Métodos de Medición Comparación. Año 2011 Pablo De Césare Juan Perdomo

Transcripción

1 Métodos de Medición Comparación Año 2011 Pablo De Césare Juan Perdomo

2 Métodos de Medición Clasificación: Según como se obtenga el resultado - Directos o Indirectos Según la técnica de indicación - Deflexión o de Cero Según el procedimiento - Comparación - Diferenciales - Sustitución - Resonantes

3 Medidas Directas o Indirectas Métodos de deflexión Métodos de cero Generales De Comparación De Sustitución Diferenciales

4 Métodos de Medición Según como se obtenga el resultado - Medición Directa : cuando disponemos de un instrumento de medida que la obtiene. Se obtiene directamente de los datos experimentales Ej : la medición de tensión con un voltímetro - Medición Indirecta: es aquella que realizando la medición de ciertas variables, podemos calcular otra distinta, por la que estamos interesados. Además de los datos experimentales es necesario conocer la ley que los vincula. Ej : la medición de resistencia con voltímetro y amperímetro

5 Métodos de Medición Según la técnica de indicación - Deflexión: La base para obtener el resultado de la medición consta en la variación de un indicador (display o aguja). Ej : la medición de tensión de salida de una fuente con un voltímetro - Cero: La anulación de una señal suministra la base para la obtención del resultado de la medición. Ej : la medición de resistencia a través del puente de Wheatstone

6 Métodos de Medición Según el procedimiento - Comparación - Diferenciales - Sustitución - Resonantes

7 Método de Comparación Definición Son aquellos en los cuales las dos cantidades a comparar coexisten simultáneamente en el circuito. Es decir coexisten simultáneamente dato e incógnita Ej: al calibrar un amperímetro circula la misma corriente por el amperímetro patrón y por el calibrado

8 Medición de resistencias por comparación y técnica de deflexión Comparación VR1 VR2

9 Medición de resistencias por comparación y técnica de deflexión Para minimizar los errores: - Los valores próximos de Rx y Rp - Máxima indicación (técnica de deflexión) Hay error de método?

10 Análisis del Error de método V Thevenin VRx

11 Análisis del Error de método V Thevenin VRp

12 Error de método VR1 VR2

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14 Método de comparación por técnica de cero Definición aplica la misma filosofía de cualquier método de comparación, es decir que coexistan simultáneamente el patrón y la incógnita en el mismo circuito; pero esta vez la relación entre patrón e incógnita queda definida cuando se obtiene como lectura CERO

15 Medición de resistencias por comparación y técnica de cero Puente de Wheatstone: Descripción: Un puente de Wheatstone es un instrumento eléctrico de medida inventado por. Samuel Hunter Christie en 1832, mejorado y popularizado por Sir Charles Wheatstone en Mide resistores lineales por comparación utilizando técnica de cero. si el resistor no es lineal, habria que medirlo con voltímetro y amperímetro. Alcance: 1 <Rx<10M

16 Puente de Wheatstone I - A simboliza a cualquier instrumento sensible a la corriente. - determina el rango seleccionado -R3 es un resistor patrón calibrado

17 Puente de Wheatstone La corriente por A depende de la diferencia de potencial entre a y b. En equilibrio, I=0 I1 a b I2 VR1 = VR2 I1.R1=I2.R2 I=0 I2=I3= V/(R2+R3) I1=Ix= V/(R1+Rx) R1 = R2 R1+Rx R2+R3 R1.(R2+R3)=R2.(R1+Rx) R1.R2 + R1.R3 = R2.R1+R2.Rx R1.R3=R2.Rx Rx = R1R3 R2

18 Puente con caja de décadas

19 Puente de Hilo

20 Análisis de Errores Fuentes de error: de acuerdo con la clasificación de errores se tiene: a) Errores groseros: se consideran que no existen. b) Errores sistemáticos: b-1) Errores de instrumental: son los debidos a R1, R2 y R3 ya que las conocemos con una determinada tolerancia Error de método: se considera que no hay. Error debido a las condiciones ambientales: b-3.1) Por variación de la temperatura que producirá variaciones en los valores de las resistencias, ya sea por temperatura ambiente o efecto Joule. b-3.2) Debido a la f.e.m. térmica. Debido a las resistencias de contacto y de aislación. Error de lectura: se debe a no poder determinar correctamente la indicación de cero en el galvanómetro. Sensibilidad

21 Sensibilidad Si estando el puente en equilibrio se produce una variación de R3, circulará por la rama que contiene al galvanómetro una intensidad de corriente que producirá una desviación del índice del galvanómetro. Si se indica con Δα la desviación del índice producida por una variación ΔR3 de la resistencia de ajuste alrededor de su posición de equilibrio, se define como Sensibilidad absoluta del sistema a: Sensibilidad relativa

22 Sensibilidad Obtenida prácticamente La sensibilidad se determina experimentalmente provocando variaciones de R 3 (R 3 + R 3 -) alrededor de la posición de equilibrio y midiendo las correspondientes deflexiones α+ y α-

23 Sensibilidad del Puente. Puente ligeramente desbalanceado Si se desbalancea el puente Rx daba el equilibrio y cambio R < 10% de R Se puede obtener un eq. de Thevenin del puente entre los terminales B C R V TH TH ( R V o 1 // 2. R R 3 2 ) ( R. R x 3 R 3 R. R 2 3 // R x R ) 2 x Ej. Demostrar las expresiones de Vth y Rth Si el valor de la resistencia del galvanómetro es Rm, la corriente que pasa a través del medidor cuando esta ligeramente en desequilibrio es I m VTH R R TH m

24 Sensibilidad del puente 12.00V PARAMETERS: R = 100 R1 = 100 R1 R3 {R1} 100 R5 V V R V Rx 12V {R1} {R} 0V 0V 0 Rx R R R 2 1 R R 2 1 Para todo R2 = R1 tendremos la misma sensibilidad?

25 Cual? a b El equilibrio del puente no se afecta por variaciones de tensión de fuente o excitación. Señales de desequilibrio lineales. En (a) si Rx cambia 0,1% Vo cambia 5mV DMM tiene que medir 5,005V Cuanto tiene que ser la estabilidad de la fuente y la exactitud del DMM?

26 Ejercicios