1. Medida y registro de magnitudes eléctricas
En muchos casos, los instrumentos de medida eléctricos se emplean para indicaciones de magnitudes
también eléctricas (tensión, corriente, etc.), pero en otros casos se emplean después de un transductor,
para indicar una magnitud física cualquiera de un proceso (temperatura, velocidad, transductores potencio
métricos, etc.).
Tanto si miden magnitudes eléctricas como otras variables físicas, el objetivo puede ser simplemente
mostrar el resultado en un indicador de aguja o en un display, u obtener una señal proporcional a la
medición, que pueda ser enviada a un autómata para su posterior tratamiento, como una magnitud más de
control de procesos. En el primer caso, hablaremos propiamente de instrumentos de medida y en el
segundo caso los designaremos como "convertidores de medida" o "convertidores de proceso". Estos
últimos pueden dar como salida una señal analógica con un rango de valores estándar (0 a 10 V, 0 a 20 mA,
4 a 20 mA), o actualmente con la proliferación de instrumentos digitales, pueden dar directamente un valor
numérico a través de un canal de comunicaciones.
Instrumentos para la red
eléctrica
Tradicionalmente, la única
indicación que se requería para
indicar la tensión o la corriente
en la red era su valor eficaz. Pero
hoy sabemos, a menos que la
onda sea perfectamente
senoidal, que el valor eficaz no
lo dice todo y que incluso este,
dependiendo de cómo se hagan
los promedios, puede dar
valores relativamente distintos.
Las necesidades de medida van desde la simple indicación en un tablero hasta los equipos más sofisticados
de captura y registro. Para tener una visión general de todo ello, en la tabla superior damos una
clasificación, en grandes grupos, de las familias de instrumentos.
Podemos distinguir básicamente dos grandes tipos de instrumentos:
• Analógicos o de aguja
• Digitales
Dentro de los digitales, existe una gran variedad que va desde el que simplemente mide y presenta en un
display el valor medido, pasando por los que guardan determinados valores máximos y mínimos, otros que
registran determinados parámetros, y otros que tienen capacidad de comunicación y transmisión de datos a
otros equipos digitales de control.
2. Instrumentos analógicos
Los instrumentos analógicos están formados por un circuito transductor, que convierte la magnitud a medir
en una corriente eléctrica y un indicador que, en todos los casos, es un galvanómetro (medidor de
corriente). El galvanómetro está basado en la desviación de una aguja eléctrica por efecto del campo
magnético, creado por el paso de la corriente por bobinado del mismo.
Según su principio de funcionamiento, podemos distinguir varios tipos básicos de instrumentos analógicos:
• De hierro móvil
• De bobina móvil
• Bimetálicos
• Diferenciales de inducción
• De láminas
Los más básicos son los de hierro móvil, bobina móvil y los bimetálicos, pero existen diversas variantes,
combinando algún pequeño circuito electrónico con los indicadores de bobina móvil. La figura 2 muestra los
símbolos empleados en los instrumentos según el principio de funcionamiento.
• Instrumentos de hierro móvil: Los instrumentos de hierro móvil están basados en el principio de inducción
(como los motores de jaula de ardilla). La corriente a medir pasa por una bobina, ésta induce otra corriente
sobre un núcleo de hierro solidario a la aguja. Este tipo de instrumento es apto solo para corriente alterna y
mide su valor eficaz (RMS), puesto que la fuerza es proporcional al cuadro de la corriente. Tiene el
inconveniente de su falta de linealidad, con un inicio de escala comprimido.
3. • Instrumentos de bobina
móvil: Los instrumentos de bobina
móvil están basados en la
desviación de una bobina en el
interior del campo magnético
creado por un imán. Miden
corriente continua y dan una
indicación proporcional al valor
medio de la misma, con una escala
bastante lineal.
Debido a la citada linealidad, estos
instrumentos pueden utilizarse, y
de hecho se utilizan, para medir
tensiones o corrientes alternas,
pero estas deben ser previamente
rectificadas. No obstante, la
medida será siempre de valor
medio y por tanto, para indicar el valor eficaz de magnitudes alternas, debe aplicarse un cierto factor de
escala y la medida será precisa si este se mantiene constante (generalmente, solo para corrientes
senoidales, donde la relación entre valor eficaz y valor medio de la rectificada se mantiene constante en un
valor de 1,11). En caso de corrientes con alto contenido de armónicos, por ejemplo, la indicación de valor
eficaz sería errónea.
• Instrumentos bimetálicos: Los instrumentos bimetálicos se basan en la
diferencia de dilatación de dos tipos de metal al calentarse por efecto Joule, al
paso de la corriente (Potencia calorífica= k x 12). Son aptos tanto para corriente
alterna como para corriente continua o para combinación de ambas, indicando el
valor eficaz, ya que, como en el caso de los de hierro móvil, la desviación es
proporcional al cuadrado de la corriente. Este tipo de instrumentos tiene algunos
problemas de linealidad y de errores al variar la temperatura ambiente.
• Instrumentos de inducción o diferenciales: El principio de funcionamiento es
idéntico a los de hierro móvil, pero tienen dos bobinados antagónicos, de forma
que el campo resultante es la diferencia entre ambos. Se utilizan básicamente en
voltímetros diferenciales para sincronoscopios o instrumentos similares.
• Instrumentos de láminas: Se emplean exclusivamente como frecuencímetros. Se
basan en la vibración por resonancia de una serie de láminas de metal.
En el próximo número continuaremos con instrumentos digitales, instrumentos simples, instrumentos con
registro e instrumentos con registro y comunicaciones.
Fuente Bibliográfica:
Artículo Gentileza de CLAS Ingeniería Eléctrica S.A. • Mayor información solicitar al e-mail clasmail@clas.cl
Símbolos de aparatos de medida según su principio de funcionamiento
