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

Conexión de un

voltímetro en un

circuito

Voltímetro

analógico Voltímetro

digital