Mediciones Eléctricas

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1 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRONICA Mediciones Eléctricas Ing. Roberto Solís Farfán CIP MEDICIONES ELECTRICAS 1.- EL MULTIMETRO 2.- MULTIMETRO ANALOGICOS 3.- MULTIMETROS DIGITALES 4.- DIAGRAMA DEL MULTIMETRO DIGITAL 5.- VENTAJAS DEL MULTIMETRO DIGITAL 6.- PINZA AMPERIMETRICA Y TERMOCUPLAS 1

2 MEDICIONES ELECTRICAS 1.- EL MULTIMETRO 2.- MULTIMETRO ANALOGICOS 3.- MULTIMETROS DIGITALES 4.- DIAGRAMA DEL MULTIMETRO DIGITAL 5.- VENTAJAS DEL MULTIMETRO DIGITAL 6.- PINZA AMPERIMETRICA Y TERMOCUPLAS EL MULTIMETRO Es corriente agrupar en un solo instrumento los tres medidores clásicos, incluso con la posibilidad de efectuar las medidas tanto en continua como en alterna. Esto se logra con la adecuada conmutación de ciertos, elementos auxiliares internos. Tal instrumento se conoce con muchos nombres, tales como polímetros, multímetro, tester, multitester y alguna más que son usados con menor frecuencia 2

3 Cualquiera de los instrumentos anteriores puede ser clasificado en uno de dos grupos ANALOGICO DIGITALES MEDICIONES ELECTRICAS 1.- EL MULTIMETRO 2.- MULTIMETRO ANALOGICOS 3.- MULTIMETROS DIGITALES 4.- DIAGRAMA DEL MULTIMETRO DIGITAL 5.- VENTAJAS DEL MULTIMETRO DIGITAL 6.- PINZA AMPERIMETRICA Y TERMOCUPLAS 3

4 MEDICIONES ELECTRICAS 1.- EL MULTIMETRO 2.- MULTIMETRO ANALOGICOS 3.- MULTIMETROS DIGITALES 4.- DIAGRAMA DEL MULTIMETRO DIGITAL 5.- VENTAJAS DEL MULTIMETRO DIGITAL 6.- PINZA AMPERIMETRICA Y TERMOCUPLAS MULTIMETRO ANALOGICOS Los multímetros analógicos son los mas comunes por su sencillez, portabilidad y tamaño compacto. Además son más baratos que los multímetros. digitales y resultan más convenientes de emplear en ciertas situaciones, por ejemplo cuando es necesario medir cambios de voltaje o de corriente 4

5 MULTIMETRO ANALOGICOS Vienen en una gran variedad de formas tamaños y presentaciones. No obstante, la mayoría tiene en común los siguientes elementos. Un par de puntas de prueba que comunican el instrumento con el circuito bajo prueba. MULTIMETRO ANALOGICOS Escalas análogas y aguja. Indican el valor numérico de la cantidad eléctrica que se esta midiendo. Selector de función. Permite seleccionar la naturaleza de la medida, es decir si se trata de un voltaje o una corriente AC o DC, o simplemente una medición de resistencia. Selector de rango. Permite seleccionar el rango de valores a ser medido. 5

6 MEDICIONES ELECTRICAS 1.- EL MULTIMETRO 2.- MULTIMETRO ANALOGICOS 3.- MULTIMETROS DIGITALES 4.- DIAGRAMA DEL MULTIMETRO DIGITAL 5.- VENTAJAS DEL MULTIMETRO DIGITAL 6.- PINZA AMPERIMETRICA Y TERMOCUPLAS MEDICIONES ELECTRICAS 1.- EL MULTIMETRO 2.- MULTIMETRO ANALOGICOS 3.- MULTIMETROS DIGITALES 4.- DIAGRAMA DEL MULTIMETRO DIGITAL 5.- VENTAJAS DEL MULTIMETRO DIGITAL 6.- PINZA AMPERIMETRICA Y TERMOCUPLAS 6

7 MULTIMETROS DIGITALES Un equipo de medida digital expresa el resultado en números o dígitos; siendo su lectura e interpretación inmediatas. La mayoría de los multís digitales se fabrican tomando como base un convertidor A/D de doble rampa o de voltaje a frecuencia. Muchos multímetros digitales son instrumentos portátiles de baterías MULTIMETROS DIGITALES La parte primordial de los instrumentos digitales es el circuito que convierte las señales analógicas medidas en la forma digital. Estos circuitos de conversión se llaman convertidores analógicos a digitales (A/D). 7

8 Qué es Análogo y que es Digital? El término ANALÓGO significa todo aquel proceso entrada/salida cuyos valores son continuos. Algo continuo es todo aquello de puede tomar una infinidad de valores dentro de un cierto limite, superior e inferior. El término DIGITAL de la misma manera involucra valores de entrada/salida discretos. Algo discreto es algo que puede tomar valores fijos. Es el caso de las comunicaciones digitales y el cómputo, esos valores son el CERO (0) o el UNO (1) o Bits MULTIMETROS DIGITALES Se usan un gran número de métodos para convertir señales analógicas a la forma digital. Los que más se emplean en los circuitos convertidores A/D disponibles en el mercado son cinco: 1.- Rampa de escalera 2.- Aproximaciones sucesivas 3.- Doble rampa 4.- Voltaje a frecuencia 5.- Paralelo o instantáneo 8

9 MEDICIONES ELECTRICAS 1.- EL MULTIMETRO 2.- MULTIMETRO ANALOGICOS 3.- MULTIMETROS DIGITALES 4.- DIAGRAMA DEL MULTIMETRO DIGITAL 5.- VENTAJAS DEL MULTIMETRO DIGITAL 6.- PINZA AMPERIMETRICA Y TERMOCUPLAS MEDICIONES ELECTRICAS 1.- EL MULTIMETRO 2.- MULTIMETRO ANALOGICOS 3.- MULTIMETROS DIGITALES 4.- DIAGRAMA DEL MULTIMETRO DIGITAL 5.- VENTAJAS DEL MULTIMETRO DIGITAL 6.- PINZA AMPERIMETRICA Y TERMOCUPLAS 9

10 Diagrama de un Multimetro Digital MEDICIONES ELECTRICAS 1.- EL MULTIMETRO 2.- MULTIMETRO ANALOGICOS 3.- MULTIMETROS DIGITALES 4.- DIAGRAMA DEL MULTIMETRO DIGITAL 5.- VENTAJAS DEL MULTIMETRO DIGITAL 6.- PINZA AMPERIMETRICA Y TERMOCUPLAS 10

11 MEDICIONES ELECTRICAS 1.- EL MULTIMETRO 2.- MULTIMETRO ANALOGICOS 3.- MULTIMETROS DIGITALES 4.- DIAGRAMA DEL MULTIMETRO DIGITAL 5.- VENTAJAS DEL MULTIMETRO DIGITAL 6.- PINZA AMPERIMETRICAY TERMOCUPLAS VENTAJAS DEL MULTIMETRO DIGITAL Las exactitudes de los multimetros digitales son mucho mayores que las de los medidores analógicos. Por ejemplo, la mejor exactitud de los analógicos en de aprox. 0.5% mientras que las exactitudes de los digitales pueden ser de 0.005% o mejor. Aun los instrumentos digitales más simples tiene exactitudes de al menos ± 0.1%. Para cada lectura hecha con el digital se proporciona un número definido. Esto significa que dos observadores cualquiera siempre verán el mismo valor. Como resultado de ello, se eliminan errores humanos como el paralaje o equivocaciones en la lectura. 11

12 VENTAJAS DEL MULTIMETRO DIGITAL La lectura numérica aumenta la velocidad de captación del resultado. Esto puede ser una consideración importante t en situaciones i donde d se deben hacer un gran número de lecturas. La repetibilidad (repetición) de los multimetros digitales es mayor cuando se aumenta el número de dígitos. El multimetro digital también puede contener un control de rango automático y polaridad automáticos que lo protejan VENTAJAS DEL MULTIMETRO DIGITAL La salida del multimetro digital se puede alimentar directamente a registradores (impresoras o perforadoras de cinta). Estos datos registrados están en forma adecuada para ser procesados mediante computadoras digitales. 12

13 VENTAJAS DEL MULTIMETRO DIGITAL Las exactitudes de los multimetros digitales son mucho mayores que las de los medidores analógicos. Por ejemplo, la mejor exactitud de los analógicos en de aprox. 0.5% mientras que las exactitudes de los digitales pueden ser de 0.005% o mejor. Aun los instrumentos digitales más simples tiene exactitudes de al menos ± 0.1%. Para cada lectura hecha con el digital se proporciona un número definido. Esto significa que dos observadores cualquiera siempre verán el mismo valor. Como resultado de ello, se eliminan errores humanos como el paralaje o equivocaciones en la lectura. MEDICIONES ELECTRICAS 1.- EL MULTIMETRO 2.- MULTIMETRO ANALOGICOS 3.- MULTIMETROS DIGITALES 4.- DIAGRAMA DEL MULTIMETRO DIGITAL 5.- VENTAJAS DEL MULTIMETRO DIGITAL 6.- PINZA AMPERIMETRICA Y TERMOCUPLAS 13

14 MEDICIONES ELECTRICAS 1.- EL MULTIMETRO 2.- MULTIMETRO ANALOGICOS 3.- MULTIMETROS DIGITALES 4.- DIAGRAMA DEL MULTIMETRO DIGITAL 5.- VENTAJAS DEL MULTIMETRO DIGITAL 6.- PINZA AMPERIMETRICA Y TERMOCUPLAS PINZA AMPERIMETRICA Los multímetros análogos se ofrecen generalmente con algunos accesorios que permiten la realización de mediciones especiales. Uno de los accesorios más comunes son la pinza de medición de corriente. 14

15 Pinza Amperimetrica La pinza de medición de corriente se coloca alrededor del alambre por el que circula la corriente cuyo valor quiere medirse, eliminando i así el problema de tener que abrir el circuito. Pinza Amperimetrica 15

16 Pinza Amperimetrica Analógica En este caso, es el campo magnético de la corriente el que se utiliza para medir el valor de esta. Este tipo de amperímetro solo es capaz de medir para ambas corrientes corriente alterna y se utiliza en general para medir la corriente de la línea de alimentación de 50 o 60Hz. Pinza Amperimetrica DIGITAL ANALOGO 16

17 En Conclusión Ambos aparatos suelen estar adaptados para otras funciones, como medir capacidades de condensadores, comprobar diodos y transistores, medir temperaturas a través de una termocupla, medir frecuencias, etc. TERMOCUPLAS Una termocupla es simplemente dos alambres de distinto material unidos en un extremo (soldados generalmente). Al aplicar temperatura en la unión de los metales se genera un voltaje muy pequeño, del orden de los milivoltios el cual aumenta proporcionalmente con la temperatura Por ejemplo, una termocupla "tipo J" está hecha con un alambre de hierro y otro de constantán (aleación de cobre y níquel) 17

18 Tipos de Termocuplas Existen una infinidad de tipos de termocuplas, en la tabla aparecen algunas de las más comunes, pero casi el 90% de las termocuplas utilizadas son del tipo J ó del tipo K. Usos Típicos en la Industria Las termocuplas tipo J se usan principalmente en la industria del plástico, goma (extrusión e inyección) y fundición de metales a bajas temperaturas (Zamac, Aluminio). La termocupla K se usa típicamente en fundición y hornos a temperaturas menores de 1300 C, por ejemplo fundición de cobre y hornos de tratamientos térmicos. Las termocuplas R, S, B se usan casi exclusivamente en la industria siderúrgica (fundición de acero). Finalmente las Termocuplas tipo T eran usadas hace algún tiempo en la industria de alimentos, pero han sido desplazadas en esta aplicación por los Pt100 18

19 Cuándo no usar una Termocupla? No es recomendable usar termocuplas cuando el sitio de medición y el instrumento están lejos (más de 10 a 20 metros de distancia). El problema de las termocuplas es que suministran un voltaje muy bajo y susceptible a recibir interferencias eléctricas. Además para hacer la extensión se debe usar un cable compensado para el tipo específico de termocupla lo que aumenta el costo de la instalación. Cuándo no usar una Termocupla? Tampoco es recomendable usar termocuplas cuando es necesaria una lectura de temperatura muy precisa (décima de C) pues la compensación de cero requerida por las termocuplas introduce un error típicamente del orden de 0.5 C. Otro problema que puede ocurrir con las termocuplas es que alguna contaminación ú oxidación en los metales de la unión podría provocar una lectura errónea (hasta 4 ó 5 C) sin que se detecte la falla. Luego en algunos casos es conveniente verificar periódicamente la precisión de la lectura. 19

20 CATALOGO DE TERMOCUPLAS MEDICION DE PARAMETROS ELECTRICOS MEDICION DE VOLTAJES El multímetro se puede usar como voltímetro; esto es, para medir diferencias de potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico (la unidad del voltaje es el Voltio (V)). El voltímetro debe conectarse en paralelo en el circuito (Figuras 1 y 2), porque su resistencia interna es muy grande, de tal manera que la corriente que pasa a través de él es muy pequeña, así, su presencia no modifica significativamente el circuito. 20

21 Fig. 1 Fig. 2 Los multímetros pueden medir tanto voltajes en circuitos de corriente directa o continua, simbolizada como DC ó -, como de corriente alterna, simbolizada como AC ó ~. Por ello, dependiendo del tipo de corriente, se debe elegir una de estas dos opciones en el correspondiente selector de funciones, también se debe escoger la escala y colocar las puntas de medición en los bornes apropiados. 21

22 MEDICION DE PARAMETROS ELECTRICOS MEDICION DE CORRIENTES El multímetro también se puede utilizar como amperímetro para medir la corriente en una rama de un circuito (la unidad de la corriente es el Amperio (A)). El amperímetro debe conectarse en serie en el circuito como lo muestran las Figuras 3 y 4. La resistencia interna del amperímetro es muy pequeña para que no modifique el circuito, significativamente. Fig. 3 Fig. 4 22

23 Igual que el voltímetro, el amperímetro puede ser usado para medir corrientes en circuitos de corriente directa y de corriente alterna; como antes, se debe seleccionar la opción deseada, escoger la escala y colocar las puntas de prueba apropiadamente. MEDICION DE PARAMETROS ELECTRICOS MEDICION DE RESISTENCIAS Otra de las aplicaciones i comunes del multímetro es usarlo como ohmimetro; es decir, para medir la resistencia de un elemento eléctrico. La unidad de resistencia es Ohm ( ). Para medir resistencia, debe conectarse como lo indican las Figuras 5 y 6.El ohmimetro nunca debe conectarse a un circuito con la fuente de energía activada. En general, la resistencia debe ser aislada del circuito para medirla. 23

24 Fig. 5 Fig. 6 Diagrama GRACIAS 24