Este documento presenta una introducción a los instrumentos de medición analógicos y digitales. Brevemente describe diferentes tipos de instrumentos como voltímetros, galvanómetros, potenciómetros y pinzas amperimétricas. También cubre conceptos como instrumentos analógicos versus digitales y ventajas e inconvenientes de cada tipo.
1. REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POULAR PARA LA
EDUCACIÓN
I.U.T. “ANTONIO JOSÉ DE SUCRE”
INDEPENDENCIA-YARACUY
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN
BACHILLER :
CARLOS
MORGADO
v.26034829
ESC.80
2. Introducción
El hombre en se naturaleza se enfrasco en las diversas cantidades
para poder transportar, vender y demás transacciones diarias, que
harían la obtención de materiales en raciones equitativas.
A partir de esto nace lo que ahora conocemos como instrumentos de
medición, que no es nada mas que instrumentos especializados en
alguna magnitud física y así poder comparar elementos con los
requeridos por nuestras necesidades
De esta manera se estará expandiendo mas acerca de este tema, que
inconsciente mente día a día no encontramos dentro de ese circulo
como el simple echo de observar la hora.
3. Instrumentos de Medición Analógica
El término: Analógico Se refiere a las magnitudes o valores que
varían con el tiempo en forma continua como la distancia y la
temperatura, la velocidad, que podrían variar muy lento o muy rápido
como un sistema de audio.
Voltímetro análogo
En la vida cotidiana el tiempo se representa en forma analógica por
relojes (de agujas), y en forma discreta (digital) por displays digitales
.En la tecnología analógica es muy difícil almacenar, manipular,
comparar, calcular y recuperar información con exactitud cuando esta
ha sido guardada, en cambio en la tecnología digital (computadoras,
por ejemplo), se pueden hacer tareas muy rápidamente, muy exactas,
muy precisas y sin detenerse. La electrónica moderna usa electrónica
digital para realizar muchas funciones que antes desempeñaba la
electrónica analógica.
4. Ventajas
a) Bajo Costo.
b) En algunos casos no
requieren de energía de
alimentación.
c) No requieren gran
sofisticación.
d) Presentan con facilidad las
variaciones cualitativas de los
parámetros para visualizar
rápidamente si el valor aumenta o
disminuye.
e) Es sencillo adaptarlos a
diferentes tipos de escalas no
lineales.
Desventajas
Desventajas
a) Tienen poca resolución, típicamente
no proporcionan más de 3 cifras.
b) El error de paralaje limita la exactitud a
± 0.5% a plena escala en el mejor de los
casos.
c) Las lecturas se presentan a errores
graves cuando el instrumento tiene varias
escalas.
d) La rapidez de lectura es baja,
típicamente 1 lectura/ segundo.
e) No pueden emplearse como parte de
un sistema de procesamiento de datos de
tipo digital.
6. Potenciómetro
Un potenciómetro es un dispositivo conformado por 2 resistencias en serie,
las cuales poseen valores que pueden ser modificados por el usuario. Existen
múltiples tipos de potenciómetros, variando su forma y el método cómo
modifican los valores de las resistencias.
Características
Los trimmer son utilizados para ajustes de precisión en circuitos donde se
requiere que el usuario pueda modificar ciertos parámetros. Sea un
potenciómetro común y corriente o un trimmer, ambos dispositivos comparten
una característica: tienen 3 terminales (o patas).
Tipos:
Potenciómetros de Mando. Son adecuados para su uso como elemento de
control de la tensión en los aparatos electrónicos. El usuario acciona sobre
ellos para variar los parámetros normales de funcionamiento. Por ejemplo, el
volumen de un aparato de audio.
Potenciómetros de ajuste. Controlan la tensión pre ajustándola, normalmente
en fábrica. El usuario no suele tener que retocar, por lo que no suelen ser
accesibles desde el exterior. Existen tanto encapsulados en plástico como sin
cápsula, y se suelen distinguir potenciómetros de ajuste vertical, cuyo eje de
giro es vertical, y potenciómetros de ajuste horizontal, con el eje de giro
8. Galvanómetro
Un galvanómetro es un instrumento que se usa para detectar y medir la
corriente eléctrica. Se trata de un transductor analógico electromecánico
que produce una deformación de rotación en una aguja o puntero en
respuesta a la corriente eléctrica que fluye a través de su bobina. Este
término se ha ampliado para incluir los usos del mismo dispositivo en
equipos de grabación, posicionamiento y servomecanismos.
Tipos de galvanómetros
Galvanómetro de comienzos del siglo XX.
Según el mecanismo interno, los galvanómetros pueden ser de imán móvil o
de cuadro móvil.
Imán móvil
En un galvanómetro de imán móvil si la aguja indicadora está asociada a un
imán que se encuentra situado en el interior de una bobina por la que circula
la corriente que tratamos de medir y que crea un campo magnético que,
dependiendo del sentido de la misma, produce una atracción o repulsión del
imán proporcional a la intensidad de dicha corriente.
9. Cuadro móvil
En el galvanómetro de cuadro móvil o bobina móvil, el efecto es
similar, difiriendo únicamente en que en este caso la aguja
indicadora está asociada a una pequeña bobina, por la que
circula la corriente a medir y que se encuentra en el seno del
campo magnético producido por un imán fijo.
En el diagrama de la derecha está representado un
galvanómetro de cuadro móvil en el que, en rojo, se aprecia la
bobina o cuadro móvil y en verde el resorte que hace que la
aguja indicadora vuelva a la posición de reposo una vez que
cesa el paso de corriente.
10. Instrumentos de Medición
Digitales
A diferencia de los instrumentos analogicos,que funcionan con sistemas
mecánicos un instrumento digital lo hace en base a circuitos
electronicos,por lo tanto su estudio abarca una mayor profundidad. Un
instrumento digital tiene circuitos que utiliza componentes electrónicos
especiales, por ejemplo, comparadores, conversores analógicos -digitales,
amplificadores entre otros. Por lo tanto, presenta muchas ventajas con
respecto a los instrumentos analógico
Voltímetros digitales
Dan una indicación numérica de la tensión, normalmente en una pantalla
tipo LCD. Suelen tener prestaciones adicionales como memoria,
detección de valor de pico, verdadero valor eficaz (RMS), autorrango y
otras funcionalidades.
El sistema de medida emplea técnicas de conversión analógico-digital
(que suele ser empleando un integrador de doble rampa) para obtener el
valor numérico mostrado en una pantalla numérica LCD.
El primer voltímetro digital fue inventado y producido por Andrew Kay de
"Non-Linear Systems" (y posteriormente fundador de Kaypro) en 1954.
11. Ventajas
a) Tienen alta resolución alcanzando en algunos casos más de 9 cifras en
lecturas de frecuencia y una exactitud de + 0.002% en mediciones de voltajes.
b) No están sujetos al error de paralaje.
c) Pueden eliminar la posibilidad de errores por confusión de escalas.
d) Tienen una rapidez de lectura que puede superar las 1000 lecturas por
segundo.
Desventajas
a) El costo es elevado.
b) Son complejos en su construcción.
c) Las escalas no lineales son difíciles de introducir.
d) En todos los casos requieren de fuente de alimentación.
13. Pinza Amperimetrica
La pinza amperimétrica es un tipo especial de amperímetro que
permite obviar el inconveniente de tener que abrir el circuito en el que
se quiere medir la corriente para colocar un amperímetro clásico.
El funcionamiento de la pinza se basa en la medida indirecta de la
corriente circulante por un conductor a partir del campo magnético o
de los campos que dicha circulación de corriente genera. Recibe el
nombre de pinza porque consta de un sensor, en forma de pinza, que
se abre y abraza el cable cuya corriente queremos medir.
Este método evita abrir el circuito para efectuar la medida , así como
las caídas de tensión que podría producir un instrumento clásico. Por
otra parte, es sumamente seguro para el operario que realiza la
medición, por cuanto no es necesario un contacto eléctrico con el
circuito bajo medida ya que, en el caso de cables aislados, ni siquiera
es necesario levantar el aislante.
14. Uso De la Pinza Amperimetrica
Para utilizar una pinza, hay que pasar un
solo conductor a través de la sonda o
utilizar sus dos polos disponibles , si se
pasa más de un conductor a través del
bucle de medida, lo que se obtendrá será
la suma vectorial de las corrientes que
fluyen por los conductores y que dependen
de la relación de fase entre las corrientes.
sirve para los cables de par trenzado.
Si la pinza se cierra alrededor de un cable
paralelo de dos conductores que alimenta
un equipo, en el que obviamente fluye la
misma corriente por ambos conductores (y
de sentido o fase contrarios), nos dará una
lectura de "cero".
15. Megóhmetro
El término megóhmetro hace referencia a un instrumento para la medida del
aislamiento eléctrico en alta tensión. El nombre de este instrumento,
megóhmetro, deriva de que la medida del aislamiento de cables,
transformadores, aisladores, etc. se expresa en megohmios ( MΩ ). Es por
tanto incorrecto el utilizar el término "Megger" como verbo en expresiones
tales como: se debe realizar el megado del cable... y otras similares.
En realidad estos aparatos son un tipo especial de óhmetro en el que la
batería de baja tensión, de la que normalmente están dotados estos, se
sustituye por un generador de alta tensión, de forma que la medida de la
resistencia se efectúa con voltajes muy elevados. El megger consta de dos
partes principales: un generador de corriente continúa de tipo magneto-
eléctrico, movido generalmente a mano (manivela) o electrónicamente
(Megger electrónico), que suministra la corriente para llevar a cabo la
medición, y el mecanismo del instrumento por medio del cual se mide el
valor de la resistencia que se busca. Son dos imanes permanentes rectos,
colocados paralelamente entre si.
17. Vatihorimetro
El vatihorímetro, contador eléctrico, contador de luz o contador de
consumo eléctrico, es un dispositivo que mide el consumo de energía
eléctrica de un circuito o un servicio eléctrico, siendo éste su objetivo
específico. Normalmente están calibrados en unidades de facturación,
siendo la más común el kilovatio-hora [kWh].
Existen contadores electromecánicos y electrónicos. Los
electromecánicos utilizan bobinados de corriente y de tensión para crear
corrientes parásitas en un disco que, bajo la influencia de los campos
magnéticos, produce un giro que mueve las agujas del cuadrante. Los
contadores electrónicos utilizan convertidores analógico-digitales para
hacer la conversión.
En los contadores sin telegestión, se lleva a cabo la lectura del contador
una vez por período de facturación. Los contadores con telegestión
aprovechan que están instalados en smart grid para enviar a la compañía
distribuidora los datos de consumo con una frecuencia mayor. Conforme
progrese la implantación de las smart grids, esto permitirá una generación
más ajustada a la demanda real de cada momento del día.
18. Funcionamiento
El medidor electromecánico utiliza dos juegos de bobinas que producen
campos magnéticos; estos campos actúan sobre un disco,
(generalmente de aluminio, que es un conductor NO magnético en
donde se producen corrientes parásitas). La acción de las corrientes
parásitas producidas por las bobinas de corriente sobre el campo
magnético de las bobinas de voltaje y la acción de las corrientes
parásitas producidas por las bobinas de voltaje sobre el campo
magnético de las bobinas de corriente dan un resultado vectorial tal,
que produce un par de giro sobre el disco. El par de giro es
proporcional a la potencia consumida por el circuito.
El disco está soportado por campos magnéticos y soportes de rubí para
disminuir la fricción, un sistema de engranajes transmite el movimiento
del disco a las agujas que cuentan el número de vueltas del contador. A
mayor potencia más rápido gira el disco, acumulando más giros
conforme pasa el tiempo.
20. Tacómetro instrumento
computarizado
Un tacómetro es un dispositivo que mide la
velocidad de giro de un eje, normalmente la
velocidad de giro de un motor. Se mide en
revoluciones por minuto (RPM). Actualmente se
utilizan con mayor frecuencia los tacómetros
digitales, por su mayor precisión
Odómetro
Odómetro mecánico.
Un odómetro (es un instrumento de medición que calcula
la distancia total o parcial recorrida por un objeto o cosa.
En la unidad de longitud en la cual ha sido configurado
(metros, millas ). Su uso está generalizadamente
extendido debido a la necesidad de conocer distancias,
calcular tiempos de viaje, o consumo de combustible.1
