Multímetro

El primer dispositivo de detección de corriente con aguja móvil fue el galvanómetro, en 1890. Estos se utilizaban para medir la resistencia y el voltaje mediante un puente de Wheatstone , comparando la magnitud desconocida con un voltaje o resistencia de referencia. Si bien resultaban útiles en el laboratorio, eran muy lentos y poco prácticos en el campo. Además, estos galvanómetros eran voluminosos y delicados.

El mecanismo del medidor D'Arsonval-Weston utiliza una bobina móvil que lleva una aguja y gira sobre pivotes o una banda tensa. La bobina gira en un campo magnético permanente y está sujeta por finos resortes helicoidales que también conducen la corriente a la bobina móvil. Proporciona una medición proporcional en lugar de solo una detección, y la desviación es independiente de la orientación del medidor. En lugar de equilibrar un puente, los valores se podían leer directamente en la escala del instrumento, lo que hacía que la medición fuera rápida y sencilla.

El medidor básico de bobina móvil solo es adecuado para mediciones de corriente continua, generalmente en el rango de 10  μA a 100  mA. Se adapta fácilmente para medir corrientes mayores mediante el uso de derivaciones (resistencias en paralelo con el mecanismo básico) o para medir voltaje mediante resistencias en serie conocidas como multiplicadores. Para medir corrientes o voltajes alternos, se necesita un rectificador. Uno de los primeros rectificadores adecuados fue el rectificador de óxido de cobre desarrollado y fabricado por Union Switch & Signal Company, Swissvale, Pensilvania, posteriormente parte de Westinghouse Brake and Signal Company, a partir de 1927. ^{[ 9 ]}

La invención del primer multímetro se atribuye al ingeniero de la Oficina Postal Británica, Donald Macadie, quien se sintió insatisfecho con la necesidad de llevar consigo muchos instrumentos separados necesarios para el mantenimiento de los circuitos de telecomunicaciones . ^{[ 10 ]} Macadie inventó un instrumento que podía medir amperios (Amp), voltios y ohmios , por lo que el medidor multifuncional se denominó Avometer . ^{[ 11 ]} El medidor constaba de un medidor de bobina móvil, resistencias de voltaje y de precisión, e interruptores y enchufes para seleccionar el rango.

El primer Avometer tenía una sensibilidad de 60  Ω/V, tres rangos de corriente continua (12  mA, 1,2  A y 12  A), tres rangos de voltaje continuo (12, 120 y 600  V o  , opcionalmente, 1200 V) y un  rango de resistencia de 10 000 Ω. Una versión mejorada de 1927 aumentó esto a 13 rangos y movimiento de 166,6  Ω/V (6  mA). Una versión "Universal" con rangos adicionales de corriente alterna y voltaje alterno se ofreció a partir de 1933 y en 1936 el Avometer Modelo 7 de doble sensibilidad ofreció 500 y 100  Ω/V. ^{[ 12 ]} Entre mediados de la década de 1930 hasta la década de 1950, 1000  Ω/V se convirtió en un estándar de facto de sensibilidad para el trabajo de radio y esta cifra se citaba a menudo en las hojas de servicio. Sin embargo, algunos fabricantes como Simpson, Triplett y Weston, todos en EE. UU., produjeron  multímetros de 20 000 Ω/V antes de la Segunda Guerra Mundial, y algunos de ellos se exportaron. Después de 1945-1946, 20 000  Ω/V se convirtió en el estándar esperado para la electrónica, pero algunos fabricantes ofrecieron instrumentos aún más sensibles. Para uso industrial y otras aplicaciones de alta corriente, se siguieron produciendo multímetros de baja sensibilidad, considerados más robustos que los de mayor sensibilidad.

La empresa Automatic Coil Winder and Electrical Equipment Company (ACWEECO), fundada en 1923, se creó para fabricar el Avometer y una máquina bobinadora también diseñada y patentada por MacAdie. Aunque era accionista de ACWEECO, el Sr. MacAdie continuó trabajando para la Oficina de Correos hasta su jubilación en 1933. Su hijo, Hugh S. MacAdie, se unió a ACWEECO en 1927 y se convirtió en Director Técnico. ^{[ 13 ] [ 14 ] [ 11 ]} El primer AVO se puso a la venta en 1923, y muchas de sus características permanecieron prácticamente inalteradas hasta el último Modelo 8.

Los medidores tipo reloj de bolsillo eran muy comunes en la década de 1920. La caja metálica solía conectarse al polo negativo, una disposición que provocaba numerosas descargas eléctricas. Las especificaciones técnicas de estos dispositivos a menudo eran rudimentarias; por ejemplo, el que se muestra en la imagen tiene una resistencia de tan solo 25  Ω/V, una escala no lineal y carece de ajuste de cero en ambos rangos.

Los voltímetros de tubo de vacío o voltímetros de válvula (VTVM, VVM) se utilizaban para medir voltajes en circuitos electrónicos donde se requería una alta impedancia de entrada  . El VTVM tenía una impedancia de entrada fija, típicamente de 1 MΩ o más, generalmente mediante el uso de un circuito seguidor de cátodo , por lo que no sobrecargaba significativamente el circuito bajo prueba. Los VTVM se usaban antes de la introducción de los voltímetros electrónicos analógicos de transistor y transistor de efecto de campo (FETVOM) de alta impedancia. Los medidores digitales modernos (DVM) y algunos medidores analógicos modernos también utilizan circuitos de entrada electrónicos para lograr una alta impedancia de entrada; sus rangos de voltaje son funcionalmente equivalentes a los de los VTVM. La impedancia de entrada de algunos DVM mal diseñados (especialmente algunos de los primeros diseños) variaba durante el ciclo de medición interna de muestreo y retención , lo que causaba perturbaciones en algunos circuitos sensibles bajo prueba.

El primer multímetro digital fue fabricado en 1955 por Non Linear Systems. ^{[ 15 ] [ 16 ]}

Se afirma que el primer multímetro digital portátil fue desarrollado por Frank Bishop de Intron Electronics en 1977, ^{[ 17 ]} lo que en ese momento representó un gran avance para el mantenimiento y la detección de fallas en el campo.

Un multímetro analógico sin amplificación combina un mecanismo de medición, resistencias de rango e interruptores; los VTVM son multímetros analógicos amplificados y contienen circuitos activos. Para un mecanismo de medición analógico, el voltaje de CC se mide con una resistencia en serie conectada entre el mecanismo y el circuito bajo prueba. Un interruptor (generalmente giratorio) permite insertar una resistencia mayor en serie con el mecanismo para leer voltajes más altos. El producto de la corriente de deflexión de escala completa básica del mecanismo y la suma de la resistencia en serie y la resistencia propia del mecanismo, da el voltaje de escala completa del rango. Por ejemplo, un mecanismo de medición que requiere 1  mA para la deflexión de escala completa, con una resistencia interna de 500  Ω, tendría, en un  rango de 10 V del multímetro, 9500  Ω de resistencia en serie. ^{[ 20 ]} Para rangos de corriente analógicos, se conectan derivaciones de baja resistencia en paralelo con el mecanismo para desviar la mayor parte de la corriente alrededor de la bobina. De nuevo, en el caso de un movimiento hipotético de 1  mA y 500  Ω en un rango de 1  A, la resistencia de derivación sería de poco más de 0,5  Ω.

Los instrumentos de bobina móvil solo pueden responder al valor promedio de la corriente que los atraviesa. Para medir la corriente alterna, que varía repetidamente, se inserta un rectificador en el circuito de manera que cada semiciclo negativo se invierta; el resultado es una tensión continua variable y distinta de cero cuyo valor máximo será la mitad de la tensión alterna pico a pico, suponiendo una forma de onda simétrica. Dado que el valor promedio rectificado y el valor eficaz (RMS) de una forma de onda solo coinciden para una onda cuadrada, los circuitos rectificadores simples solo pueden calibrarse para formas de onda sinusoidales. Otras formas de onda requieren un factor de calibración diferente para relacionar el valor eficaz y el valor promedio. Este tipo de circuito suele tener un rango de frecuencia bastante limitado. Dado que los rectificadores prácticos tienen una caída de tensión distinta de cero, la precisión y la sensibilidad son deficientes a bajos valores de tensión alterna. ^{[ 21 ]}

Para medir la resistencia, unos interruptores permiten que una pequeña batería dentro del instrumento haga circular corriente a través del dispositivo bajo prueba y la bobina del medidor. Dado que la corriente disponible depende del estado de carga de la batería, que varía con el tiempo, un multímetro suele tener un ajuste para poner a cero la escala de ohmios. En los circuitos habituales de los multímetros analógicos, la desviación del medidor es inversamente proporcional a la resistencia, por lo que la escala completa será de 0  Ω, y una mayor resistencia corresponderá a desviaciones menores. La escala de ohmios está comprimida, por lo que la resolución es mejor para valores de resistencia bajos.

Los instrumentos amplificados simplifican el diseño de las redes de resistencias en serie y en paralelo. La resistencia interna de la bobina se desacopla de la selección de las resistencias de rango en serie y en paralelo; de este modo, la red en serie se convierte en un divisor de tensión . Cuando se requieren mediciones de CA, el rectificador puede colocarse después de la etapa de amplificación, lo que mejora la precisión en rangos bajos.

El mecanismo de medición en un multímetro analógico de aguja móvil es prácticamente siempre un galvanómetro de bobina móvil del tipo d'Arsonval , que utiliza pivotes con rubíes o bandas tensas para soportar la bobina móvil. En un multímetro analógico básico, la corriente para desviar la bobina y la aguja se extrae del circuito que se está midiendo; por lo general, es ventajoso minimizar la corriente extraída del circuito, lo que implica mecanismos delicados. La sensibilidad de un multímetro analógico se da en unidades de ohmios por voltio. Por ejemplo, un multímetro de muy bajo costo con una sensibilidad de 1000  Ω/V consumiría 1  mA de un circuito a escala completa. ^{[ 22 ]} Los multímetros más caros (y mecánicamente más delicados) suelen tener sensibilidades de 20 000 ohmios por voltio y, a veces, superiores, siendo 50 000 ohmios por voltio (consumiendo 20  microamperios a escala completa) aproximadamente el límite superior para un multímetro analógico portátil, de uso general y sin amplificación.

Para evitar la sobrecarga del circuito medido por la corriente consumida por el mecanismo del medidor, algunos multímetros analógicos utilizan un amplificador insertado entre el circuito medido y el mecanismo. Si bien esto aumenta el costo y la complejidad del medidor, mediante el uso de tubos de vacío o transistores de efecto de campo se puede lograr una resistencia de entrada muy alta e independiente de la corriente requerida para operar la bobina del mecanismo. Estos multímetros amplificados se denominan VTVM (voltímetros de tubo de vacío), ^{[ 23 ]} TVM (voltímetros de transistor), FET-VOM y nombres similares.

Los medidores analógicos son intuitivos, ya que la tendencia de una medición es más importante que el valor exacto obtenido en un momento determinado. Un cambio de ángulo o de proporción es más fácil de interpretar que un cambio en el valor de una lectura digital. Por esta razón, algunos multímetros digitales incorporan un gráfico de barras como segunda pantalla, generalmente con una frecuencia de muestreo más rápida que la de la lectura principal. Estos gráficos de barras de alta frecuencia de muestreo ofrecen una respuesta superior a la del puntero físico de los medidores analógicos, dejando obsoleta la tecnología anterior. Ante fluctuaciones rápidas de CC, CA o una combinación de ambas, los medidores digitales avanzados pueden registrar y mostrar mejor las fluctuaciones que los analógicos, además de poder separar y mostrar simultáneamente los componentes de CC y CA. ^{[ 24 ]}

Debido a la ausencia de amplificación, los multímetros analógicos comunes suelen ser menos susceptibles a las interferencias de radiofrecuencia , por lo que siguen teniendo un lugar destacado en algunos campos incluso en un mundo de multímetros electrónicos más precisos y flexibles. ^{[ 25 ]}

Los mecanismos de los medidores analógicos son inherentemente más frágiles, tanto física como eléctricamente, que los de los medidores digitales. Muchos multímetros analógicos cuentan con un interruptor de rango en la posición "apagado" para proteger el mecanismo durante el transporte, lo que genera una baja resistencia en dicho mecanismo y produce un frenado dinámico . Los mecanismos de los medidores, como componentes independientes, pueden protegerse de la misma manera conectando un puente o un cable entre los terminales cuando no se utilizan. Los medidores que incorporan una derivación en el bobinado, como un amperímetro, pueden no requerir resistencia adicional para detener los movimientos incontrolados de la aguja debido a la baja resistencia de la derivación.

Varios fabricantes, entre ellos Chauvin Arnoux (Francia), Gossen Metrawatt (Alemania) y Simpson and Triplett (EE. UU.), siguen fabricando multímetros analógicos de alta calidad.

Los instrumentos digitales, que necesariamente incorporan amplificadores, utilizan los mismos principios que los instrumentos analógicos para medir la resistencia. Para ello, normalmente se aplica una pequeña corriente constante al dispositivo bajo prueba y el multímetro digital registra la caída de tensión resultante; esto elimina la compresión de escala propia de los medidores analógicos, pero requiere una fuente de corriente precisa. Un multímetro digital con rango automático puede ajustar automáticamente la red de escala para que los circuitos de medición aprovechen al máximo la precisión del convertidor analógico-digital.

En un multímetro digital, la señal que se está midiendo se convierte en un voltaje y un amplificador con ganancia controlada electrónicamente acondiciona la señal. Un multímetro digital muestra la magnitud medida como un número, lo que elimina los errores de paralaje .

Los multímetros digitales modernos pueden tener un ordenador integrado , que proporciona una gran cantidad de funciones prácticas. Las mejoras de medición disponibles incluyen:

• La función de rango automático selecciona el rango correcto para la magnitud que se está midiendo, mostrando así las cifras más significativas . Por ejemplo, un multímetro de cuatro dígitos seleccionaría automáticamente el rango adecuado para mostrar 12,34 mV en lugar de 0,012 V (que indica sobrecarga). Los multímetros con rango automático suelen incluir una función para mantener el medidor en un rango específico, ya que una medición que provoca cambios frecuentes de rango puede distraer al usuario.
• La función de autopolaridad para lecturas de corriente continua indica si la polaridad eléctrica del voltaje aplicado es positiva (coincide con las etiquetas de los cables del medidor) o negativa (polaridad opuesta a la de los cables del medidor).
• La función de muestreo y retención guarda la lectura más reciente para su posterior análisis después de que el instrumento se retire del circuito bajo prueba.
• Pruebas de corriente limitada para la caída de voltaje a través de uniones de semiconductores . Si bien no reemplaza a un probador de transistores adecuado , y ciertamente no a un trazador de curvas barridas , facilita la prueba de diodos y una variedad de tipos de transistores. ^{[ 26 ]}
• Representación gráfica de la magnitud analizada mediante un gráfico de barras . Esto facilita las pruebas de viabilidad y permite detectar tendencias que cambian rápidamente.
• Un osciloscopio de bajo ancho de banda . ^{[ 27 ]}
• Probadores de circuitos automotrices, incluyendo pruebas para señales de sincronización y tiempo de permanencia (las pruebas de tiempo de permanencia y RPM del motor suelen estar disponibles como opción y no están incluidas en los multímetros digitales automotrices básicos).
• Funciones sencillas de adquisición de datos para registrar lecturas máximas y mínimas durante un período determinado, o para tomar varias muestras a intervalos fijos. ^{[ 28 ]}
• Integración con pinzas para tecnología de montaje superficial . ^{[ 29 ]}
• Un medidor LCR combinado para componentes SMD y de orificio pasante de tamaño pequeño. ^{[ 30 ]}

Los medidores modernos pueden conectarse a una computadora personal mediante enlaces IrDA , conexiones RS-232 , USB , Bluetooth o un bus de instrumentos como IEEE-488 . La interfaz permite que la computadora registre las mediciones a medida que se realizan. Algunos multímetros digitales pueden almacenar mediciones y cargarlas a una computadora. ^{[ 31 ]}

Un multímetro puede utilizar diferentes puntas de prueba para conectarse al circuito o dispositivo bajo prueba. Las pinzas de cocodrilo , las pinzas de gancho retráctiles y las puntas de prueba son los tres tipos más comunes. Las puntas de prueba de pinza se utilizan para puntos de prueba muy próximos, como por ejemplo, en dispositivos de montaje superficial . Los conectores se unen a cables flexibles y bien aislados, terminados con conectores adecuados para el multímetro. Las puntas de prueba se conectan a los multímetros portátiles normalmente mediante conectores banana protegidos o empotrados , mientras que los multímetros de sobremesa pueden usar conectores banana o conectores BNC . También se han utilizado en ocasiones enchufes de 2  mm y bornes de conexión , pero su uso es menos común hoy en día. De hecho, las normas de seguridad ahora exigen conectores banana protegidos.

Los conectores tipo banana suelen estar colocados con una distancia estandarizada entre centros de 3/4 de pulgada (19 mm) , para permitir la conexión de adaptadores o dispositivos estándar, como multiplicadores de voltaje o sondas termopar .  

Los amperímetros de pinza se sujetan alrededor de un conductor por el que circula corriente para medirla sin necesidad de conectar el medidor en serie con el circuito ni de hacer contacto metálico alguno. Los que miden corriente alterna utilizan el principio del transformador; los amperímetros de pinza para medir corrientes pequeñas o corriente continua requieren sensores más sofisticados, como los sistemas basados ​​en el efecto Hall, que miden el campo magnético constante para determinar la corriente.

Los medidores analógicos pueden medir voltaje y corriente utilizando la alimentación del circuito de prueba, pero requieren una fuente de voltaje interna suplementaria para medir la resistencia, mientras que los medidores electrónicos siempre requieren una fuente de alimentación interna para su circuito interno. Los medidores portátiles usan baterías, mientras que los medidores de mesa generalmente usan la red eléctrica; cualquiera de las dos configuraciones permite que el medidor pruebe los dispositivos. Las pruebas a menudo requieren que el componente bajo prueba esté aislado del circuito en el que está montado, ya que de lo contrario, las corrientes parásitas o de fuga pueden distorsionar las mediciones. En algunos casos, el voltaje del multímetro puede encender dispositivos activos, distorsionando una medición, o en casos extremos, incluso dañar un elemento del circuito que se está investigando.

La mayoría de los multímetros incluyen uno o dos fusibles , que a veces evitan daños por sobrecarga de corriente en el rango de corriente más alto. (Para mayor seguridad, existen cables de prueba con fusibles incorporados). Un error común al usar un multímetro es configurarlo para medir resistencia o corriente y luego conectarlo directamente a una fuente de voltaje de baja impedancia. Los multímetros sin fusibles suelen dañarse rápidamente por estos errores; los que tienen fusibles suelen sobrevivir. Los fusibles utilizados en los multímetros deben soportar la corriente máxima de medición del instrumento, pero están diseñados para desconectarse si un error del operador expone el multímetro a una falla de baja impedancia. No era raro encontrar multímetros con fusibles inadecuados o inseguros; esta situación llevó a la creación de las categorías IEC 61010 para clasificar la seguridad y la robustez de los multímetros.

Los contadores digitales se clasifican en cuatro categorías según su aplicación prevista, tal como lo establece la norma IEC 61010-1 ^{[ 32 ]} y lo confirman grupos de normas nacionales y regionales como la norma CEN EN61010. ^{[ 33 ]}

• Categoría I: se utiliza cuando el equipo no está conectado directamente a la red eléctrica.
• Categoría II: se utiliza en subcircuitos finales de la red eléctrica monofásica.
• Categoría III: se utiliza en cargas instaladas permanentemente, como paneles de distribución, motores y tomas de corriente trifásicas.
• Categoría IV: se utiliza en lugares donde los niveles de corriente de falla pueden ser muy altos, como entradas de servicio de suministro, paneles principales, medidores de suministro y equipos de protección primaria contra sobretensiones.

Cada clasificación de categoría también especifica voltajes transitorios seguros máximos para rangos de medición seleccionados en el medidor. ^{[ 34 ] [ 35 ]} Los medidores con clasificación de categoría también cuentan con protecciones contra fallas de sobrecorriente. ^{[ 36 ]} En los medidores que permiten la interfaz con computadoras, se puede utilizar aislamiento óptico para proteger el equipo conectado contra alto voltaje en el circuito medido.

Los multímetros de buena calidad diseñados para cumplir con los estándares de Categoría II y superiores incluyen fusibles cerámicos de alta capacidad de ruptura (HRC), generalmente con una  capacidad nominal superior a 20 A; estos tienen mucha menos probabilidad de fallar de forma explosiva que los fusibles de vidrio más comunes. También incluyen protección contra sobretensiones de alta energía mediante varistores de óxido metálico (MOV ) y protección contra sobrecorriente del circuito mediante un interruptor de seguridad ( Polyswitch ).

Los medidores destinados a realizar pruebas en lugares peligrosos o a utilizarse en circuitos de voladura pueden requerir el uso de una batería especificada por el fabricante para mantener su nivel de seguridad.

La resolución de un multímetro es la parte más pequeña de la escala que puede mostrar, y depende de la escala. En algunos multímetros digitales, se puede configurar, y las mediciones de mayor resolución tardan más en completarse. Por ejemplo, un multímetro con una  resolución de 1 mV en una  escala de 10 V puede mostrar cambios en las mediciones en  incrementos de 1 mV. La precisión absoluta es el error de la medición en comparación con una medición perfecta. La precisión relativa es el error de la medición en comparación con el dispositivo utilizado para calibrar el multímetro. La mayoría de las hojas de datos de los multímetros proporcionan la precisión relativa. Para calcular la precisión absoluta a partir de la precisión relativa de un multímetro, se suma la precisión absoluta del dispositivo utilizado para calibrarlo a la precisión relativa del multímetro. ^{[ 37 ]}

La resolución de un multímetro se suele especificar en función del número de dígitos decimales que muestra. Si el dígito más significativo no puede tomar todos los valores del 0 al 9, generalmente se le denomina, de forma confusa, dígito fraccionario. Por ejemplo, un multímetro que puede leer hasta 19999 (más un punto decimal) se dice que lee 4 + 1/2 dígitos . Por convención , si el dígito más significativo puede ser 0 o 1, se le denomina medio dígito; si puede tomar valores superiores sin llegar al 9 (a menudo 3 o 5), se le puede llamar tres cuartos de dígito. Un multímetro de 5 + 1/2 dígitos mostraría un "medio dígito" que solo podría mostrar 0 o 1, seguido de cinco dígitos que tomarían todos los valores de 0 a 9. ^{[ 38 ]} Dicho medidor podría mostrar valores positivos o negativos de 0 a 199999. Un medidor de 3 + 3/4 dígitos puede mostrar una cantidad de 0 a 3999 o 5999, según el fabricante. Si bien una pantalla digital puede extenderse fácilmente en resolución , los dígitos adicionales no tienen valor si no van acompañados de cuidado en el diseño y calibración de las partes analógicas del multímetro. Las mediciones significativas (es decir, de alta precisión) requieren una buena comprensión de las especificaciones del instrumento, un buen control de las condiciones de medición y la trazabilidad de la calibración del instrumento. Sin embargo, incluso si su resolución excede la precisión , un medidor puede ser útil para comparar mediciones. Por ejemplo, una lectura de 5 + 1/2 dígitos estables puede indicar que una resistencia nominal de 100 kΩ es aproximadamente 7 Ω mayor que otra, aunque el error de cada medición es del 0,2 % de la lectura más el 0,05 % del valor de escala completa. Especificar "recuentos de visualización" es otra forma de especificar la resolución. Los recuentos de visualización dan el número más grande, o el número más grande más uno (para incluir la visualización de todos los ceros) que la pantalla del multímetro puede mostrar, ignorando el separador decimal . Por ejemplo, un multímetro de 5 + 1/2 dígitos también se puede especificar como un multímetro de recuento de visualización de 199999 o de 200000. A menudo , el recuento de visualización se denomina simplemente "recuento" en las especificaciones del multímetro. La precisión de un multímetro digital se puede indicar en forma de dos términos, como "±1 % de la lectura + 2 recuentos", lo que refleja las diferentes fuentes de error en el instrumento. ^{[ 39 ]}  

Los medidores analógicos son diseños más antiguos, pero a pesar de haber sido superados técnicamente por los medidores digitales con gráficos de barras, aún pueden ser los preferidos por ingenieros y técnicos de resolución de problemas. Una razón es que los medidores analógicos son más sensibles (o responden) a los cambios en el circuito que se está midiendo. Un multímetro digital muestrea la magnitud medida a lo largo del tiempo y luego la muestra. Los multímetros analógicos leen continuamente el valor de prueba. Si hay ligeras variaciones en las lecturas, la aguja de un multímetro analógico intentará seguirlas, a diferencia del medidor digital, que tiene que esperar hasta la siguiente muestra, lo que genera retrasos entre cada lectura discontinua (además, el medidor digital puede requerir un tiempo de estabilización para converger en el valor). El valor mostrado en la pantalla digital, en comparación con una pantalla analógica, es subjetivamente más difícil de leer. Esta función de seguimiento continuo se vuelve importante al probar condensadores o bobinas, por ejemplo. Un condensador que funciona correctamente debería permitir el flujo de corriente cuando se aplica voltaje; luego, la corriente disminuye lentamente hasta cero, y esta "firma" es fácil de ver en un multímetro analógico, pero no en uno digital. Esto es similar al probar una bobina, excepto que la corriente comienza baja y aumenta. Las mediciones de resistencia en un medidor analógico, en particular, pueden tener baja precisión debido al circuito típico de medición de resistencia, que comprime considerablemente la escala en los valores de resistencia más altos. Los medidores analógicos económicos pueden tener una sola escala de resistencia, lo que limita seriamente el rango de mediciones precisas. Por lo general, un medidor analógico cuenta con un ajuste en el panel para calibrar la resistencia a cero ohmios, compensando así la variación de voltaje de la batería y la resistencia de los cables de prueba.

Los multímetros digitales generalmente realizan mediciones con una precisión superior a la de sus contrapartes analógicas. Los multímetros analógicos estándar miden con una precisión típica de ±3%, ^{[ 40 ]} aunque existen instrumentos de mayor precisión. Los multímetros digitales portátiles estándar tienen una precisión típica de ±0,5% en los rangos de voltaje de CC. Los multímetros de sobremesa convencionales están disponibles con una precisión especificada superior a ±0,01%. Los instrumentos de grado de laboratorio pueden tener precisiones de unas pocas partes por millón . ^{[ 41 ]}

Las cifras de precisión deben interpretarse con cuidado. La precisión de un instrumento analógico generalmente se refiere a la desviación a escala completa; una medición de 30  V en la  escala de 100 V de un medidor con una precisión del 3 % está sujeta a un error de 3  V, el 10 % de la lectura. Los medidores digitales suelen especificar la precisión como un porcentaje de la lectura más un porcentaje del valor a escala completa, a veces expresado en conteos en lugar de porcentajes.

La precisión indicada se especifica como la del rango inferior de milivoltios (mV) de corriente continua (CC) y se conoce como la cifra de "precisión básica en voltios de CC". Los rangos de voltaje de CC más altos, la corriente, la resistencia, la corriente alterna (CA) y otros rangos generalmente tendrán una precisión menor que la cifra básica en voltios de CC. Las mediciones de CA solo cumplen con la precisión especificada dentro de un rango de frecuencias determinado .

Los fabricantes pueden ofrecer servicios de calibración para que los nuevos medidores se puedan comprar con un certificado de calibración que indique que el medidor se ha ajustado a estándares trazables, por ejemplo, al Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de EE. UU. (NIST) u otra organización nacional de estándares .

Los equipos de prueba tienden a descalibrarse con el tiempo, y no se puede confiar en la precisión especificada indefinidamente. Para equipos más costosos, los fabricantes y terceros ofrecen servicios de calibración para que los equipos antiguos puedan recalibrarse y recertificarse. El costo de estos servicios es desproporcionado para equipos económicos; sin embargo, no se requiere una precisión extrema para la mayoría de las pruebas rutinarias. Los multímetros utilizados para mediciones críticas pueden formar parte de un programa de metrología para garantizar la calibración.

Se puede asumir que un multímetro tiene una respuesta promedio a las formas de onda de CA, a menos que se especifique que es de tipo "RMS verdadero". Un multímetro de respuesta promedio solo cumplirá con su precisión especificada en voltios y amperios de CA para formas de onda puramente sinusoidales. Por otro lado, un multímetro de respuesta RMS verdadero cumplirá con su precisión especificada en voltios y corriente de CA con cualquier tipo de forma de onda hasta un factor de cresta especificado ; a veces se afirma que los medidores ofrecen un rendimiento RMS preciso solo en ciertas frecuencias (generalmente bajas) y con ciertas formas de onda (esencialmente siempre ondas sinusoidales).

La precisión de la tensión y la corriente alterna de un medidor puede tener especificaciones diferentes según la frecuencia.

Cuando se utiliza para medir voltaje, la impedancia de entrada del multímetro debe ser muy alta en comparación con la impedancia del circuito que se está midiendo; de lo contrario, el funcionamiento del circuito puede verse afectado y la lectura será inexacta. Los medidores con amplificadores electrónicos (todos los multímetros digitales y algunos medidores analógicos) tienen una impedancia de entrada fija que es lo suficientemente alta como para no perturbar la mayoría de los circuitos. Esta suele ser de uno o diez megaohmios ; la estandarización de la resistencia de entrada permite el uso de sondas externas de alta resistencia que forman un divisor de voltaje con la resistencia de entrada para extender el rango de voltaje hasta decenas de miles de voltios. Los multímetros de gama alta generalmente proporcionan una impedancia de entrada mayor de 10  GΩ para rangos menores o iguales a 10  V. Algunos multímetros de gama alta proporcionan >10  Gigaohmios de impedancia para rangos mayores de 10  V. ^{[ 37 ]} La mayoría de los multímetros analógicos del tipo de puntero móvil no tienen búfer y toman corriente del circuito bajo prueba para desviar el puntero del medidor. La impedancia del medidor varía según la sensibilidad básica del mecanismo y el rango seleccionado. Por ejemplo, un medidor con una  sensibilidad típica de 20 000 Ω/V tendrá una resistencia de entrada de 2  MΩ en el  rango de 100 V (100  V × 20 000  Ω/V = 2 000 000  Ω). En cada rango, a la tensión de escala completa, la corriente total necesaria para desviar el mecanismo del medidor se extrae del circuito bajo prueba. Los mecanismos de menor sensibilidad son aceptables para realizar pruebas en circuitos donde las impedancias de la fuente son bajas en comparación con la impedancia del medidor, por ejemplo, en circuitos de potencia; estos medidores son mecánicamente más robustos. Algunas mediciones en circuitos de señal requieren mecanismos de mayor sensibilidad para no sobrecargar el circuito bajo prueba con la impedancia del medidor. ^{[ 42 ] [ 43 ]}

La sensibilidad no debe confundirse con la resolución de un medidor, que se define como el cambio de señal más bajo (voltaje, corriente, resistencia, etc.) que puede cambiar la lectura observada. ^{[ 43 ]}

Para los multímetros digitales de uso general, el rango de voltaje más bajo suele ser de varios cientos de milivoltios CA o CC, pero el rango de corriente más bajo puede ser de varios cientos de microamperios, aunque existen instrumentos con mayor sensibilidad de corriente. Los multímetros diseñados para uso eléctrico (de red) en lugar de para uso general en ingeniería electrónica suelen prescindir de los rangos de corriente de microamperios. La medición de baja resistencia requiere que se reste la resistencia de los cables (medida al juntar las puntas de prueba) para obtener la mejor precisión. Esto se puede hacer con la función "delta", "cero" o "nulo" de muchos multímetros digitales. La presión de contacto con el dispositivo bajo prueba y la limpieza de las superficies pueden afectar las mediciones de resistencias muy bajas. Algunos medidores ofrecen una prueba de cuatro cables donde dos puntas suministran el voltaje de la fuente y las otras toman la medición. El uso de una impedancia muy alta permite una caída de voltaje muy baja en las puntas y se ignora la resistencia de las puntas de la fuente, lo que da como resultado resultados muy precisos. El extremo superior de los rangos de medición del multímetro varía considerablemente; Las mediciones superiores a 600  voltios, 10  amperios o 100 megaohmios pueden requerir un instrumento de prueba especializado. 

Todo amperímetro conectado en serie, incluyendo un multímetro en un rango de corriente, tiene una cierta resistencia. La mayoría de los multímetros miden inherentemente el voltaje y hacen pasar una corriente a medir a través de una resistencia de derivación , midiendo el voltaje desarrollado en ella. La caída de voltaje se conoce como voltaje de carga, especificado en voltios por amperio. El valor puede variar según el rango configurado por el medidor, ya que los diferentes rangos suelen usar diferentes resistencias de derivación. ^{[ 44 ]} El voltaje de carga puede ser significativo en áreas de circuitos de muy bajo voltaje. Para comprobar su efecto en la precisión y en el funcionamiento del circuito externo, se puede cambiar el medidor a diferentes rangos; la lectura de corriente debería ser la misma y el funcionamiento del circuito no debería verse afectado si el voltaje de carga no es un problema. Si este voltaje es significativo, se puede reducir (reduciendo también la precisión inherente de la medición) utilizando un rango de corriente mayor.

Dado que el sistema indicador básico de un medidor analógico o digital solo responde a corriente continua (CC), un multímetro incluye un circuito de conversión de corriente alterna (CA) a CC para realizar mediciones de corriente alterna. Los medidores básicos utilizan un circuito rectificador para medir el valor absoluto promedio o pico del voltaje, pero están calibrados para mostrar el valor eficaz (RMS) calculado para una forma de onda sinusoidal ; esto proporcionará lecturas correctas para la corriente alterna utilizada en la distribución de energía. Las guías de usuario de algunos de estos medidores proporcionan factores de corrección para algunas formas de onda no sinusoidales simples, lo que permite calcular el valor eficaz (RMS) equivalente correcto. Los multímetros más caros incluyen un convertidor de CA a CC que mide el verdadero valor eficaz (RMS) de la forma de onda dentro de ciertos límites; el manual de usuario del medidor puede indicar los límites del factor de cresta y la frecuencia para los cuales la calibración del medidor es válida. La detección de RMS es necesaria para mediciones en formas de onda periódicas no sinusoidales , como las que se encuentran en señales de audio y variadores de frecuencia .