Post on 13-Jul-2015
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MANABÍ
ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
TALLER ELÉCTRICO
Belén Cevallos
Jimmy Arteaga
Walter Delgado
Cristhian Yépez
Cuarto “C”
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.
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.
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 donde
E= 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
Esta característica está relacionada con laprecisión. La resolución de un instrumento esel menor incremento de la variable bajomedición que puede ser detectado concertidumbre por dicho instrumento.
Si tenemos un amperímetro con la escalamostrada en la figura, cada una de lasdivisiones corresponde a 1 mA.
Como podemos determinar con certidumbresi la aguja se encuentra exactamente sobreuno de los segmentos o entre dos de ellos, laresolución es de 0.5 mA.
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.
La gama de un instrumento se define como ladiferencia entre la indicación mayor y la menorque puede ofrecer el instrumento. La gama puedeestar dividida en varias escalas o constar de unasola. Por ejemplo, el primer amperímetro de lafigura tiene una gama de 0 a 5 mA, y una solaescala
Mientras que el siguiente amperímetro tiene unagama de 0 a 500 mA, dividida en 5 escalas, lascuales van respectivamente de 0 a 0.05 mA; de 0 a0.5 mA; de 0 a 5 mA; de 0 a 50 mA y de 0 a 500mA.
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.
Por lo general los instrumentos se diseñan de forma quetengan una respuesta lo más lineal posible, es decir,que para un determinado incremento del parámetroque estamos midiendo, el desplazamientocorrespondiente del indicador sea siempre el mismo,independientemente de la posición de éste. Porejemplo, si tenemos el siguiente amperímetro, en elque cada división de 1 mA tiene 10 subdivisiones:
Si estamos midiendo una corriente de 1 mA y en unmomento dado dicha corriente aumenta 0.1 mA, laaguja debe deflectar una subdivi-sión. Por otra parte,si la corriente que estamos midiendo es de 3 mA ytambién sufre un incremento de 0.1 mA, la aguja debedeflectar igualmente una subdivisión.
La eficiencia de un instrumento se define como la indicacióndel instrumento dividida por la potencia que absorbe delcircuito para poder realizar la medición. Por ejemplo:
Queremos medir el voltaje existente entre los extremos dela resistencia de 200 W, y para ello vamos a utilizar unvoltímetro; para poder realizar la medición, por elvoltímetro tiene que circular una pequeña cantidad decorriente, y se va a disipar cierta potencia en elinstrumento. La relación entre la lectura realizada con elvoltímetro (aproximadamente 2V) y la potencia disipada porel mismo es lo que denominamos eficiencia. Cuanto mayorsea la eficiencia de un instrumento menor será su influenciasobre el circuito en el cual se está realizando la medición.
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
Instrumentos magnetoeléctricos o de bobina
móvil:
Funcionan a partir de la interacción entre un
campo magnético fijo (imán permanente) y el
campo magnético producido por una corriente
eléctrica que alimenta a una bobina móvil.
La medida es directamente proporcional a la
corriente, por lo que no se pueden utilizar en
corriente alterna. (Valor real de la magnitud). Son
los mecanismos de medida más sensibles.
Instrumentos electromagnéticos o de hierro
móvil:
Funcionan a partir de la interacción entre dos
núcleos de hierro imantados con la misma
polaridad por la corriente eléctrica (uno fijo y el
otro móvil). La repulsión entre ellos hará girar el
núcleo móvil. La medida es proporcional al
cuadrado de la corriente y por lo tanto, pueden
utilizarse tanto en c.c. Como en c.a.
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 producidopor dos electroimanes sobre un elemento móvilmetálico (corrientes de Foucault).La medida esproporcional al producto de las corrientes de cadaelectroimán y por lo tanto, pueden utilizarse tanto enc.c. como en c.a.. Se utilizan habitualmente para lamedida de energía eléctrica.
Toman algunos valores de la magnitud que se midelos cuales son codificados por medio de undispositivo llamado convertidor analógico/digital. Elaparato de medida digital más utilizado es elmultímetro o polímetro.
Los aparatos de medida presentan unascaracterísticas diferenciadoras que los hacenapropiados para ciertas aplicaciones y que figuransimbolizadas, la mayor parte de ellas al lado de laescala. Entre sus ventajas está la reducción de errorde la lectura humana, mayor rapidez en la lecturadel valor medido y que no haya errores deparalelaje. Sus desventajas son el costo inicial y lasensibilidad a variaciones de V y T
También podemos clasificar a los aparatos de medición de acuerdo a la
magnitud que se mide.
Por ejemplo:
Vatímetro, Amperímetro, Ohmímetro, Voltímetro, Multímetro, Frecuen
címetro, etc.
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 -).
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.
En algunos casos, para permitir la medida detensiones superiores a las que soportarían losdevanados y órganos mecánicos del aparato olos circuitos electrónicos en el caso delos digitales, se les dota de una resistencia deelevado valor colocada en serie con elvoltímetro, de forma que solo le someta a unafracción de la tensión total.
A continuación se ofrece la fórmula de cálculode la resistencia serie necesaria para lograr estaampliación o multiplicación de escala:
Ra = Rv (N-1)
donde N es el factor de multiplicación (N≠1)Ra es la Resistencia de ampliación del voltímetroRv es la Resistencia interna del voltímetro