UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANOFACULTAD DE INGENIERA MECNICA ELCTRICA, ELECTRNICA Y SISTEMASESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA ELECTRNICA

CARRERA ACADMICO PROFESIONAL DE INGENIERA ELECTRNICAINFORME DEL PROYECTO IMULTIMETRO DIGITAL

INTEGRANTES:1. EDWIN PARI MIRANDA

PUNO, CU 13 DE DICIEMBRE DE 2013

1. MULTIMETRO DIGITAL Y SUS CARACTERISTICAS.Multmetro digital: El multmetro digital es un instrumento electrnico de medicin que generalmente calcula voltaje, resistencia y corriente, aunque dependiendo del modelo de multmetro puede medir otras magnitudes como capacitancia y temperatura. Gracias al multmetro podemos comprobar el correcto funcionamiento de los componentes y circuito

Aspecto de un multmetro digital comn.

Referencias: 1.Display: Aqu se observa la medicin realizada. 2.Electrodos: Son los contactos que se debern colocar sobre los puntos a medir, deben estar libres de suciedad. 3. Plug de los electrodos: Son la conexin de los electrodos al aparato. Deben ser seleccionados correctamente segn la medicin a realizar. 4. Llave selectora: Es la encargada de seleccionar la magnitud a medir y la escala a utilizar. Es fundamental comprender su funcionamiento antes de realizar cualquier medicin. 5. Escala de Tensin para Corriente Alterna (ACV): Esta escala hace funcionar al multmetro como un voltmetro de corriente alterna. En este caso tiene solo dos escalas (200Volts y 750Volts), es utilizada habitualmente en la posicin 750V para las mediciones de tensin hogareas.6. Escala de Tensin para Corriente Continua (DCV): Esta escala hace funcionar al multmetro como un voltmetro de corriente continua. Comnmente se la utiliza para conocer el estado de carga de pilas y baterias. 7. Escala de resistencia: En esta posicin el multmetro se comporta como un ohmetro. Se utiliza para medir resistencias, en nuestro caso desde 200 Ohms hasta 2000 kOhms. 8. Continuidad: Esta escala nos muestra la capacidad de un circuito, bobina o componente para conducir la corriente. Algunos aparatos poseen un buzzer (alarma) que avisa sobre la conduccin con un sonido caracterstico. 9. Escala Corriente Continua (DCA): Aqu el multmetro pasar a comportarse como ampermetro. Esta escala mide corrientes continuas desde 200 miliAmpere hasta 200 microampere. Hay que tener en cuenta ser cuidadoso al seleccionar esta escala para no daar el aparato. 10. Escala de Corriente hasta 10 Ampere: En esta escala el multmetro se transforma en una ampermetro capaz de medir corrientes de hasta 10 Ampere en nuestro caso. Es recomendable utilizar esta escala antes de pasar a la DCA para evitar cualquier inconveniente. 11. Conector para mediciones de Corriente Continua hasta 10 Ampere: Aqu se enchufa el plug rojo cuando debemos medir corrientes de hasta 10 Ampere. Hay que tener precaucin de no utilizar este borne para medir ninguna otra magnitud.12. Conector positivo Tensiones ACV y DCV Corriente DCA Resistencia y Continuidad: Aqu conectaremos el plug del electrodo rojo cuando queramos medir dichas magnitudes. 13. Conector negativo o masa: Aqu se conecta el electrodo negro para todas las mediciones.A continuacin mediremos algunas magnitudes utilizando el multmetro digital.

a) Midiendo resistencia: Medir una resistencia es un procedimiento sencillo, lo primero que hacemos es conectar los cables en los jacks correctos, luego movemos la llave selectora al smbolo y escogemos el rango adecuado de acuerdo a la resistencia proporcionada por el resistor, si no lo sabemos, escogemos el rango ms alto y lo disminuimos poco a poco hasta llegar a un cantidad diferente de uno (el uno indica que el rango es muy pequeo para medir esa resistencia) y con el mayor nmero de decimales, tocamos los extremos del resistor con las puntas roja y negra y finalmente multiplicamos la cantidad por el valor del rango. En la imagen anterior med un resistor de 800 ohms y en la lectura me dio .809 por manejar el rango de 200 ohms a 2 kohms (2000 ohms), por lo que media realmente 809 ohms.

Esto lo podemos comprobar tericamente al observar las bandas del resistor y hacer las operaciones correspondientes por medio de su cdigo de colores. Como sacar la resistencia de un resistor mediante su cdigo de colores?

b) Midiendo voltaje (voltaje continuo o directo): Ahora mediremos una pila AA de 1.5 V, esta algo gastada as que veamos que sucede. Lo primero que haremos es colocar la punta del cable rojo en el electrodo positivo de la pila y el negro en el negativo, el resultado aparece en la pantalla del multmetro como lo podemos ver a continuacin.

c) Midiendo capacitancia y corriente: Al medir un capacitor o condensador, este debe estar descargado ya que almacena energa, y se debe tener cuidado al medir corriente. An no he medido ninguna de estas magnitudes, as que cuando lo haga les explicare como hacerlo.

Smbolos comunes en los multmetros digitales.

Estos smbolos son comnmente usados en los multmetros y en diagramas. Son diseados para simbolizar componentes y valores de referencia.PRUEBA AUDIBLE DE CONTINUIDAD: 1. Conecte la punta de prueba roja en el conector VmA" y la Punta de prueba negra en el conector COM. 2. Ponga el interruptor en el rango deseado de . 3. Conecte las puntas de prueba a dos puntos del circuito para ser probado. Si la resistencia es menor a 100 ohmios, el zumbador sonar. USO DE LA PRUEBA DE SEAL: 1. Ponga el interruptor en el rango deseado de . 2. La seal de prueba aparece en medio de VmA" y el conector COM. El voltaje de salida es 5V aproximado p-p con impedancia del ohmio 50k. REEMPLAZO DE BATERIA Y FUSIBLE: Raramente es necesario reemplazar el fusible y en caso de hacerlo, casi siempre es el resultado de error o mal manejo del usuario. Si la figura de la batera aparece en pantalla; indica que la batera debe ser substituida. Para substituir el fusible y la batera; El fusible debe ser del valor de (500mA/250V), quite los dos tornillos en la parte inferior de la carcasa. Quite la carcasa, simplemente sustituya el fusible viejo por un nuevo. De igual forma la batera. Tenga cuidado al conectar la batera verifique la polaridad. PRECAUCION Antes de intentar abrir la carcasa del instrumento, asegrese de desconectar las puntas de prueba de cualquier circuito energizado, para evitar peligro de choque elctrico.

ESPECIFICACIONES:Las exactitudes se garantizan por 1 ao, 23C +/- 5C, menos del de 75% RH.

VOLTAJE DIRECTO Vcc (DC).

RangoResolucinExactitud

200mV100V0.5% de rgd 1Digitos.

2000mV1mV0.5% de rgd 1Digitos.

20V10mV0.5% de rgd 1Digitos.

200V100mV0.5% de rgd 1Digitos.

1000V1V0.5% de rgd 1Digitos.

Proteccin de sobre carga: 220Vca, para el rango de 200mVcc1 000 Vcc 750 Vca para otros rangos.

VOLTAJE ALTERNO. Vca (AC)Rango Resolucin Exactitud200V 100mV 1.2% de rgd 10Digitos.750V 1V 1.2% de rgd 10Digitos.

Proteccin de Sobrecarga: 1000 Vcc (DC) or 750 Vca para todos los rangos. Respuesta: Respuesta media, calibrada en el rms de una onda de seno. Rango de Frecuencia: 45Hz-450Hz

CORRIENTE CONTINUA cc (DC).Rango Resolucin Exactitud2000A 1A 1% de rgd 2D.20mA 10A 1% de rgd 2D.200mA 100A 1.2% de rgd 5D.10 10mA 2% de rgd 2D.

PROTECCION DE SOBRECARGA: 200mA 250V fusible (10A rango deUso).CAIDA DE VOLTAJE DE MEDICION: 200mV

RESISTENCIA:RangoResolucinExactitud

200 ohm100 m ohm1.0% de rgd 8 Dgitos.

2000 ohm1 ohm1.2% de rgd 8 Digitos.

20k ohm10 ohm1.2% de rgd 8 Dgitos.

200k ohm100k ohm1.2% de rgd 8 Dgitos.

2000k ohm1k ohm1.2% de rgd 8 Dgitos.

MXIMO VOLTAJE DEL CIRCUITO ABIERTO: 2,8 VPROTECCION DE SOBRECARGA: 15 segundos mximo 220 Vrms en todos los rangos.

CONTINUIDAD AUDIBLE: Rango Descripcin

Construido El Zumbador suena si la resistencia es menor a 100 ohm. PROTECCION DE SOBRECARGA: 15 segundos mximo 220 Vrms. Sonidos de la alarma.

RECOMENDACIONESPrecaucin.1. Para evitar el peligro de choque elctrico y/o el dao del instrumento, no mida voltaje alterno Vca que exceda de 750Vca y voltaje directo Vcc (DC) no exceda1000 Vcc procure aterrizar sus mediciones por seguridad conecte una tierra o negativo segn el caso. (Esto puede evitar lesiones o la muerte).2. Antes de usar el instrumento, examine los conectores de prueba, los conectores y las puntas de prueba para saber si hay falsos, roturas, o aislamiento.

MEDICIN DE VOLTAJE DIRECTO Vcc (DC).1. Conecte la punta de prueba roja en el conector VmA" y la Punta de pruebanegra en el conector COM2. Fije la posicin deseada del interruptor en el rango DCV. Si de antemano no se sabe el voltaje a medir, fije el interruptor en el rango ms alto y redzcalo hasta que se obtenga la lectura satisfactoria.3. Conecte la punta de prueba al dispositivo o al circuito que ser medido.4. Energice el dispositivo o el circuito que ser medido, el valor del voltaje aparecer en la pantalla digital, junto con la polaridad del voltaje.

MEDICIN DE VOLTAJE ALTERNO Vca (AC).1. Inserta la punta roja en el conector VmA" y la punta negra en el conectorCOM.2. Rango: Posicione el interruptor en el rango deseado del VCA.3. Conecte la punta de prueba al dispositivo o al circuito que ser probado.4. Visualice en la pantalla digital el valor del voltaje de su medicin.

MEDICIN DE CORRIENTE DIRECTA cc (DC).1. Conecte la punta de prueba roja en el conector VmA" y la Punta de pruebanegra en el conector COM.(Para las medidas entre 200mA y 10A conecte la punta roja al contacto " 10A").2. Ponga el interruptor en el rango deseado de DC.3. Abra el circuito que se medir, y conecte las puntas de prueba en serie con la carga de corriente que deber ser medida.4. visualice en la pantalla digital el valor de la corriente de su medicin.

MEDICIN DE RESISTENCIAS:1. Conecte la punta de prueba roja en el conector VmA" y la Punta de pruebanegra en el conector COM.2. Ponga el interruptor en el rango deseado de .3. Si la resistencia que ser medida, est conectada a un circuito, corte la corriente y descargue todos los condensadores antes de realizar la medicin.4. Conecte las puntas y realice la medicin.5. Visualice en la pantalla digital el valor de la resistencia de su medicin.

MEDICION DE DIODOS:1. Conecte la punta de prueba roja en el conector VmA" y la Punta de pruebanegra en el conector COM.2. Ponga el interruptor en el rango de I.3. Conecte la punta roja al nodo del diodo y la punta negra al ctodo del mismo, para ser medido.4. La cada de voltaje en el milivoltio ser mostrada en pantalla. Si se invierte eldiodo, el valor 0 ser mostrado en pantalla.MEDICION DE TRANSISTORES hFE:1. Ponga el interruptor en el rango de hFE.2. Determine si el transistor es tipo de NPN o de PNP y localice el Emisor, la base y colector. Inserte las patas del transistor en los agujeros apropiados del zcalo delhFE, ubicado en el panel delantero.Caractersticas de los MultmetrosEl Multmetro se utiliza para medir diferentes acciones de los electrones en los componentes elctricos y electrnicos. Con este instrumento podrs medir "resistencia", "corriente", y "tensin elctrica".1:Se presentan en una caja protectora, de tamao no mayor de 25 pulgadas cbicas. 2:Proveen dos terminales cuya polaridad se identifica mediante colores: Negro (-) y Rojo (+). 3:En las medidas de corriente directa (CD), la polaridad de los terminales debe ser observada para conectar apropiadamente el instrumento. Esta precaucin no es necesaria para las medidas de corriente alterna (CA). 4:Poseen una llave selectora para elegir el tipo de medida a realizar. Estn diseados para hacer medidas de "resistencia", "corriente", y "tensin elctrica" . 5:La medida de precaucin mas importante es que en las medidas de tensin y corriente se debe observar las escalas. Es conveniente utilizar siempre la escala mayor en la primera medida, luego la corregimos si es necesario.

3. TIPOS DE INSTRUMENTOS DE MEDICIONES ELECTRICAS Y ELECTRONICAS.

4.1. Tipos de instrumentos de medicinson todo los aparatos que se utilizan para medir la intensidad o resistencia de un flujo electromagntico o que utilizan esta energa para realizar algn tipo de medicin como el voltmetro el ampermetro sin embargo tambin podemos utilizar instrumentos elctricos para medir la rugosidad, palpadores, inyectores de seal etc.4.1.1. Instrumentos elctricos

La importancia de los instrumentos elctricos de medicin es incalculable, ya que mediante el uso de ellos se miden e indican magnitudes elctricas, como corriente, carga, potencial y energa, o las caractersticas elctricas de los circuitos, como la resistencia, la capacidad, la capacitancia y la inductancia. Adems que permiten localizar las causas de una operacin defectuosa en aparatos elctricos en los cuales, como es bien sabidos, no es posible apreciar su funcionamiento en una forma visual, como en el caso de un aparato mecnico.

La informacin que suministran los instrumentos de medicin elctrica se da normalmente en una unidad elctrica estndar: ohmios, voltios, amperios, culombios, henrios, faradios, vatios o julios.

Sensibilidad de los instrumentos:

La sensibilidad de un instrumento se determina por la intensidad de corriente necesaria para producir una desviacin completa de la aguja indicadora a travs de la escala. El grado de sensibilidad se expresa de dos maneras, segn se trate de un ampermetro o de un voltmetro.

En el primer caso, la sensibilidad del instrumento se indica por el nmero de amperios, miliamperios o microamperios que deben fluir por la bobina para producir una desviacin completa. As, un instrumento que tiene una sensibilidad de 1 miliamperio, requiere un miliamperio para producir dicha desviacin, etctera.

En el caso de un voltmetro, la sensibilidad se expresa de acuerdo con el nmero de ohmios por voltio, es decir, la resistencia del instrumento. Para que un voltmetro sea preciso, debe tomar una corriente insignificante del circuito y esto se obtiene mediante alta resistencia.4

El nmero de ohmios por voltio de un voltmetro se obtiene dividiendo la resistencia total del instrumento entre el voltaje mximo que puede medirse. Por ejemplo, un instrumento con una resistencia interna de 300000 ohmios y una escala para un mximo de 300 voltios, tendr una sensibilidad de 1000 ohmios por voltio. Para trabajo general, los voltmetros deben tener cuando menos 1000 ohmios por voltio.

Las mediciones elctricas se realizan con aparatos especialmente diseados segn la naturaleza de la corriente; es decir, si es alterna, continua o pulsante. Los instrumentos se clasifican por los parmetros de voltaje, tensin e intensidad.

De esta forma, podemos enunciar los instrumentos de medicin como el Ampermetro o unidad de intensidad de corriente. El Voltmetro como la unidad de tensin, el Ohmimetro como la unidad de resistencia y los Multmetros como unidades de medicin mltiples.

a.- Galvanmetro

Los galvanmetros son aparatos que se emplean para indicar el paso de corriente elctrica por un circuito y para la medida precisa de su intensidad.

Suelen estar basados en los efectos magnticos o trmicos causados por el paso de la corriente.En el caso de los magnticos pueden ser de imn mvil o de cuadro mvil. En un galvanmetro de imn mvil la aguja indicadora est asociada a unimn que se encuentra situado en el interior de una bobina por la que circula lacorriente que tratamos de medir y que crea un campo magntico que, dependiendo del sentido de la misma, produce una atraccin o repulsin del imn proporcional a la intensidad de dicha corriente.

En el galvanmetro de cuadro mvil el efecto es similar, difiriendo nicamente en que en este caso la aguja indicadora est asociada a una pequea bobina, por la que circula la corriente a medir y que se encuentra en el seno del campo magntico producido por un imn fijo.En el diagrama de la derecha est representado un galvanmetro de cuadro mvil, en el que en rojo se aprecia la bobina o cuadro mvil y en verde el resorte que hace que la aguja indicadora vuelva a la posicin de reposo una vez que cesa el paso de corriente. En el caso de los galvanmetros trmicos, lo que se pone de manifiesto es el alargamiento producido, al calentarse por el Efecto Joule al paso de la corriente, un hilo muy fino arrollado a un cilindro solidario con la aguja indicadora. Lgicamente el mayor o menor alargamiento es proporcional a la intensidad de la corriente.

b.- Ampermetro:

Es el instrumento que mide la intensidad de la Corriente Elctrica. Su unidad de medida es el Amperio y sus Submltiplos, el miliamperio y el micro- amperio. Los usos dependen del tipo de corriente, sea, que cuando midamos Corriente Continua, se usara el ampermetro de bobina mvil y cuando usemos Corriente Alterna, usaremos el electromagntico.

El Ampermetro de C.C. puede medir C.A. rectificando previamente la corriente, esta funcin se puede destacar en un Multmetro. Si hablamos en trminos bsicos, el Ampermetro es un simple galvanmetro (instrumento para detectar pequeas cantidades de corriente) con una resistencia paralela llamada Shunt. Los ampermetros tienen resistencias por debajo de 1 Ohmnio, debido a que no se disminuya la corriente a medir cuando se conecta a un circuito energizado.

La resistencia Shunt amplia la escala de medicin. Esta es conectada en paralelo al ampermetro y ahorra el esfuerzo de tener otros ampermetros de menor rango de medicin a los que se van a medir realmente.

c.- El Voltmetro:

Es el instrumento que mide el valor de la tensin. Su unidad bsica de medicin es el Voltio (V) con sus mltiplos: el Megavoltio (MV) y el Kilovoltio (KV) y sub.-mltiplos como el milivoltio (mV) y el micro voltio. Existen Voltmetros que miden tensiones continuas llamados voltmetros de bobina mvil y de tensiones alternas, los electromagnticos.

Sus caractersticas son tambin parecidas a las del galvanmetro, pero con una resistencia en serie. Dicha resistencia debe tener un valor elevado paralimitar la corriente hacia el voltmetro cuando circule la intensidad a travs de ella y adems porque el valor de la misma es equivalente a la conexin paralela aproximadamente igual a la resistencia interna; y por esto la diferencia del potencial que se mide (I2 x R) no vara.

Ampliacin de la escala del Voltmetro

El procedimiento de variar la escala de medicin de dicho instrumento es colocndole o cambindole el valor de la resistencia Rm por otro de mayor Ohmeaje, en este caso.

d.- El Ohmimetro:

Es un arreglo de los circuitos del Voltmetro y del Ampermetro, pero con una batera y una resistencia. Dicha resistencia es la que ajusta en cero el instrumento en la escala de los Ohmios cuando se cortocircuitan los terminales. En este caso, el voltmetro marca la cada de voltaje de la batera y si ajustamos la resistencia variable, obtendremos el cero en la escala.Generalmente, estos instrumentos se venden en forma de Multimetro el cual es la combinacin del ampermetro, el voltmetro y el Ohmimetro juntos. Los que se venden solos son llamados medidores de aislamiento de resistencia y poseen una escala bastante amplia.

e.- Electrodinammetros:

Sin embargo, una variante del galvanmetro, llamado electrodinammetro, puede utilizarse para medir corrientes alternas mediante una inclinacin electromagntica. Este medidor contiene una bobina fija situada en serie con una bobina mvil, que se utiliza en lugar del imn permanente del galvanmetro. Dado que la corriente de la bobina fija y la mvil se invierte en el mismo momento, la inclinacin de la bobina mvil tiene lugar siempre en el mismo sentido, producindose una medicin constante de la corriente. Los medidores de estetipo sirven tambin para medir corrientes continuas.

f.- Medidores de aleta de hierro:

Otro tipo de medidor electromagntico es el medidor de aleta de hierro o de hierro dulce. Este dispositivo utiliza dos aletas de hierro dulce, una fija y otra mvil, colocadas entre los polos de una bobina cilndrica y larga por la que pasala corriente que se quiere medir. La corriente induce una fuerza magntica en las dos aletas, provocando la misma inclinacin, con independencia de la direccin de la corriente. La cantidad de corriente se determina midiendo el grado de inclinacin de la aleta mvil.

g.- Medidores de termopar:

Para medir corrientes alternas de alta frecuencia se utilizan medidores que dependen del efecto calorfico de la corriente. En los medidores de termopar se hace pasar la corriente por un hilo fino que calienta la unin de termopar. La electricidad generada por el termopar se mide con un galvanmetro convencional. En los medidores de hilo incandescente la corriente pasa por un hilo fino que se calienta y se estira. El hilo est unido mecnicamente a un puntero mvil que se desplaza por una escala calibrada con valores de corriente.

h.- Multimetro analgico:

Es el instrumento que utiliza en su funcionamiento los parmetros del ampermetro, el voltmetro y el Ohmimetro. Las funciones son seleccionadas por medio de un conmutador. Por consiguiente todas las medidas de Uso yprecaucin son iguales y es multifuncional dependiendo el tipo de corriente (C.C oC.A.)

i.- El Multmetro Digital (DMM):

Es el instrumento que puede medir el amperaje, el voltaje y el Ohmiaje obteniendo resultados numricos - digitales. Trabaja tambin con los tipos de corriente

Comprende un grado de exactitud confiable, debido a que no existen errores de paralaje. Cuenta con una resistencia con mayor Ohmiaje al del analgico y puede presentar problemas de medicin debido a las perturbaciones en el ambiente causadas por la sensibilidad.

j.- Puente de Wheatstone

Las mediciones ms precisas de la resistencia se obtienen con un circuito llamado puente de Wheatstone, en honor del fsico britnico Charles Wheatstone. Este circuito consiste en tres resistencias conocidas y una resistenciadesconocida, conectadas entre s en forma de diamante. Se aplica una corriente continua a travs de dos puntos opuestos del diamante y se conecta un galvanmetro a los otros dos puntos. Cuando todas las resistencias se nivelan, las corrientes que fluyen por los dos brazos del circuito se igualan, lo que elimina el flujo de corriente por el galvanmetro. Variando el valor de una de las resistencias conocidas, el puente puede ajustarse a cualquier valor de la resistencia desconocida, que se calcula a partir los valores de las otras resistencias. Se utilizan puentes de este tipo para medir la inductancia y la capacitancia de los componentes de circuitos. Para ello se sustituyen lasresistencias por inductancias y capacitancias conocidas. Los puentes de este tipo suelen denominarse puentes de corriente alterna, porque se utilizan fuentes de corriente alterna en lugar de corriente continua. A menudo los puentes se nivelan con un timbre en lugar de un galvanmetro, que cuando el puente no est nivelado, emite un sonido que corresponde a la frecuencia de la fuente de corriente alterna; cuando se ha nivelado no se escucha ningn tono.

j.- Contadores de servicio (wattmetros):

El medidor de vatios por hora, tambin llamado contador de servicio, es un dispositivo que mide la energa total consumida en un circuito elctrico domstico. Es parecido al vatmetro, pero se diferencia de ste en que la bobina mvil se reemplaza por un rotor. El rotor, controlado por un regulador magntico, gira auna velocidad proporcional a la cantidad de potencia consumida. El eje del rotor est conectado con engranajes a un conjunto de indicadores que registran el consumo total.

k.- Vatihormetro:

Un vatihormetro mide la potencia instantanea por tiempo. Medir Kwh. El vatihormetro no es mas que un contador de electricidad y puede estar formado por uno o mas vatmetros.

RI : tensin activa, real u ohmica.XLI : tensin reactiva, inductiva magntica.ZI : tensin aparente, (la que mide el voltmetro)l.- Chispmetro:

Sirve para medir la rigidez dielctrica de un aislante lquido o slido. Para medir la rigidez dielctrica vamos aplicando poco a poco una tensin con un regulador, que iremos aumentando hasta que de ionice el aceite y se produzca una chispa al romperse la rigidez dielctrica.

Dielectrico: aislante y refrigerante.

m.- Frecuencmetro.

Aparato destinado a medir la frecuencia del circuito, slo para corriente alterna. Se conecta en paralelo.

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4.2 Tipos de instrumentos de medicin electrnicos

Otra parte de la instrumentacin es, como su nombre indica, el estudio de los instrumentos electrnicos. stos pueden ser parte del sistema que realizar la medida o ser el propio sistema.

Algunos instrumentos son el multmetro, el osciloscopio, sondas, etc. Otros equipos no estn directamente diseados para las medidas, como las fuentes de alimentacin.Un instrumento de medicin capaz de mostrar instantneamente valores digitales evitara el juicio del operador en la lectura de la escala. La necesidad de facilitar la lectura, aun con iluminacin insuficiente, fomenta la introduccin de dispositivos que proporcionen lecturas digitales, y especialmente en el caso de herramientas como el micrmetro, el cual evita lecturas errneas de la ms pequea graduacin sobre el tambor de este.Con el objeto de proporcionar lectura digital, es necesario disponer de un mecanismo para convertir valores de datos analgicos en digitales.Fue necesario realizar mltiples investigaciones para lograr un sistema de lectura digital en instrumentos de medicin que utilizan contadores mecnicos y convertidores elctricos A/D (analgico/digitales). En las etapas iniciales algunos fabricantes de equipo de medicin elaboraron instrumentos como las cabezas micromtricas electrodigitales, las cuales se instalaban sobre la platina de uncomparador ptico y se conectaban con un cable a un contador digital independiente. No tuvieron mucho xito como dispositivos populares de medicin porque eran poco prcticos y muy caros.

Desde entonces, el desarrollo de la tecnologa ha sido notable. Al final de los aos70, el arribo de nuevos tipos de instrumentos digitales de medicin que no requeran cables fue favorecido por el rpido progreso de la tecnologa de integracin en gran escala (LSI), junto con el desarrollo de pantallas digitales, como las de cristal lquido (LCD), y la miniaturizacin de las bateras. En 1982 entro al mercado el calibrador electrodigital que fue un instrumento difcil de digitalizar debido a su pequeo tamao.La adopcin de tecnologa electrnica avanzada no solo ha hallado el camino de los instrumentos electrodigitales de medicin, sino que tambin ha posibilitado la expansin de funciones de una forma que fue difcil lograr con sistemas mecnicos.El precio, inevitablemente, se incremento, pero la mejor funcionalidad justifica el aumento. Las herramientas de medicin con funciones mltiples tambin han estado disponibles debido ala aplicacin de microprocesadores.Los requerimientos para mediciones exactas han intensificado el cumplimiento de estndares elevados en tcnicas de fabricacin. Los instrumentos electrodigitales dan valores de medicin solo hasta un cierto lugar decimal, y no indican los valores de los datos a media graduacin que permiten los tipos analgicos por estimacin visual. Debido a esta limitacin, y con el objeto de minimizar errores que surgen del truncamiento de fracciones que se acumulan en procesamientos complejos de datos como clculos estadsticos, losrequerimientos se han incrementado para lograr una resolucin mayor y as proporcionar un lugar decimal adicional. Para algunos tipos de mediciones, la lectura analgica es mejor. Los sistemas electrodigitales, sin embargo, han permitido nuevas aplicaciones, a las cuales no puede accederse con las herramientas convencionales de medicin porque los sistemas electrodigitales pueden incorporar funciones de procesamiento de datos y proporcionar datos a dispositivos externos. Algunas de las futuras tendencias para los instrumentos electrodigitales de medicin son las siguientes:

A. Miniaturizacin y menor precio con un mnimo numero de funciones con el objeto de remplazar los instrumentos convencionales de medicin.B. Sern del tipo de propsito mltiple con muchas funciones y gran exactitud. C. Integracin a sistemas de medicin y control de calidad mediante conexina procesadores de datos o computadores personales. D. El uso de sensores es muy extenso

4.3 Caractersticas de los instrumentos de medicin elctricosUn elemento imprescindible para la toma de medidas es el sensor que se encarga de transformar la variacin de la magnitud a medir en una seal elctrica. Los sensores se pueden dividir en:Pasivos: los que necesitan un aporte de energa externa.

Resistivos: son los que transforman la variacin de la magnitud a medir en una variacin de su resistencia elctrica. Un ejemplo puede ser un termistor, que sirve para medir temperaturas.Capacitivos: son los que transforman la variacin de la magnitud a medir en una variacin de la capacidad de un condensador. Un ejemplo es un condensador con un material en el dielctrico que cambie su conductividad ante la presencia de ciertas sustancias.

Inductivos: son los que transforman la variacin de la magnitud a medir en una variacin de la inductancia de una bobina. Un ejemplo puede ser una bobina con el ncleo mvil, que puede servir para medir desplazamientos.

Activos: los que son capaces de generar su propia energa. A veces tambin se les llama sensores generadores. Un ejemplo puede ser un transistor en el que la puerta se sustituye por una membrana permeable slo a algunas sustancias (IsFET), que puede servir para medir concentraciones.

Nota: Walt Kester de Analog Devices, da una clasificacin opuesta a la mencionada anteriormente, como ejemplo un termistor seria un sensor pasivo (necesita de un aporte de energa) y un termopar seria activo (no necesita aporte de energa externa).

Otros ejemplos son: termopar, fotorresistencia, fotodiodo, fototransistor, condensador de placas mviles, sensor de efecto Hall, etc.

A veces tambin se puede aprovechar una caracterstica no deseada de un elemento, como la dependencia de la temperatura en los semiconductores, para usar estos elementos como sensores.

4. FUENTES DE ERROR (PROCEDENCIA DE ERRORES).

medir es determinar numricamente una magnitud comparndola con otra de su misma especie y de valor constante. a estas magnitudes se las conoce comounidadesy su materializacin son lospatrones de medida. el valor verdadero de una cierta magnitud que se mide essiempre imposible de determinarpor las limitaciones tanto del operador como de los instrumentos de medida.toda medida va afectada de un error, tambin imposible de determinar, pero cuyo valor podemos acotar dentro de unos mrgenes adecuados.elerror de medicinse define como la diferenciaentre el valor medicoy el valor verdadero. afectan a cualquier instrumento de mediciony pueden deberse a distintas causas. las que se pueden de alguna manera prever, calcular, eliminar mediante calibraciones y compensaciones, se denominan determinsticos o sistemticosy se relacionan con la exactitudde las mediciones. los que no se pueden prever, pues dependen de causas desconocidas, o estocsticasse denominan aleatoriosy estn relacionados con la precisindel instrumento.Tipos de errores de medicinatendiendo a su naturaleza los errores cometidos en una medicin admiten una clasificacin en dos grandes vertientes: errores aleatoriosy errores sistemticos. Error aleatorio. No se conocen las leyes o mecanismos que lo causan por su excesiva complejidad o por su pequea influencia en el resultado final.Para conocer este tipo de errores primero debemos de realizar un muestreode medidas. Con los datos de las sucesivas medidas podemos calcular su mediday la desviaciontpica muestral. Con estos parmetros se puede obtener la distribucin normalcaracterstica, N[, s], y la podemos acotar para un nivel de confianzadado.Las medidas entran dentro de la campana con unos mrgenes determinados para un nivel de confianza que suele establecerse entre el 95% y el 98%. Error sistemtico. Permanecen constantes en valor absoluto y en el signo al medir una magnitud en las mismas condiciones, yse conocen las leyes que lo causan.Para determinar un error sistemtico se deben de realizar una serie de medidas sobre una magnitud Xo, se debe de calcular la media aritmtica de estas medidas y despus hallar la diferencia entre la media y la magnitud X0.Error sistemtico = | media - X0|Causas de errores de medicinaunque es imposible conocer todas las causas del error es conveniente conocer todas las causas importantes y tener una idea que permita evaluar los errores mas frecuentes. las principales causas que producen errores se pueden clasificar en: Error debido al instrumento de medida. Error debido al operador. Error debido a los factores ambientales. Error debido a lastolerancias geomtricasde la propia pieza.Errores debidos al instrumento de medidacualquiera que sea la precisin del diseo y fabricacin de un instrumento presentan siempre imperfecciones. a estas, con el paso del tiempo, les tenemos que sumar las imperfecciones por desgaste. Error de alineacin. Error de diseo y fabricacin. Error por desgaste del instrumento.Debido a este tipo de errores se tienen que realizar verificaciones peridicas para comprobar si se mantiene dentro de unas especificaciones. Error por precisin y forma de los contactos.Errores debidos al operadorel operador influye en los resultados de una medicin por la imperfeccin de sus sentidos as como por la habilidad que posee para efectuar las medidas. las tendencias existentes para evitar estas causas de errores son la utilizacin de instrumentos de medida en los que elimina al mximo la intervencin del operador. Error de mal posicionamiento. Ocurre cuando no se coloca la pieza adecuadamente alineada con el instrumento de medida o cuando con pequeos instrumentos manuales se miden piezas grandes en relacin de tamao. Otro ejemplo es cuando se coloca el aparato de medida con un cierto ngulo respecto a la dimensin real que se desea medir. Error de lectura y paralelaje. Cuando los instrumentos de medida no tienen lectura digital se obtiene la medida mediante la comparacin de escalas a diferentes planos. Este hecho puede inducir a lecturas con errores de apreciacin, interpolacin, coincidencia, etc. Por otra parte si la mirada del operador no esta situada totalmente perpendicular al plano de escala aparecen errores de paralelaje. Errores que no admiten tratamiento matemtico. Error por fatiga o cansancio.Errores debidos a los factores ambientalesel ms destacado y estudiado es el efecto de la temperatura en los metales dado que su influencia es muy fuerte. Error por variacin de temperatura. Los objetos metlicos se dilatancuando aumenta la temperatura y se contraen al enfriarse. Este hecho se modeliza de la siguiente forma.Variacin de longitud = Coeficiente de dilatacin especfico x longitud de la pieza x variacin temperatura( L = .L.T ) Otros agentes exteriores. Influyen mnimamente. Humedad, presin atmosfrica, polvo y suciedad en general. Tambin de origen mecnico, como las vibraciones.Errores debidos a las tolerancias geomtricas de la propia piezalas superficies geomtricas reales de una pieza implicadas en la medicin de una cota deben presentar unas variaciones aceptables. Errores de deformacin. La pieza puede estar sometida a fuerzas en el momento de la medicin por debajo del limite elsticotomando cierta deformacin que desaparece cuando cesa la fuerza. Errores de forma. Se puede estar midiendo un cilindro cuya forma aparentemente circular en su seccin presente cierta forma oval. Errores de estabilizacin o envejecimiento. Estas deformaciones provienen del cambio en la estructura interna del material. El tempe de aceros, es decir, su enfriamiento rpido, permite que la fase austenticase transforme a fase martensticaestable a temperatura ambiente. Estos cambios de geometra son muy poco conocidos pero igualmente tienen un impacto importante.

Las fuentes de error se suelen dividir en:

1.- Error humano, se deben a despistes, desconocimiento de cmo realizar la medida, etc.. Se corrigen siendo cuidadoso. Este tipo de error suelen ser graves.

2.- Errores sistemticos, tienen su fuente en lo aparatos de medida debido a una mala calibracin de stos o por operar fuera de sus lmites normales de funcionamiento (por ejemplo intentar medir la amplitud de una seal con una frecuencia de 60 MHz con un osciloscopio con un ancho de banda de 50 MHz). Se caracterizan por repetir siempre el mismo error no importa el nmero de medida que se realicen (el error es que el aparato mide otra cosa que la que debera medir, por lo que no se puede corregir al medir de forma reiterativa). Se corrigen empleando instrumentacin adecuada.

3.- Errores de resolucin. Son debidos al mnimo cambio en la magnitud que es capaz de medir el instrumento. No podemos nunca medir con menor error que la precisin del instrumento de medida. La resolucin de un instrumento deber ser mayor o igual que su exactitud.

4.- Errores estadsticos o residuales. Se deben a la combinacin aleatoria de un conjunto de parmetros que influyen en la medida. Estos errores siempre estn presentes en la medida. Presentan una serie de caractersticas que permiten su tratamiento aleatorio:- Tienen una distribucin aleatoria.- El error disminuye al aumentar el nmero de medidas.- Los errores positivos y negativos son equiprobables.- La probabilidad de un error pequeo es mayor que uno grande.Esta caracterstica de los errores residuales permiten que se puedan tratar estadsticamente, presuponiendo para ello una determinada distribucin de probabilidad. La distribucin ms usada es la distribucin normal

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El manejo estadstico de los datos suele exigir un elevado nmero de medidas.Normalmente en el laboratorio se emplean mtodos ms sencillos pero que son adecuados si se conoce el origen del error que afecta a la medida, es decir, es ms importante conocer el origen del error, si se puede corregir y cuales son las cotas del error que el aplicar un determinado mtodo de estimacin del error.En la tabla 1, al final de este tema, podemos ver un resumen de los distintos tipos de error y una breve descripcin de sus causas y mtodos de correccin.