Instrumentos de medida

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Instrumentos de medida

  1. 1. UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MANABÍ ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA TALLER ELÉCTRICOBelén CevallosJimmy ArteagaWalter Delgado Cuarto “C”Cristhian Yépez
  2. 2.  Medición es el proceso de reconocimiento que se reduce a la comparación, mediante un experimento físico, de una magnitud dada con un valor de esta magnitud elegida como unidad. En un diagnóstico energético, la medición es un concepto que permite, mediante la instrumentación adecuada, experiencia, buen criterio, programa, análisis, coordinación y planeación apropiada, dar seguimiento al flujo y distribución de energía en su proceso de transformación y establecer un balance en cada etapa y en cualquier tiempo.
  3. 3.  EXACTITUD Y PRECISION. En general estas dos palabras son sinónimos, pero en el campo de las mediciones indican dos conceptos completamente diferentes. Se dice que el valor de un parámetro es muy preciso cuando está muy bien definido. Por otra parte, se dice que dicho valor es muy exacto cuando se aproxima mucho al verdadero valor. Por ejemplo en un reloj de pulsera en que solo están marcadas las posiciones de las 12, las 3, las 6 y las 9; este reloj aunque funcione correctamente y por lo tanto indique en cada momento la hora exacta , no tiene precisión , ya que resulta difícil leer los minutos, e imposible determinar los segundos. Supongamos ahora que tenemos un reloj digital muy preciso, que en un momento dado indica las 12 horas, 15minutos, 30 segundos, 3 décimas, 4 centésimas. Ahora bien, si en realidad son las doce y media, este reloj no nos sirve de nada, porque aunque es muy preciso no tiene ninguna exactitud.
  4. 4. La exactitud la medimos en función del error. El error se define como la diferencia entre el valor indicado y el verdadero, el cual está dado por un elemento patrón. E=I-V dondeE= Error I= Valor indicado V= Valor verdadero CORRECCIÓN. La corrección se define como la diferencia entre el valor verdadero y el valor indicado, esto es C=V-I
  5. 5.  Esta característica está relacionada con la precisión. La resolución de un instrumento es el menor incremento de la variable bajo medición que puede ser detectado con certidumbre por dicho instrumento. Si tenemos un amperímetro con la escala mostrada en la figura, cada una de las divisiones corresponde a 1 mA. Como podemos determinar con certidumbre si la aguja se encuentra exactamente sobre uno de los segmentos o entre dos de ellos, la resolución es de 0.5 mA.
  6. 6.  La sensibilidad de un instrumento es la relación entre la respuesta del instrumento (N° de divisiones recorridas) y la magnitud de la cantidad que estamos midiendo. Por ejemplo para un miliamperímetro, la sensibilidad viene dada por el N° de divisiones que deflecta la aguja cuando por el instrumento circula 1 mA. Las unidades de este parámetro son div/mA. Si dos miliamperímetros tienen el mismo número de divisiones en su escala, pero el primero sufre una deflexión de 2 divisiones cuando circula 1 mA, mientras que el segundo deflecta 10 divisiones para la misma corriente, este último es cinco veces más sensible que el primero.
  7. 7.  La gama de un instrumento se define como la diferencia entre la indicación mayor y la menor que puede ofrecer el instrumento. La gama puede estar dividida en varias escalas o constar de una sola. Por ejemplo, el primer amperímetro de la figura tiene una gama de 0 a 5 mA, y una sola escala Mientras que el siguiente amperímetro tiene una gama de 0 a 500 mA, dividida en 5 escalas, las cuales van respectivamente de 0 a 0.05 mA; de 0 a 0.5 mA; de 0 a 5 mA; de 0 a 50 mA y de 0 a 500 mA.
  8. 8.  Los instrumentos pueden estar diseñados para realizar mediciones en régimen continuo (DC), o sobre señales alternas (AC), bien sea en el rango de frecuencias alrededor de 60 Hz, o en cualquier otro rango de frecuencias. Por lo tanto antes de introducir un instrumento en un determinado circuito es necesario conocer la banda de frecuencias en las que opera correctamente. Si por ejemplo, introducimos un amperímetro diseñado para corriente continua en un circuito donde la corriente es sinusoidal, con una frecuencia 60Hz y valor pico de 5 mA, el instrumento indicará 0 Amp, porque la aguja tratará de oscilar entre -5 mA y 5 mA a 60 veces por segundo, y como el sistema mecánico no puede responder a esta frecuencia, se quedará en el punto medio, esto es, en cero.
  9. 9.  Por lo general los instrumentos se diseñan de forma que tengan una respuesta lo más lineal posible, es decir, que para un determinado incremento del parámetro que estamos midiendo, el desplazamiento correspondiente del indicador sea siempre el mismo, independientemente de la posición de éste. Por ejemplo, si tenemos el siguiente amperímetro, en el que cada división de 1 mA tiene 10 subdivisiones: Si estamos midiendo una corriente de 1 mA y en un momento dado dicha corriente aumenta 0.1 mA, la aguja debe deflectar una subdivi-sión. Por otra parte, si la corriente que estamos midiendo es de 3 mA y también sufre un incremento de 0.1 mA, la aguja debe deflectar igualmente una subdivisión.
  10. 10.  La eficiencia de un instrumento se define como la indicación del instrumento dividida por la potencia que absorbe del circuito para poder realizar la medición. Por ejemplo: Queremos medir el voltaje existente entre los extremos de la resistencia de 200 W, y para ello vamos a utilizar un voltímetro; para poder realizar la medición, por el voltímetro tiene que circular una pequeña cantidad de corriente, y se va a disipar cierta potencia en el instrumento. La relación entre la lectura realizada con el voltímetro (aproximadamente 2V) y la potencia disipada por el mismo es lo que denominamos eficiencia. Cuanto mayor sea la eficiencia de un instrumento menor será su influencia sobre el circuito en el cual se está realizando la medición.
  11. 11. Los aparatos de medida pueden ser analógicos y digitales. a.- Instrumentos de medida analógicos: convierten la magnitud eléctrica que se mide en una señal analógica, función continua en el tiempo. Constan de un sistema traductor y de otro indicador; y según el sistema indicador pueden ser de diferentes tipos
  12. 12.  Instrumentos magnetoeléctricos o de bobina móvil:Funcionan a partir de la interacción entre uncampo magnético fijo (imán permanente) y elcampo magnético producido por una corrienteeléctrica que alimenta a una bobina móvil.La medida es directamente proporcional a lacorriente, por lo que no se pueden utilizar encorriente alterna. (Valor real de la magnitud). Sonlos mecanismos de medida más sensibles.
  13. 13.  Instrumentos electromagnéticos o de hierro móvil:Funcionan a partir de la interacción entre dosnúcleos de hierro imantados con la mismapolaridad por la corriente eléctrica (uno fijo y elotro móvil). La repulsión entre ellos hará girar elnúcleo móvil. La medida es proporcional alcuadrado de la corriente y por lo tanto, puedenutilizarse tanto en c.c. Como en c.a.
  14. 14.  Instrumentos electrodinámicos: Funcionan a partir de la interacción entre el campo magnético generado por dos bobinas alimentadas por diferentes corrientes de igual frecuencia. La medida es proporcional al producto de las corrientes y por lo tanto, pueden utilizarse tanto en c.c. como en c.a. Se utilizan habitualmente para la medida de la potencia eléctrica. Instrumentos de inducción: Funcionan a partir del campo magnético producido por dos electroimanes sobre un elemento móvil metálico (corrientes de Foucault).La medida es proporcional al producto de las corrientes de cada electroimán y por lo tanto, pueden utilizarse tanto en c.c. como en c.a.. Se utilizan habitualmente para la medida de energía eléctrica.
  15. 15.  Toman algunos valores de la magnitud que se mide los cuales son codificados por medio de un dispositivo llamado convertidor analógico/digital. El aparato de medida digital más utilizado es el multímetro o polímetro. Los aparatos de medida presentan unas características diferenciadoras que los hacen apropiados para ciertas aplicaciones y que figuran simbolizadas, la mayor parte de ellas al lado de la escala. Entre sus ventajas está la reducción de error de la lectura humana, mayor rapidez en la lectura del valor medido y que no haya errores de paralelaje. Sus desventajas son el costo inicial y la sensibilidad a variaciones de V y T
  16. 16. También podemos clasificar a los aparatos de medición de acuerdo a lamagnitud que se mide.Por ejemplo:Vatímetro, Amperímetro, Ohmímetro, Voltímetro, Multímetro, Frecuencímetro, etc.
  17. 17.  Como su nombre lo indica este aparato permite conocer el voltaje existente en un circuito. Para ello debe conectarse en paralelo con la carga o sistema del cual se quiere conocer su tensión. Al estar en paralelo al circuito eléctrico, es necesario, para que su influencia sea mínima, que la corriente que lo atraviese sea muy pequeña, por lo que su resistencia será muy grande (del orden de decenas de megaohmios). En medidas de c.c. (unidireccionales), los voltímetros indican un signo que informa del sentido de la tensión respecto al que el propio aparato tiene definido como positivo. El sentido positivo del aparato es aquel en que la tensión es positiva desde el borne marcado como (V ó +)hacía el borne marcado como (COM ó -).
  18. 18.  Los voltímetros pueden registrar volts y milivolts. Cuando se trata de unidades mayores entonces se utilizan transformadores de potencial que permiten reducir los niveles de tensión a valores manejables por los aparatos No es muy común encontrar voltímetros construidos para operar en forma individual (a menos que sean del tipo fijo), más bien forman parte de los multímetros, ya sean analógicos o digitales.
  19. 19.  En algunos casos, para permitir la medida de tensiones superiores a las que soportarían los devanados y órganos mecánicos del aparato o los circuitos electrónicos en el caso de los digitales, se les dota de una resistencia de elevado valor colocada en serie con el voltímetro, de forma que solo le someta a una fracción de la tensión total. A continuación se ofrece la fórmula de cálculo de la resistencia serie necesaria para lograr esta ampliación o multiplicación de escala: Ra = Rv (N-1) donde N es el factor de multiplicación (N≠1) Ra es la Resistencia de ampliación del voltímetro Rv es la Resistencia interna del voltímetro
  20. 20. Conexión de un voltímetro en un circuitoVoltímetroanalógico Voltímetro digital

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