Autor: Mauro Benito Montoya Arenas (mauro2017pre@gmail.com)
Uso de instrumentos de medición
Cuestionario Previo
1.- Buscar en los manuales de los equipos e instrumentos, la información necesaria para su uso adecuado.
2.- Definir y presentar los esquemas eléctricos del voltímetro, amperímetro y ohmímetro. Explicar uso del Watimetro.
- Voltímetro: dispositivo que permite medir la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico. De acuerdo a su funcionamiento es posible diferenciar los voltímetros en: voltímetro digital, voltímetro vectorial y voltímetro electromecánico.
- Amperímetro: es un dispositivo que permite realizar la medición de la intensidad de la corriente que circula en un circuito eléctrico. La medición consiste en hacer que la corriente eléctrica circule a través del aparato.
- Ohmímetro: es un instrumento para medir la resistencia eléctrica. Su diseño se compone de una pequeña batería para aplicar un voltaje a la resistencia de baja medida, para luego, mediante un galvanómetro, medir la corriente que circula a través de la resistencia.
- Uso del watímetro. – el watimetro es un instrumento que mide la potencia eléctrica. Internamente está formado por dos bobinas, una fija y otra móvil. La fija es de hilo grueso y la móvil de hilo fino. La bobina fija es recorrida por la corriente del circuito, por eso la llamamos amperimétrica y la móvil es de hilo fino y mide la tensión, por lo que la llamaremos voltimétrica. Para que esta bobina sea recorrida por una corriente muy pequeña, se puede conectar una resistencia en serie con ella.
Por lo tanto, si conectamos un vatímetro a la carga a un circuito simple, deberá ser como se indica en la imagen.
Dado el hecho que el watimetro es un instrumento que va a alterar de cierta forma la medicion del voltaje y la corriente. Exiten 2 formas de conectar el watimetro (considerando las variaciones que este puede generar):
La corriente que circula por la bobina de corriente es la misma que circula por la carga R, pero el voltaje entre los extremos de la bobina de voltaje es igual a la suma del voltaje entre los extremos de la bobina de corriente más el de R. La representación esquemática de esta forma de conexión del vatímetro se muestra en la Figura.
En el circuito de la Figura, el voltaje entre los extremos de la bobina de voltaje es igual al de la carga R, pero la corriente que circula por la bobina fija es la suma de la corriente por R más la corriente por la bobina móvil. La representación esquemática de esta forma de conexión del vatímetro se muestra en la Figura.
3.- Explicar los conceptos de sensibilidad, Exactitud, Precisión, Error Absoluto y Error Relativo y respuesta en frecuencia del multímetro.
- Sensibilidad. - Es la magnitud mínima que debe tener la señal de entrada para producir una cierta magnitud en la señal de salida. Dada una determinada relación señal/ruido, u otro criterio especifico.
- Exactitud. - Es el grado de aproximación o conformidad al valor real de la cantidad medida. Se dice que un valor es más exacto si se acerca al valor real.
- Precisión: Precisión es el grado de concordancia dentro de un grupo de mediciones o instrumentos. Se compone de dos características: conformidad y el número de cifras significativas con las cuales se puede realizar la medición.
- Error Absoluto: Es una medida (∈_a) es la diferencia entre el valor real de la medida (x ̅) y el valor que se ha obtenido en la medición (x_i).
El error absoluto puede ser un valor positivo o negativo, según si la medida es superior al valor real o inferior y además tiene las mismas tiene las mismas unidades que las de la medida.
- Error Relativo: Es el cociente (la división) entre el error absoluto y el valor exacto. Puede ser positivo o negativo porque se puede producir por exceso o por defecto y no viene acompañado de unidades.
Se puede multiplicar por 100 obteniéndose así el tanto por ciento (%) de error.
- Respuesta en frecuencia: Es un parámetro que indica la variación de la sensibilidad con respecto a la frecuencia.
4.- Mostrar el diagrama de bloques y explicar las características más importantes del ORC.
Diagrama de bloques del osciloscopio analógico:
Con el osciloscopio se pueden hacer varias cosas, como:
- Determinar directamente el periodo y el voltaje de una señal.
- Determinar indirectamente la frecuencia de una señal.
- Determinar que parte de la señal es DC y cual AC.
- Localizar averías en un circuito.
- Medir la fase entre dos señales.
- Determinar que parte de la señal es ruido y como varia este en el tiempo.
Todo esto gracias a las características que presenta.
Características:
Un osciloscopio basa su funcionamiento principalmente en una alta sensibilidad que tiene a la tensión, se puede decir que es un voltímetro de alta impedancia. Actualmente los osciloscopios analógicos son desplazados por los osciloscopios digitales, entre otras razones por la facilidad para transferir las medidas a una computadora personal o pantalla LCD.
En el osciloscopio digital la señal es previamente digitalizada por un conversor analógico digital. Al depender la fiabilidad de la visualización de la calidad de este componente, esta debe ser cuidada al máximo.
Las características que menciono son aplicables tanto para osciloscopios digitales como analógicos:
- La principal característica de un osciloscopio es la frecuencia de muestreo, la misma determinara el ancho de banda máximo que puede medir el instrumento, viene expresada generalmente en MS/s (millones de muestra por segundo).
- La mayoría de los osciloscopios en la actualidad están basados en control por FPGA (del inglés Field Programmable Gate Array), el cual es el elemento controlador del conversor analógico a digital de alta velocidad del aparato y demás circuitería interna, como memoria, buffers, entre otros.
- Medida automática de valores de pico, máximos y mínimos de señal. Verdadero valor eficaz.
- Medida de flancos de la señal y otros intervalos.
- Captura de transitorios.
- Cálculos avanzados, como la FFT para calcular el espectro de la señal. También sirve para medir señales de tensión.
Una característica única que presenta el osciloscopio digital es, por ejemplo: el disparo anticipado (pre-triggering) para la visualización de eventos de corta duración, o la memorización del oscilograma transfiriendo los datos a un PC, esto permite comparar medidas realizadas en el mismo punto de un circuito o elemento. También existen equipos que combinan etapas analógicas y digitales.
5.- Explicar las funciones de los Interruptores de Control, Perillas Selectoras y Potenciómetros de Ajuste en el ORC
Ajustes básicos del osciloscopio Ajustes de la posición de la señal
Ajustes de la sensibilidad y base de tiempos de la señal
Ajustes de los modos de disparo Funcionamiento en modo dual
Modos de acoplamiento Funcionamiento en modo MAGx10
Interruptores de control:
(1) POWER. Interruptor de red con los símbolos para las posiciones de encendido (I) y apagado (O).
(5) READOUT. Pulsando de forma breve se puede alterar, con el mando correspondiente de intensidad, el brillo de la traza o del readout Mediante una pulsación prolongada sobre la tecla READOUT, se puede activar o desactivar el readout.
(31) Con una pulsación breve se conmuta entre el modo AC y DC para el canal 1.
(37) Con una pulsación breve se conmuta entre el modo AC y DC para el canal 2.
Perillas selectoras:
(2) AUTO SET. Esta tecla acciona el ajuste automático de los mandos electrónicos. Este mando se aconseja que no se use salvo que se le indique
(21) CH 1. Esta tecla alberga varias funciones CH1. Mediante una breve pulsación se conmuta a canal 1 (modo monocanal). Con una pulsación prolongada de la tecla CH1, modifica la función del mando de VOLTS/DIV. a la de ajuste fino y se ilumina el LED VAR
(25) CHII. Mando análogo al (21) pero en este caso para el canal 2.
(15) NM AT. Este pulsador permite cambiar de modo de disparo. Si se pulsa prolongadamente se pasa del modo manual (NM, disparo normal) al modo automático (AT, disparo sobre valores de pico automático) y viceversa.
(23) TRIG. Mediante una breve pulsación de la tecla se selecciona la fuente de disparo. La fuente de disparo se indica con el LED TRIG.
(26) TRIG. MODE. Si se pulsa una de las dos teclas de TRIG. MODE, se conmuta el acoplamiento de disparo (acoplamiento de una señal al dispositivo de disparo)
(22) DUAL. Pulsando brevemente esta tecla se pueden ver simultáneamente la señal de los dos
(33) Con una pulsación breve se activa el modo de acoplo GND para el canal 1.
(36) Con una pulsación breve se activa el modo de acoplo GND para el canal 2s canales.
Potenciómetros de ajuste:
(3) INTENS. Botón giratorio con Led correspondiente y tecla inferior. Mediante el botón giratorio INTENS se ajusta el brillo de la traza y del readout. Al botón giratorio INTENS le corresponden los LED "A" (4) para la presentación de la señal y "RO" (4) para el readout.
(6) FOCUS. Ajuste de la nitidez de la traza mediante botón giratorio; actúa sobre la presentación de la señal y el readout
(13) Y-POS 1. Este botón giratorio sirve para ajustar la posición en vertical de canal 1.
(14) Y-POS 2. Este mando se utiliza para regular la posición vertical del canal 2 de forma similar al Y-POS 1.
(18) X-POS. Este mando giratorio desplaza el trazo de la señal en la dirección horizontal. Mediante X-POS se puede determinar qué parte de la presentación total se desea observar
(20) VOLTS/DIV 1. El mando sólo actúa, con el canal 1 activo y cuando la entrada está conectada. Mediante el giro a la izquierda se aumenta el coeficiente de deflexión, el giro a la derecha lo reduce.
(24) VOLTS/DIV 2. Mando análogo al (20) pero en este caso para el canal 2.
(28) TIME/DIV. Mediante el botón giratorio, se ajusta el coeficiente de deflexión de tiempo y se indica arriba a la izquierda en el readout (p.ej.: "T:10 ms")
(17) LEVEL - Mediante el botón rotativo LEVEL se puede determinar el punto de disparo, es decir la tensión que deberá sobrepasar (dependiendo del flanco de disparo) para activar el proceso de desviación de tiempo.
BIBLIOGRAFIA
Teoría de circuitos y dispositivos electrónicos …………………… Boylestad
http://educativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/3000/3089/html/311_el_vatmetro.html
http://html.rincondelvago.com/medicion-de-la-potencia-activa-trifasica-en-un-sistema-tetrafilar.html
https://vdocuments.mx/caracteristicas-basicas-del-funcionamiento-del-vatimetro.html
http://www.geocities.ws/pnavar2/oscilos/partes.html
https://www.monografias.com/trabajos81/uso-del-voltimetro-y-amperimetro/uso-del-voltimetro-y-amperimetro2.shtml
