Transcript Instrumentos de medición eléctrica en CC

Instrumentos de medición eléctrica
en CC
Instrumentos analógicos y digitales
• Clasificación de los instrumentos de medida:
se puede realizar una división general entre
instrumentos de índice o analógicos e
instrumentos numéricos o digitales
• Analógico es aquel en el cual la indicación se
obtiene a partir de una posición de un índice,
material o no, sobre una referencia adecuada
• Digital es aquel en el cual la indicación
aparece en forma numérica
• Instrumento analógico
• En un instrumento analógico la magnitud a medir,
por ejemplo la intensidad de una corriente
eléctrica, se convierte en una magnitud más
directamente perceptible a los sentidos como es
el desplazamiento de un índice (aguja) sobre una
escala; esto permite al observador seguir en
forma continua las variaciones del valor medido.
Cuando el operador lee el instrumento, convierte
la indicación analógica en un valor numérico con
la ayuda de la escala.
• Como utiliza la energía de la magnitud a medir
para convertirla en una deflexión que le es
proporcional, este dispositivo es un conversor
electromecánico de medición
• Instrumento digital
• En el instrumento digital o numérico el proceso de la
medición proporciona una información discontinua
expresada por un número de varias cifras. La escala clásica
de indicación continua, es reemplazada por la escala
numérica de indicación discontinua, en la cual las cifras
alineadas a leer indican directamente el valor numérico de la
magnitud medida; la indicación numérica se presenta a lo
largo del tiempo con un ritmo predeterminado
• En general los instrumentos digitales poseen características
mejores a los analógicos,
• p.e, un consumo de energía mucho menor y una mayor
exactitud; pueden incorporar selección automática de
escala, e indicación de polaridad, lo que salvaguarda al
instrumento y mejora la fiabilidad de la medida.
Multímetro - VOM
• El multímetro es un instrumento de medición muy
conocido también con los nombres: VOM
(Voltios,Ohmios, Miliamperímetro), Tester,
Polímetro.
• En la actualidad hay multímetros con capacidad de
medir muchas otras magnitudes. (capacitancia,
frecuencia, temperatura, etc.).
• Hay dos tipos de multímetros: El multímetro
analógico y el multímetro digital. Ver: Analógico y
Digital.
• Los multímetros analógicos
• Los multímetros analógicos son fáciles de
identificar por una aguja que al moverse sobre
una escala indica del valor de la magnitud
medida. Ver el gráfico.
• Multímetro analógico
•
• Los multímetros digitales
• Los multímetros digitales se identifican
principalmente por un panel numérico para leer
los valores medidos, la ausencia de la escala que
es común en los multímetros analógicos. Ver el
gráfico.
• El selector de funciones sirve para escoger el tipo
de medida que se realizará. Ver en la siguiente
tabla como ubicar el selector de funciones para
medir voltaje AC y DC, corriente alterna,
corriente directa y resistencia.
-A
-A
o Amperios
o Amperios
• El selector de rangos del multímetro sirve para
establecer el máximo valor que se podrá
visualizar.
• Ej:
• Si no se tiene una idea de la magnitud a medir
empezar por el rango más grande.
• Esto previene el daño o deterioro del
multímetro. Ver algunos ejemplos en la tabla
de la derecha.
• Véase que se escoge siempre un rango
superior al de la magnitud que se mide.
Precisión y Exactitud
• EXACTITUD: Es la cercanía con la cual
la lectura de un instrumento se
aproxima al valor verdadero del
parámetro medido. Se refiere al grado
de acercamiento, aproximación al
valor verdadero de la cantidad bajo
medición. Es común indicar la
exactitud mediante un valor que da
los límites del error.
• La exactitud indica cuán cerca está
una medición del valor real de la
cantidad medida.
• Es el grado de ausencia de error.
• Ej.Todas las flechas alcanzan el centro
que es la posición exacta de los
lanzamientos..
• Hay exactitud en los lanzamiento
(También precisión como veremos
más adelante)
1
Precisión y Exactitud
• La precisión se refiere al grado de
concordancia dentro de un grupo
de mediciones. Ej.Todos los
lanzamientos de las flechas
concuerdan en un punto que no
es la posición exacta
• Hay precisión en los lanzamientos
pero no exactitud.
• Representa también el grado de
finura o resolución de una
medición. Un amperímetro que
permite apreciar hasta el décimo
de Amperio es más preciso que
otro que permite apreciar dos
décimos de Amperio.
1
Precisión y Exactitud
• En la figura siguiente
no hay precisión ni
exactitud en los
lanzamientos
1
Precisión y Exactitud
• Ejemplo de exactitud y precisión;
• Referencia: Resistencia 100 Ω
• En el Medidor 1(M1) Tomamos estas lecturas (97Ω, 97Ω,
97Ω, 96Ω, 97Ω)
• En el Medidor 2 (M2) Tomamos estas lecturas (99Ω, 99Ω,
98Ω, 99Ω, 99Ω)
• Conclusión: tanto M1 como M2 tienen la misma precisión
puesto que M1 repite 4 veces el valor 97Ω, mientras que
M2 repitió también 4 veces el valor 99Ω.
• Pero es más exacto el M2 porque se aproxima más al valor
de nuestra referencia
Precisión y Exactitud
• Vamos a ver otro ejemplo para explicar estos
conceptos: Supongase que solicitamos a tres
estudiantes determinar la masa de un cilindro de
aluminio cuya masa real es de 3.00 g. ( ver la
gráfica siguiente)
Precisión y Exactitud
Estudiante #1 Estudiante #2 Estudiante#3
2.65
2.87
3.01
2.76
2.86
3.00
2.68
2.87
2.99
Precisión y Exactitud
• La tabla anterior muestra los resultados de los
estudiantes
• Los resultados de la medición del estudiante #2 son
más precisos que los del estudiante #1. Pero
ningunos de los resultados del estudiante #1 y #2 es
muy exacto.
• Los resultados del estudiante # 3 no sólo son
precisos sino también son lo más exactos.
• SENSIBILIDAD: Es la respuesta del instrumento al
cambio de la entrada o parámetro medido. Es decir, se
determina por la intensidad necesaria para producir
una desviación completa de la aguja indicadora a
través de la escala.
• RESOLUCIÓN: Es el cambio más pequeño en el valor
medido para el cual el instrumento responderá.
• ERROR: Es la desviación del valor verdadero al valor
medido, es decir, que tanto se separa el valor leído del
valor real.
Cifras significativas
Regla con menor precisión
Regla con mayor precisión
• En cualquier medición, las cifras significativas son los dígitos
que se conocen con certeza más un dígito que es incierto. La
medición de 82.2 centímetros (hecha con la regla superior
de la figura A) tiene tres cifras significativas, y la medición de
82.25 centímetros (hecha con la regla de abajo) tiene cuatro
cifras significativas. El dígito del extremo derecho siempre es
un estimado. Siempre se escribe solamente un dígito
estimado como parte de una medición. Sería incorrecto
informar que la longitud de la mesa de la figura A, medida
con la regla de abajo, es de 82.253 centímetros. Este valor de
cinco cifras significativas tendría dos dígitos estimados (el 5 y
el 3) y sería incorrecto porque indicaría una precisión mayor
de la que esa regla puede proporcionar.
• Se han desarrollado reglas estándar para escribir y usar las
cifras significativas, tanto en las mediciones como en
valores calculados a partir de ellas.
Tipos de errores
• 1 Graves o gruesos:
• Son en gran parte de origen humano, como la mala lectura de los instrumentos,
ajuste incorrecto y aplicación inapropiada, así como equivocaciones en los cálculos.
Consisten en equivocaciones en las lecturas y registros de los datos. En general se
originan en la fatiga del observador, en el error al transcribir los valores medidos a las
planillas de los protocolos de ensayos, a la desconexión fortuita de alguna parte del
circuito de medición, etcétera.
• 2 Sistemáticos:
• Se deben a fallas de los instrumentos, como partes defectuosas o desgastadas, y
efectos ambientales sobre el equipo. Un ejemplo típico en el galvanómetro de
D’arsonval, se deriva de la fricción de los cojinetes de las partes móviles, deterioro
del resorte antagónico, etc. Estos errores pueden evitarse mediante una buena
elección del instrumento, aplicación de factores de corrección, o recalibrando los
mismos frente a un patrón. Ejemplo: este error se da cuando un instrumento no
está encerado. Cuando de fábrica el instrumento tuene faltante o excedente.
• 3 Aleatorios o fortuitos (accidentales):
• Se deben a causas desconocidas y ocurren incluso cuando todos los errores
sistemáticos han sido considerados. Para compensar estos errores debe
incrementarse el número de lecturas y usar medios estadísticos para lograr una
mejor aproximación del valor real de la cantidad medida. Ejemplos: Errores de
apreciación de la indicación (paralaje). Cuando se presiona un cronómetro antes o
después que inicia un evento.