto en el cuadro de distribución, por lo tanto, mi circuito de CA está bien para trabajar.

Pero, sin batería, mi medidor seguiría midiendo 0 voltios y me llevaría un buen susto.

_{Sin embargo, si trabaja con CA y confía en su medidor para confirmar que un circuito no está bajo tensión, siempre debe comprobar que puede registrar una tensión bajo tensión antes de confirmar que un circuito diferente no está bajo tensión. Yo lo haría siempre, pero no todo el mundo lo haría.}

Nota a pie de página: mi medidor, que compré en 1990, sigue funcionando con la pila original, así que no sé qué estarán haciendo sus alumnos si tienen que cambiar pilas continuamente.

Answer 4

Los multímetros baratos y endebles de 5 dólares los tienen.

La mayoría de los multímetros profesionales tienen una trampilla con un tornillo, o es necesario abrir toda la carcasa. Esto se debe a que llevan una junta estanca para que no se cuele el agua. Una puerta corredera para un compartimento de pilas no sería tan impermeable.

También se trata de la seguridad. Está hecho para ser tan difícil que hay que saber lo que se hace. Si fuera sencillo, existe la posibilidad de que, por ejemplo, los cables sigan conectados a la tensión de red cuando abras la tapa de la batería y puedas tocar circuitos con tensión de red.

En cuanto a la seguridad, los multímetros tienen que estar clasificados para un determinado nivel de normas de seguridad dependiendo de qué clase/categoría de dispositivo sea, es decir, básicamente cuáles son los niveles de tensión que está destinado a medir.

Answer 5

La mayoría de los multímetros están clasificados (o afirman estar clasificados) para ser seguros si se conectan a 600 voltios o más (muchos medidores baratos afirman ser de categoría II, 600 voltios).

Piensa en lo que ocurre si conectas un contador ajustado a la escala de 10 amperios a una línea eléctrica de 1000 V.

El fusible se fundirá violentamente.

Quieres algo más que una cubierta de plástico recortada entre tú y los trozos de cristal o metal fundido.

Las carcasas son (normalmente) más gruesas que las típicas cubiertas con clip que se ven en otros dispositivos. Atornilladas sólidamente, las carcasas ofrecen al menos cierta protección cuando las cosas estallan.

Aparte de eso, imagina que se cae la pequeña tapa de plástico y la pila mientras estás midiendo una tensión alta. Existe la posibilidad (jeje) de tocar la pila y recibir un fuerte golpe.