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Mediciones Eléctricas I
Ciclo Lectivo 2013
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Mediciones Eléctricas I
Teoría:
Prof. Titular: Suárez, Juan – jsuarez@fi.mdp.edu.ar
Práctica:
Prof. Adjunto: Jacob, Susana - sjacob@fi.mdp.edu.ar
ATP: Murcia, Guillermo - gmurcia@fi.mdp.edu.ar
A.A.: Strack, Jorge - jlstrack@fi.mdp.edu.ar
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Régimen Promocional
•Aprobar los tres parciales con nota no inferior a 7
•Presentación de los TP aprobados antes del Coloquio Final
•Aprobar Coloquio Final
Condición de Alumno Habilitado
•Aprobar los tres parciales con nota no inferior a 5
•Presentación de los TP aprobados antes del Coloquio Final
Uno de los tres parciales puede ser recuperado al finalizar el cuatrimestre
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2.- Instrumentos Analógicos
1.- Introducción – Teoría de Errores
3.- Osciloscopio
4.- Medición de Potencias
5.- Medición de Armónicos
MEDICIONES ELECTRICAS I
6.- Instrumentos Virtuales
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Mediciones Eléctricas I
INTRODUCCIÓN
TEORÍA DE ERRORES
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Conceptos Generales
de Medidas Eléctricas
¿Cómo se clasifican los
instrumentos analógicos?
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Magnitud de la medida
Principio de
funcionamiento
Naturaleza de la corriente
Exactitud
Posición
Tensión de prueba
Clasificación de Instrumentos
Magnitud de la medida
Principio de funcionamiento
Naturaleza de la corriente
Posición
Exactitud Tensión de prueba
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Símbolos de representación
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Corriente continua
Corriente alterna (sino indica la
frecuencia se considera como margen
nominal el comprendido entre 45 y 65
Hz).
Ambas corrientes
Trifásico con un solo elemento de medida
Trifásico con dos elementos de medida
Trifásico con tres elementos de medida
Resistencia en paralelo (separada del
instrumento)
Resistencia en serie (separada del
instrumento)
Ajuste de cero
SIMBOLOGIA
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SIMBOLOGIA
Pantalla electrostática
Blindaje Magnético
Tensión de Prueba 500 V
Tensión de Prueba 2 kV
Tensión de Prueba 2 kV
2
0 No cumple ninguna especificación
No cumple ninguna especificación
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Posiciones de trabajo:
Posición de trabajo vertical (instrumentos de
tablero)
Posición de trabajo horizontal
45º
Posición de trabajo inclinada con indicación del
ángulo de inclinación
45º..60º..75º
Posición de trabajo inclinada con un campo
nominal de uso de 45º a 75º (campo nominal dereferencia 60º)
SIMBOLOGIA
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mA
Tensión de Prueba
2
3
5
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Tensión nominal del
instrumento
Tensión de prueba
Hasta 40 V 500 V
40 hasta 650 V 2.000 V
650 hasta 1.000 V 3.000 V
1.000 hasta 1.500 V 5.000 V
1.500 hasta 3.000 V 10.000 V
3.000 hasta 6.000 V 20.000 V
6.000 hasta 10.000 V 30.000 V
más de 15.000 V 2,2 Un +20.000 V
Tensión de Prueba
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Ejemplos:
1.52
1 45º35..45..55..75Hz
1
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SIMBOLOGIA
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Conceptos Básicos
Valor de la medida
Deflexión
Constante de lectura
Consumo Propio
Exactitud
Precisión
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V
0 350
CE= Alcance/deflexión máxima
V145div
V5.div29CV Emedmed
Constante de Lectura
V
0 175
div35máx div
V535/175CE
29 div
35 div
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160
350
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Rango de medida = minmax
Rango de Medida
V15030
24 div.
120 V
240 V
480 V
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V=130 Volts
Vm=129.8 V.
Vm=127 V.
Exactitud y Precisión
Vm=154.9 V.
Vm=152 V.
V=155 Volts
0 250
0 250
PRECISION REPETIBILIDAD
EXACTITUD VALOR VERDADERO
1V
2V
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Clase de un instrumento
100.Alcance
Ec max
C= 0.1- 0.2 - 0.5 -1 - 1.5 - 2.5 -3
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E=300V
V
R1=R2=Rv=2000 R1
R2
Consumo Propio
W5R
UP
v
2
consumo
V2 = 150 V
V1003
EVmed
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TEORIA
DE ERRORES
UNIDAD TEMÁTICA II
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0 224.0 V
V+V V-V
TEORIA DE ERRORES
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E=300V
V
R1=R2=Rv=2000 R1
R2
Error Absoluto y Relativo
V2 = VV= 150 V
V1003
EVmed
VVVVVE vmedabs 50150100
33.0150
50
V
abs
V
Ee
%33100. V
abs
V
Ee
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Resultado de la medida se puede entregar con su error
absoluto X, con su error relativo e o bien error
porcentual e % :
TEORIA DE ERRORES
XXm
V
abs
V
Ee
100.%V
abs
V
Ee
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Error Absoluto y Relativo
VEabs 50
33.0e
%33% e
Error Absoluto
Error relativo
Error relativo porcentual
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Groseros
Método empleado
Instrumento
Tendencia del Operador
Condiciones ambientales
Sistemáticos
Paralaje
Poder separador del ojo
Apreciación
Accidentales
Clasificación de los errores
TEORIA DE ERRORES
•Transposición de cifras: 21.5 25.1
•Leer en escalas incorrectas
•Utilizar fórmula inapropiada
•No efectuar el ajuste del cero mecánico o infinito previo a la medición
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Errores Sistemáticos: Método de Medida
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-3.33 V
-33 % 3.3
Errores Sistemáticos: Método de Medida
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-3.3
-33%
ThR
vRe
1
1
Errores Sistemáticos: Método de Medida
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v
R
R0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0.2
0.4
0.6
0.8
1
ThR
vRe
1
1
0.5
Errores Sistemáticos: Método de Medida
se
Para obtener errores de
inserción inferiores al 1% Rv
debe ser mayor que 100.Rth
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MÉTODOS CORTO Y LARGO PARA
MEDICION DE RESISTENCIAS
Errores Sistemáticos
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a) Método Corto
b)Método Largo
Errores Sistemáticos: Método de Medida
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E
R
mA
R UI
V
I I Im v r
RmU
I Ir v
R Rm
Errores Sistemáticos: Método de Medida
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E
R
mA
R UI
V I Im r
R Rm
U U Um r a
Errores Sistemáticos: Método de Medida
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vx
xm
II
UR
x
xx
I
UR
x
m
v
vx
v
x
x
x
x
vx
xabs R
I
I
)II(
I
I
U
I
U
II
UE
v
m
x
x
m
v
x
abs
R
R
R
R
I
I
R
Ee
Errores Sistemáticos: Métodos de Medida
Método Corto
ax
x
axm RR
I
UUR
axaxabs RRRRE
am
a
x
abs
RR
R
R
Ee
Método Largo
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Rm R
o
v
m
R
R
sce
1R
R
1e
a
msl
R R Ro a v
e
Errores Sistemáticos: Método de Medida
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Rv=10000 Ra =1
v
m
R
R
sce
1R
R
1e
a
msl
Errores Sistemáticos: Método de Medida
x
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 0
0.005
0.01
0.015
0.02
0.025
1001.10000.0 va RRR
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Consumo:
Es la potencia que disipa el instrumento cuando se
conecta a plena escala.
Consumo específico:
Es la relación entre el consumo y el alcance.
Cálculo de resistencias internas de
instrumentos en base a las especificaciones
del fabricante
Alcance
Potenciap
Errores Sistemáticos: Método de Medida
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Cómo determinar las resistencias internas de los
instrumentos a partir de los consumos específicos?
AA
A
2
AA
A
AA IR
I
IR
I
Pp
V
V
2
VV
2
V
V
VV
R
U
RU
U
U
Pp V
A
Errores Sistemáticos: Método de Medida
v
v
v U
R
pVS
1
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Errores Sistemáticos: Medio ambiente
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Se deben a las condiciones exteriores al aparato de
medida.
Son causas perturbadoras que influyen en la
medición.
Ejemplo: variación de humedad, campos eléctricos,
campos magnéticos, temperatura (alteraciones en
la resistividad de los conductores, elasticidad en la
cupla antagónica, influencia en la cupla motora).
Errores Sistemáticos: Medio ambiente
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Errores
Accidentales
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Errores Accidentales
Error de paralaje
Poder separador del ojo
Error de estimación
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Errores Accidentales: Error de Paralaje
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O
A
B
15
110
AB OB . tg 1
mm1.01tg.300BA
Errores Accidentales: Poder separador del ojo
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40 41
Errores Accidentales: Estimación de lectura
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CONTRASTE Y
VERIFICACIÓN DE
INSTRUMENTOS