01-02-00-00

MÓDULO UNO MÁQUINAS Y EQUIPOSFRIGORÍFICOS

U.D. 2 APARATOS DE MEDIDA

M 1 / UD 2

MÓDULO UNO MÁQUINAS Y EQUIPOS FRIGORÍFICOS


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ÍNDICE

Introducción.................................................................................. 153

Objetivos ........................................................................................ 155

1. Magnitudes fundamentales .................................................... 157

2. Tipologías y clases ................................................................... 164

3. Instrumentos de medición ..................................................... 166

3.1. Manómetro de glicerina y paraisobutano ................... 166

3.2. Analizadores con manómetro de alta y baja................ 167

3.3. Presostatos de alta y baja y diferenciales de aceite...... 168

3.4. Báscula de carga de refrigerante.................................. 169

3.5. Termómetros ................................................................. 169

3.6. Medidor de tenazas ....................................................... 170

3.7. Voltímetro...................................................................... 171

3.8. Resistencia, aislamiento eléctrico, polímetro.............. 171

3.9. Megamedidor ................................................................ 171

3.10. Anemómetro ................................................................. 175

3.11. Anemomaster ................................................................ 175

3.12. Medidor de ruido.......................................................... 175

3.13. Vibrómetro .................................................................... 176

3.14. Detector de fugas .......................................................... 176

3.15. Control de calidad de líquidos o de aire ..................... 176

3.16. Detector de acidez del circuito .................................... 176

4. Técnicas y procedimientos de medición ............................... 177

4.1. Clasificación de los errores.............................................. 179

4.2. Cifras significativas ........................................................... 182

4.3. Proceso de medida........................................................... 183

Resumen ........................................................................................ 185

Glosario.......................................................................................... 187

Cuestionario de Autoevaluación.................................................. 191

Bibliografía .................................................................................... 193



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INTRODUCCIÓN

Para el correcto funcionamiento de la instalación es importante elconocimiento de su diseño, su función y control, tanto mecánico comoeléctrico, debiéndose estudiar detenidamente el trazado de las tuberíasy diseño en general de componentes y sistemas externos conectados.Con el fin de localizar y subsanar las averías y funcionamientos incorrectos,son necesarios ciertos conocimientos teóricos (que describiremos en lasunidades siguientes) así como los siguientes factores:

• Estructura, funcionamiento y características de todos los componentesde la instalación.

• Todos los procesos de refrigeración.

• Las influencias ambientales en el funcionamiento de la instalación.

• El funcionamiento y ajuste de los controles y de los dispositivos deseguridad.

• Legislación vigente referente a aspectos de seguridad y suscorrespondientes inspecciones en sistemas frigoríficos.

• Instrumentos y técnicas de medida necesarios.

En las labores de mantenimiento, siempre que se tenga cierta experiencia,hay algunos tipos de averías que pueden ser detectadas por medio delos sentidos (ventilador gira en sentido contrario, suciedad, aletasdeformadas…) en cambio existen errores en el funcionamiento delsistema cuyas causas sólo pueden ser detectadas mediante los aparatosde medida, de ahí la importancia de saber cómo y cuándo deben utilizarse,del mismo modo que es necesario conocer sus características (precisión,capacidad de resolución, reproducibilidad, estabilidad a largo plazo yestabilidad con la temperatura).

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OBJETIVOS

Con el fin de que el alumno pueda verificar el correcto funcionamientode una instalación frigorífica en la puesta en marcha, detectar, localizare interpretar las causas de las averías a partir de las lecturas obtenidas;actuando bajo normas de seguridad personales se estudian en la unidadlos aparatos, desarrollando los siguientes conceptos:

• Las magnitudes de medida fundamentales y derivadas, los distintossistemas de medida, y la transformación de unidades de un sistemaa otro.

• Los parámetros que condicionan las lecturas obtenidas tales comola precisión, capacidad de resolución, reproducibilidad y estabilidad.

• Los instrumentos de medida más usados en las instalaciones frigoríficas.Se explicará el funcionamiento de éstos y en qué condiciones procedeemplearlos.

• Se identifican los puntos de medición.

• Se seleccionan los instrumentos de medida apropiados en cada caso.

• Se interpretan los resultados obtenidos, las mediciones, identificandolas posibles causas de las averías, de forma que puedan ser subsanadas.



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1. MAGNITUDES FUNDAMENTALES

En la ciencia, tanto las leyes como las definiciones se relacionan entresí mediante un grupo reducido de magnitudes, de tal forma que cualquierotra magnitud (magnitud derivada) puede obtenerse en función de lasmagnitudes fundamentales.

A continuación se definen los conceptos básicos para la comprensión dela unidad:

Magnitud es todo aquello que se puede medir, que se puede representarpor un número y que puede ser estudiado en las ciencias experimentales.

Magnitudes escalares: quedan definidas mediante la cantidad y la unidadcorrespondiente.

Magnitudes vectoriales: quedan definidas mediante la cantidad, unidadcorrespondiente, dirección y sentido.

Unidad: se define como la cantidad de referencia; deben ser reproducibles(por patrones de medida) e inalterables (constantes respecto al valor dereferencia).

Patrón de medida: sistema físico que encarna la cantidad consideradacomo una unidad.

La medida es el resultado de medir; para medir se compara la cantidadde magnitud que queremos medir con la unidad de esa magnitud.

Sistema de unidades: conjunto reducido y completo de magnitudesfundamentales y unidades, en función del cual pueden obtenerse el restode magnitudes.

El Sistema Internacional de Unidades (SI)

El Sistema Internacional de Unidades evoluciona a partir del SistemaMétrico Decimal francés. El SI toma como magnitudes fundamentalesla longitud, la masa, el tiempo, la intensidad de corriente eléctrica, latemperatura absoluta, la intensidad luminosa y la cantidad de sustancia,fijando correspondientes unidades para cada una de ellas. A estas sietemagnitudes fundamentales hay que añadir dos suplementarias, asociadasa medidas angulares: el ángulo plano y el ángulo sólido. La definiciónde las diferentes unidades fundamentales ha evolucionado con el tiempoal mismo ritmo que las propias ciencias físicas.

Magnitudes fundamentales SI

• Unidad de Longitud: El metro (m) es la longitud recorrida por la luzen el vacío durante un período de tiempo de 1/299 792 458 s.



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• Unidad de Masa: El kilogramo (kg) es la masa del prototipointernacional de platino iridiado que se conserva en la Oficina dePesas y Medidas de París.

• Unidad de Tiempo: El segundo (s) es la duración de 9 192 631 770períodos de la radiación correspondiente a la transición entre dosniveles fundamentales del átomo Cesio 133.

• Unidad de Corriente Eléctrica: El amperio (A) es la intensidad decorriente, que al mantenerse entre dos conductores paralelos,rectilíneos, de longitud infinita, sección transversal circular despreciabley separados en el vacío por una distancia de un metro, producirá unafuerza entre estos dos conductores igual a 2 x 10-7 N por cada metrode longitud.

• Unidad de Temperatura Termodinámica: El Kelvin (K) es la fracción1/273,16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua.

• Unidad de Intensidad Luminosa: La candela (cd) es la intensidadluminosa, en una dirección dada, de una fuente que emite radiaciónmonocromática de frecuencia 540 x 1012 hertz y que tiene unaintensidad energética en esta dirección de 1/683 W por estereorradián(sr).

• Unidad de Cantidad de Sustancia: El mol es la cantidad de materiacontenida en un sistema y que tiene tantas entidades elementalescomo átomos hay en 0,012 kilogramos de carbono 12. Cuando esutilizado el mol, deben ser especificadas las entidades elementales,y las mismas pueden ser átomos, moléculas, iones, electrones, otraspartículas o grupos de tales partículas.

Las unidades base del Sistema Internacional de Unidades son:

Unidades derivadas

Ciertas unidades derivadas han recibido unos nombres y símbolosespeciales. Estas unidades pueden, así mismo, ser utilizadas en combinacióncon otras unidades base o derivadas para expresar unidades de otras



MAGNITUDES FUNDAMENTALES NOMBRE SÍMBOLO

Longitud metro m

Masa kilogramo kg

Tiempo segundo scorriente eléctrica Amperio Atemperatura termodinámica Kelvin Kcantidad de sustancia mol molintensidad luminosa candela cd

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cantidades. Estos nombres y símbolos especiales son una forma deexpresar unidades de uso frecuente.

Coulomb (C): Cantidad de electricidad transportada en un segundo poruna corriente de un amperio.

Julio (J): Trabajo producido por una fuerza de un newton cuando supunto de aplicación se desplaza la distancia de un metro en la direcciónde la fuerza.

Newton (N): Es la fuerza que, aplicada a un cuerpo que tiene una masade 1 kilogramo, le comunica una aceleración de 1 metro por segundo,cada segundo.

Pascal (Pa): Unidad de presión. Es la presión uniforme que, actuandosobre una superficie plana de un metro cuadrado, ejerceperpendicularmente a esta superficie una fuerza total de un newton.

Volt (V): Unidad de tensión eléctrica, potencial eléctrico, fuerzaelectromotriz. Es la diferencia de potencial eléctrico que existe entredos puntos de un hilo conductor que transporta una corriente deintensidad constante de 1 ampere cuando la potencia disipada entreesos puntos es igual a un watio.

Watio (W): Potencia que da lugar a una producción de energía igual aun julio por segundo.

Ohm ( ): Unidad de resistencia eléctrica. Es la resistencia eléctrica queexiste entre dos puntos de un conductor cuando una diferencia depotencial constante de un voltio aplicada entre estos dos puntos produce,en dicho conductor, una corriente de intensidad un ampere, cuando nohaya fuerza electromotriz en el conductor.

Weber (Wb): Unidad de flujo magnético, flujo de inducción magnética.Es el flujo magnético que, al atravesar un circuito de una sola espira,produce en la misma una fuerza electromotriz de un voltio si se anuladicho flujo en 1 segundo por decrecimiento uniforme.



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Temperatura termodinámica en el apartado 1.6.7 se definen las escalastermométricas.



MAGNITUD DERIVADA NOMBRE SÍMBOLO

EXPRESADASEN TÉRMINOSDE OTRASUNIDADES DEL SI

EXPRESADAS ENTÉRMINOS DE LASUNIDADES BASEDEL SI

ángulo plano radián

ángulo sólido estereorradián

frecuencia hertz

fuerza newton

presión, esfuerzo pascal

energía, trabajo, calor joule

potencia, flujo de energía watt

carga eléctrica, cantidadde electricidad

coulomb

diferencia de potencialeléctrico, fuerzaelectromotriz

volt

capacitancia farad

resistencia eléctrica ohm

conductancia eléctrica siemens

flujo magnético weber

densidad de flujomagnético

tesla

inductancia henry

temperatura Celsius Celsius

flujo luminoso lumen

radiación luminosa lux

actividad (radiaciónionizante)

beequerel

dosis absorbida, energíaespecífica (transmitida)

gray

dosis equivalente sievert

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Existen otros sistemas de unidades:

• Sistema Cegesimal de unidades o sistema CGS, es un basado en el ,el y el ndo.

• Sistema Técnico, que comprende una serie de unidades del antiguoS, que siguen en uso para determinados cálculos (Unidad de fuerza:kilogramo fuerza (kgf) o kilopondio (kp), Unidad de presión:(m.c.a.), Unidad de energía: (cal), Unidad de potencia: (CV)).

• Sistema Anglosajón, por el que se rigen los países anglosajones,empleando la milla, yarda, libra.

Tablas de conversión unidades:



FACTOR PREFIJO SÍMBOLO FACTOR PREFIJO SÍMBOLO

Prefijos SI

erg/s W Kpm/s cal/s Kcal/min CV

erg/s

WKpm/s

cal/sKcal/min

CVConversión unidades potencia

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El artículo único del REAL DECRETO 1317/1989, de 27 de octubre de1989 por el que se establecen las Unidades Legales de Medida, publicadoel 3 de noviembre, establece:

1. El Sistema legal de Unidades de Medida obligatorio en España es elSistema Métrico Decimal de siete unidades básicas, denominadoSistema Internacional de Unidades (SI), adoptado en la ConferenciaGeneral de Pesas y Medidas y vigente en la Comunidad EconómicaEuropea.



erg/gºC J/kgºC Kpm/kgºC Cal/gºC J/gºC Kcal/gºC

erg/gºC

J/kgºCKpm/kgºC

Cal/gºCJ/gºC

Kcal/gºCConversión unidades calor específico y calor latente

erg J k pm cal Atm.l kW.h CV.herg

J

kpmcalAtm.l

kW.h

CV.h

Conversión unidades trabajo, energía, calor

Baria Pascal Kp/m2 Atm Bar Kp/cm2 torr mcaBariaPascalKp/m2

AtmBarKp/cm2

torrmca

Conversión unidades presión

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En la tabla siguiente figuran las distintas normativas publicadas en elBoletín Oficial del Estado (BOE)

BOE nº 269 de 10 denoviembre de 1967

Ley 88/1967, de 8 de noviembre, declarando de uso legal en España el denominadoSistema Internacional de Unidades (SI).

BOE nº 110 se 8 demayo de 1974

Decreto 1257/1974 de 25 de abril, sobre modificaciones del Sistema Internacionalde Unidades, denominado SI, vigente en España por Ley 88/1967, de 8 denoviembre.

BOE nº 264 de 3 denoviembre de 1989

Real Decreto 1317/1989, de 27 de octubre, por el que se establecen las UnidadesLegales de Medida.

BOE nº 21 de 24 deenero de 1990

Corrección de errores del Real Decreto 1317/1989, de 27 de octubre, por el que seestablecen las Unidades Legales de Medida.

BOE nº 289 de 3 dediciembre de 1997

Real Decreto 1737/1997, de 20 de noviembre, por el que se modifica Real Decreto1317/1989, de 27 de octubre, por el que se establecen las Unidades Legales de Medida.

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2. TIPOLOGÍA Y CLASES

La finalidad de las labores de mantenimiento consiste en conocer cuáles el estado de la instalación, y tomar las medidas correctoras que seannecesarias para conseguir el adecuado funcionamiento de ésta. La tomade datos de determinados puntos del sistema (tal y como se explicará enel punto 2.6. ‘’Interpretación de resultados’’) resulta muy útil, y enalgunos casos determinante, a la hora de detectar y resolver averías enlos sistemas. Los aparatos de medida, son herramientas utilizadasgeneralmente para cualificar y cuantificar los objetos, según las reglasprecisas que permiten clasificar esos objetos.

La clasificación de los aparatos de medida atendiendo a las distintasvariables a cuantificar:

• Dimensionales.

• Termodinámicos.

• Eléctricos.

• Tiempo y Frecuencia.

• Mecánica.

• Óptica.

• Eléctricos.

• Acústica y Vibraciones.

• Metrología química.

• Radiaciones ionizantes.

Los aparatos de medida pueden ser:

Analógico.

Dispositivo, circuito o sistema electrónico que procesa señales eléctricasque toman infinitos valores dentro de un intervalo, y que reciben elnombre de señales analógicas.

Digital.

Área de la electrónica que estudia los sistemas electrónicos que procesanseñales eléctricas que toman sólo dos valores asignados a los dígitos 0 y1, y reciben el nombre de señales digitales.

Los sistemas electrónicos digitales poseen las siguientes características:

• Mayor complejidad de los circuitos que los sistemas analógicos. Unsumador o un integrador digital es más complejo que uno analógico.

• Facilidad para memorizar las variables eléctricas.



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• Programabilidad. Es posible modificar el proceso cambiando solamenteel contenido de una memoria, sin necesidad de cambiar los circuitoso su conexión.

• Gran densidad de integración, porque la precisión de los resultadosno depende de la tolerancia de los componentes.

• Necesidad de utilizar varias variables binarias para representar unainformación. El número de ellas depende de la precisión que sedesee.

Las tres características antes citadas de facilidad de memorización,programabilidad y gran densidad de integración han hecho de laelectrónica digital el motor del desarrollo de las tecnologías de lainformación.



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3. INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN

A continuación describiremos los principales instrumentos de mediciónutilizados en las instalaciones frigoríficas:

3.1. Manómetro, de glicerina y para isobutano

El manómetro es el aparato empleado para detectar la presión delcircuito. Existen dos tipos de manómetros, los de baja (también llamadosvacuómetros) que miden hasta 12 bar y los de alta que miden hasta 30bar. Se fabrican en varios diámetros y escalas, relacionando la presióncon la temperatura. Para evitar las pulsaciones producidas por la agujase construyen manómetros amortiguados con glicerina y regulables.Atendiendo al tipo de refrigerante empleado se debe utilizar el manómetrocorrespondiente.

Los manómetros para localización de averías y mantenimiento son engeneral de tipo Bourdon, la presión se mide como sobrepresión, el puntocero de la escala de presión es igual a la lectura del barómetro.

Existen manómetros especiales para el refrigerante isobutano (R-600 A)con escala desde -1 bar hasta 3 bar y con sistema regulable.

Los manómetros instalados permanentemente en el sector de alta presióndeberán tener una graduación superior a un 20 por 100 de la presiónmáxima de servicio, como mínimo estando ésta indicada claramente conuna fuerte señal roja.

En las instalaciones frigoríficas puede preverse conexiones para losmanómetros excepto en los siguientes casos que dispondrán de estosinstrumentos de forma permanente:

• Instalaciones con refrigerantes del grupo primero, cuando la cargade las mismas sobrepase los 50 kilogramos.

• Instalaciones con refrigerantes del grupo segundo, cuando la cargade las mismas sobrepase los 25 kilogramos.

• Instalaciones con refrigerantes del grupo tercero y anhídrido carbónico.

• Las bombas volumétricas para líquidos estarán provistas de unmanómetro en el sector de alta presión o de impulsión. Se preverála colocación de un dispositivo apropiado de amortiguamiento o deuna válvula de cierre automático para evitar la fuga de fluidospeligrosos.



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• Los recipientes que hayan de someterse a pruebas de presión estaránprovistos de conexiones para la colocación de manómetros, que seránindependientes y estarán distanciadas de la conexión que se utilicepara las citadas pruebas, a menos que se hayan tomado otras medidasadecuadas para asegurarse de que la presión que soportan puedeconocerse con las indicaciones de un único manómetro.

• Las camisas de calefacción de los recipientes sometidos a presiónestarán provistas de un manómetro y de un termómetro.

• Los aparatos de control manual que se desescarchen utilizando caloro altas temperaturas, estarán provistos de manómetros.

3.2. Analizadores con manómetros de alta y baja

El analizador empleado en refrigeración se utiliza para crear el vacíodentro del sistema, realzar la carga de refrigerante (en estado líquido oen estado gaseoso) y obtener datos a cerca de las presiones de alta y baja.

Tal y como se aprecia en la figura en el analizador con manómetrospueden distinguirse las siguientes partes:

- Manómetro de presión baja.

- Manómetro de presión alta.

- Válvula manual para presión baja.

- Válvula manual para presión alta.

- Conexión de lado alto.

- Conexión del lado bajo.

- Compuerta auxiliar.

- Una conexión para: bomba de vacío, cilindro refrigerante…

- Un visor para controlar la carga de refrigerante.



Puente de manómetros

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En la definición de los analizadores con manómetros hemos descrito lasoperaciones que pueden realizarse con éstos, en los esquemas siguientespueden comprobarse las tres funciones (en el punto 2.5 ‘’Aplicacionesespecíficas’’ se desarrollarán la creación de vacío y carga de refrigerante).

Medición de la presión

Carga de refrigerante. Izquierda: en estado líquido. Derecha: en estado gaseoso

Bombeadores de vacío

3.3. Presostato de alta y baja y diferenciales de aceite

Los presostatos controlan la presión del sistema, realizan distintasfunciones de regulación de la marcha, (aparato de regulación) y comoaparato de protección; los presostatos diferenciales de aceite songeneralmente aparatos de protección.

En el apartado 5.4.2. ‘’Tipos de dispositivos de seguridad‘’ se desarrollael funcionamiento de los presostatos o conmutadores.

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3.4. Báscula de carga de refrigerante

La báscula de refrigerante es un instrumento que permite controlar deforma exacta la cantidad de refrigerante que se carga o recupera en lainstalación. Suelen incorporar visores para poder nivelar correctamentela báscula.

Para utilizar la báscula digital se coloca la botella en la plataformadispuesta para tal fin y se pesa el cilindro de refrigerante. Las básculasde carga digitales permiten una carga de hasta 50 Kg con una precisiónde ±10gr. En el punto 2.5 ‘’Aplicaciones específicas’’ se desarrollará laforma de cargar una instalación de refrigerante.

3.5. Termómetros

El termómetro es el aparato empleado para medir la temperatura delcircuito. Existen distintos tipos de termómetros siendo el de uso másgeneralizado el electrónico de lectura digital obteniendo la lectura delos sensores, y los de esfera de aguja con bulbo y tubo capilar.

Algunos ejemplos de las distintas versiones de sensores de los termómetrosdigitales son de superficie de ambiente y de inducción. La precisión deltermómetro no deberá ser inferior a ± 0,1 ºC y la capacidad de resolucióndebe ser de 0,1 ºC.

Los termómetros de esfera de aguja con bulbo y tubo capilar estándisponibles con escala de -40 a 60 ºC y longitudes de capilar de 1 a 1,5 m.

En el punto 2.5 ‘’Aplicaciones específicas’’ se detallarán los puntos amedir en una instalación frigorífica.

Báscula refrigerante

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3.6. Medidor de tenazas

El medidor de tenazas se emplea para medir la intensidad de corrientealterna; se conecta seriado en dicha rama. En nuestro caso debemosrealizar medidas rápidas sin efectuar desconexiones, por lo que se utilizanpinzas amperimétricas. La pinzas amperimétricas aprovechan la presenciadel campo magnético que se establece alrededor del conductor dondecircula la corriente y la relación directamente proporcional que existeentre la intensidad del campo magnético y la intensidad de la corriente.

Son de dos tipos:

• Pinzas amperimétricas de tipo inductivo o tipo transformador, queaprovechan la tensión inducida por el campo magnético en un núcleode hierro, las cuales miden solamente corriente alterna.

• Pinzas de efecto Hall, que utilizan un semiconductor y un circuitode amplificación independiente que pueden medir corriente alternao continúa. En la actualidad, la tendencia es utilizar este principiode medición en los instrumentos portátiles.

Las pinzas amperimétricas pueden trabajar asociadas a un multímetro;en general, se debe buscar que tengan las siguientes características:Retención de lectura, medición de lecturas de verdadero valor eficaz,registro de máxima y mínima y promedios en diferentes periodos detiempo, velocidad de registro que permita obtener las corrientes dearranque de los compresores.

Termómetro digital

Medidor de tenazas

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3.7. Voltímetro

El voltímetro es un aparato utilizado para medir, directa o indirectamente,diferencias de potencial eléctrico. Esencialmente, un voltímetro estáconstituido por un galvanómetro sensible que se conecta en serie conuna resistencia adicional de valor elevado. Para que en el proceso demedida no se altere la diferencia de potencial, es conveniente que elaparato consuma la menor cantidad posible de corriente; esto se consigueen el voltímetro electrónico, que consta de un circuito electrónicoformado por un adaptador de impedancia.

3.8. Resistencia aislamiento eléctrico. Polímetro

El Polímetro es un instrumento de medida que se utiliza para cualquierexperiencia de teoría de circuitos. En un principio estos aparatos erananalógicos, y solamente permitían medir intensidades de corrientes yresistencias. Pero actualmente, los diseños de los polímetros digitalesademás permiten medir capacidades, frecuencias, etc., y son más precisos.

Los polímetros constan de un conmutador de encendido y apagado yotro que permite seleccionar si las lecturas serán de corriente continuao alterna. Con este mismo conmutador podremos seleccionar tanto eltipo de medida (resistencia, tensión, corriente,...) como el máximo valorde la señal que el polímetro es capaz de medir. Es aconsejable primerocalcular la medida teórica que se va a medir con el fin de no tener averíascon el polímetro. Por último, el polímetro consta de cuatro terminalesde entrada y dos zócalos que permiten conectarlo con los circuitos oelementos a medir.

3.9. Megamedidor

Megamedidor o multímetro: Es un instrumento de medición que recogeun amperímetro, voltímetro, ohmiómetro, medida de capacidad,termómetro; pudiendo ser analógico o digital.

El amperímetro, el voltímetro, y el ohmiómetro utilizan el galvanómetroD’Arsonval. La diferencia entre ellos es el circuito utilizado con elmovimiento básico. Es, por lo tanto, obvio que se puede diseñar uninstrumento para realizar las tres funciones de medición; este dispositivotiene un interruptor de función que selecciona el circuito apropiado algalvanómetro D’Arsonval y es llamado comúnmente multímetro omedidor-volt-ohm-miliampere (VOM).

Polímetro

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Básicamente, todos los instrumentos que requieran de un medio deinterpretación de características físicas usan un galvanómetro. Lo diseñóel francés Arsen d’Arsonval en 1882 y lo llamó así en honor del científicoitaliano Galvini. En esencia, el medidor es un dispositivo que consta deun imán permanente y una bobina móvil. El galvanómetro D’Arsonvalde bobina móvil funciona basándose en el efecto electromagnético. Ensu forma más sencilla, el medidor de bobina móvil consta de una bobinade alambre muy fino devanado sobre marco de aluminio ligero. Un imánpermanente rodea a la bobina y el marco de aluminio está montadosobre pivotes que posibilitan que gire libremente, junto con la bobina,entre los polos del imán permanente. Cuando hay corriente en la bobina,ésta se magnetiza y su polaridad es tal que el campo del imán permanentela repele. Esto hace que el marco de la bobina gire sobre el pivote ycuánto lo haga depende de la cantidad de corriente que circule por labobina. Así, al calibrar la aguja sobre el marco de la bobina y referirlaa una escala calibrada en unidades de corriente, puede medirse lacantidad de corriente que circula a través del instrumento.

Uno de los instrumentos de propósitos más versátiles, capaz de medirvoltajes de corriente alterna y corriente continua, corriente y resistencia,es el multímetro electrónico de estado sólido o VOM. Aunque los detallesdel circuito varían de un instrumento a otro, un multímetro electrónicogeneralmente contiene los siguientes elementos:

• Amplificador de corriente continua de puente – equilibrado y medidorindicador.

• Atenuador de entrada o interruptor de RANGO, para limitar lamagnitud del voltaje de entrada al voltaje deseado.

• Sección de rectificación para convertir el voltaje de corriente alternade entrada en voltaje de corriente continua proporcional.

• Batería interna y un circuito adicional para proporcionar la capacidadpara medir resistencias.

Galvanómetro D’Arsonval de bobina móvil

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• Interruptor de FUNCIÓN, para seleccionar las distintas funcionesde medición del instrumento.

Además el instrumento suele incluir una fuente de alimentación para suoperación con la línea de corriente alterna y, en la mayoría de los casos,una batería para operarlo como instrumento portátil de prueba.

Los multímetros analógicos son instrumentos de laboratorio y de campomuy útiles y versátiles, capaces de medir voltaje (en corriente continuay alterna), corriente, resistencia, ganancia de transistor, caída de voltajeen los diodos, capacitancia e impedancia. Se les llama por lo generalmultimeters (en inglés se les llama VOM, volt ohm miliammeters).

En últimas fechas se han ampliado y mejorado las posibilidades defuncionamiento de esos medidores, se ha aumentado en formaconsiderable sus posibilidades y su exactitud. Además, mediante el empleode amplificadores de entrada con transistores de efecto de campo (FET)para mediciones de voltaje corriente continua, sus impedancias rebasancon frecuencia a los 100 M . Por ultimo, la escala del óhmetro ya no seha de llevar a cero para compensar los cambios internos del voltaje debatería o los cambios de escala. Las mediciones de voltaje se puedenefectuar sobre el rango de 0.4 mV hasta 1000 V con exactitudes de 0.1por ciento. Las mediciones de corriente se pueden llevar a cabo desde0.1 A hasta 10 A con exactitudes de 0.2 por ciento. Se miden resistenciastan altas como 40 M con exactitud de 1 por ciento (se debe notar queal hacer mediciones de resistencias tan altas, nunca se debe tocar la puntade medición con los dedos debido a que la resistencia de la piel es desólo algunos miles de ohms, y esto puede originar errores serios en lamedición). Las mediciones de resistencia menores tienen una exactitudde 0.2 por ciento.

Los multímetros digitales han tomado el lugar de los multímetros conmovimientos de D'Arsonval por dos razones principales: mejor exactitudy eliminación de errores de lectura. Sin embargo con frecuencia se agregauna escala analógica en la escala digital para dar una indicación visualde entradas que varían con el tiempo. La posibilidad de observar laindicación del medidor en forma analógica es muy importante cuandose estén localizando fallas en sistemas de instrumentación, por ejemplo,la rapidez con que cambia una variable, al igual que su magnitud, puedendar indicaciones valiosas en muchas situaciones de localización deproblemas.

La mayoría de los multímetros digitales se fabrican tomando como baseya sea un convertidor A / D de doble rampa o de voltaje a frecuencia,con ajuste de rango. Para dar flexibilidad para medir voltajes en rangosdinámicos más amplios con la suficiente resolución, se emplea un divisorde voltaje para escalar el voltaje de entrada.

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Para lograr la medición de voltajes de corriente alterna, se incluye unrectificador en el diseño del medidor. Como las exactitudes de losrectificadores no son tan altas como las de los circuitos de medición devoltaje de corriente continua, la exactitud general de los instrumentosde medición de corriente alterna es menor que cuando se miden voltajesde corriente continua (las exactitudes para voltajes de corriente alternavan desde + 1.012 hasta + 1 por ciento + 1 digito). Las corrientes se midenhaciendo que el voltímetro digital determine la caída de voltaje a travésde una resistencia de valor conocido y exacto.

Aunque el valor de una resistencia se puede especificar con muchaexactitud, hay cierto error adicional debido al cambio de resistenciacomo función del efecto de calentamiento de la corriente que pasa através de ella.

Además, se debe tener cuidado al emplear la función de medición decorriente. No se debe permitir que pase demasiada corriente a través dela resistencia. Las exactitudes típicas de las mediciones de corriente decorriente continua van desde + 0.03 hasta + 2 por ciento de la lectura +1 dígito, mientras que para corriente alterna son de + 0.05 a + 2 porciento + 1 dígito.

El voltímetro digital se convierte en óhmetro cuando se incluye en éluna fuente muy exacta de corriente. Esta fuente circula corriente a travésde la resistencia que se mide y el resto de los circuitos del vóltmetrodigital monitorea la caída de voltaje resultante a través del electo. Lafuente de corriente es exacta sólo para voltajes menores que el voltajede escala completa del vóltmetro digital. Si la resistencia que se mide esdemasiado grande, la corriente de prueba de la fuente de poderdisminuirá. Las exactitudes de los voltímetros digitales multiusos que seemplean apara medir la resistencia van desde + 0.002 por ciento de lalectura + 1 dígito hasta + 1 por ciento de la lectura + 1 dígito.

Muchos multímetros digitales son instrumentos portátiles de baterías.Algunos se diseñan con robustez para permitirles soportar los rigores delas mediciones de campo. Otros poseen características tales comooperación de sintonización automática de rango (lo cual significa queel medidor ajusta de manera automática sus circuitos de medición parael rango de voltaje, corriente o resistencia), compatibilidad con salidadecimal codificada binaria, y medición de conductancia y aun detemperatura.

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3.10. Anemómetro

Mide la velocidad del aire y del caudal volumétrico. Según el tipo deaplicación, los anemómetros son fabricados como anemómetros de hilocaliente, anemómetros de rueda alada o como anemómetros herméticosportátiles de tamaño de bolsillo. Todos ellos hacen posible medir lafuerza eólica y la velocidad de circulación del aire. Los resultados de lamedición de la velocidad del aire se pueden almacenar en parte en lamemoria cuando utilizamos anemómetros digitales.

El flujo es proporcional a la velocidad media; el anemómetro con tubode Pitot se utiliza para una medición precisa de la presión diferencial,pero también para la medición de la velocidad de circulación de aire ygases. De esta manera, se conecta el anemómetro con un tubo de Pitot– Prandtl, sobre todo para la determinación de velocidades muy altas decirculación. Ventajas del anemómetro con tubo de Pitot:

• Visualización directa en unidades de presión [Pa] o velocidad decirculación [m/s].

• Especialmente adecuado para una velocidad muy alta de circulacióndel aire.

• Calcula el valor medio.

• Indicador de barra de las ± oscilaciones.

3.11. Anemomaster

Con él pueden obtenerse mediciones de la temperatura (-50ºC, +150ºC),velocidad del aire (0-40m/s), y presión estática (0-500mmH2O).

3.12. Medidor de ruido

Los medidores de ruidos son analizadores de espectros; se dispone deuna gran gama de analizadores de espectros empleados para el cálculodel aislamiento, acondicionamiento de locales, ecualización de equiposmusicales, control de calidad, protección laboral, medida de coeficientesde absorción, análisis espectral de ruido industrial (turbinas, compresores).Estos equipos son una herramienta indispensable dentro del campo dela instrumentación para mediciones acústicas de precisión.

Anemómetro

Anemomaster

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3.13. Vibrómetro

Los vibrómetros se emplean para medir vibraciones y oscilaciones enmáquinas e instalaciones. La medición proporciona los siguientesparámetros: aceleración de la vibración, velocidad de vibración y variaciónde vibración. De este modo se caracterizan las vibraciones con precisión.Los vibrómetros son portátiles y sus resultados se pueden almacenarparcialmente.

3.14. Detector de fugas

Detector de fugas de tipo manual: está compuesto por un pequeñorecipiente de butano; en la parte superior del mismo tiene un mecheroque aspira aire, a través de un tubo, del lugar donde pueda existir unafuga. Si existe una fuga de refrigerante, la llama, que normalmente esde color azulado, se torna de color azul.

Detector de fugas mediante spray: se proyecta mediante el spray unlíquido se seguridad que sobre las fugas hace que aparezcan burbujas.

Detector de fugas por sistema de fluorescencia: las fugas son detectadaspor la lámpara de luz ultravioleta.

Detector de fugas electrónico: se trata de un instrumento que disponede una bomba de aspiración que al detectar una fuga emite un sonidocaracterístico.

3.15. Control de calidad de líquidos o de aire

Tal y como se explicará en el punto ‘’ Elementos auxiliares’’ la calidaddel líquido refrigerante se consigue mediante la instalación de filtrosdeshidratadores, separadores de aceite.

3.16. Detector de acidez del circuito

Para detectar la acidez en los circuitos se emplean botellas de líquido,el cual cambia de color cuando se mezcla con el aceite del cárter delcompresor.

Para eliminar la acidez del circuito se debe proceder a la limpieza detodo el circuito, o eliminarlo con líquidos neutralizadores.

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4. TÉCNICAS Y PROCEDIMIENTOS DE MEDICIÓN

Para establecer el valor de una variable tenemos que usar instrumentosde medición y un método de medición. Asimismo, es necesario definirunidades de medición ya descritas en el punto ‘’Magnitudesfundamentales’’.

Si deseamos medir el ancho de una mesa, el instrumento de mediciónserá una regla. Si hemos elegido el Sistema Internacional de Unidades(SI), la unidad será el metro y la regla a usar deberá estar calibrada enesa unidad (o submúltiplos). El método de medición consistirá endeterminar cuántas veces la regla y fracciones de ella entran en el anchobuscado.

En ciencias, el concepto de error tiene un significado diferente del usohabitual de este término. Coloquialmente, es usual el empleo del términoerror como sinónimo de equivocación. El error en ciencias está vinculadoal término de incerteza en la determinación del resultado de una medición.Con la medición pretendemos conocer las cotas (o límites probabilísticos)de estas incertezas.

Tal y como se aprecia en la figura siguiente:

Establecemos un intervalo donde, con cierta probabilidad, podamosdecir que se encuentra el mejor valor de la magnitud x. Este mejor valorx es el más representativo de nuestra medición y al semiancho x D lodenominamos la incerteza o error absoluto de la medición.

En todo proceso de medición existen limitaciones dadas por losinstrumentos usados, el método de medición, el observador (uobservadores) que realizan la medición. Asimismo, el mismo proceso demedición introduce errores o incertezas.

Cuando usamos un termómetro para medir una temperatura, parte delcalor del objeto fluye al termómetro (o viceversa), de modo que elresultado de la medición es un valor modificado del original debido ala inevitable interacción que debimos realizar. Es claro que esta interacciónpodrá o no ser significativa: Si estamos midiendo la temperatura de un

Intervalo asociado al resultado de una medición

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metro cúbico de agua, la cantidad de calor transferida al termómetropuede no ser significativa, pero sí lo será si el volumen en cuestión es deuna pequeña fracción del mililitro.

Tanto los instrumentos que usamos para medir como las magnitudesmismas son fuente de incertezas al momento de medir. Los instrumentostienen una precisión finita, por lo que, para un instrumento dado,siempre existe una variación mínima de la magnitud que puede detectar.Esta mínima cantidad se denomina la apreciación nominal delinstrumento. Por ejemplo, con una regla graduada en milímetros, nopodemos detectar variaciones menores que una fracción del milímetro.A su vez, las magnitudes a medir no están definidas con infinita precisión.

Imaginemos que queremos medir el ancho de una mesa. Es posible queal usar instrumentos cada vez más precisos empecemos a notar lasirregularidades típicas del corte de los bordes o, al ir aun más allá,finalmente detectemos la naturaleza atómica o molecular del materialque la constituye. Es claro que en ese punto la anchura dejará de estarbien definida. En la práctica, es posible que mucho antes de estos casoslímites, la falta de paralelismo en sus bordes haga que el concepto del“ancho de la mesa” comience a hacerse cada vez menos definido, y a estalimitación intrínseca la denominamos incerteza intrínseca o falta dedefinición del ancho en cuestión.

Otro ejemplo sería el caso en que se cuenta la cantidad de partículas alfaemitidas por una fuente radioactiva en 5 segundos. Sucesivas medicionesarrojarán diversos resultados (similares, pero en general distintos). Eneste caso, de nuevo, estamos frente a una manifestación de una incertezaintrínseca asociada a esta magnitud “número de partículas emitidas en5 s”, más que al error de los instrumentos o del observador.

Otra fuente de error que se origina en los instrumentos, además de laprecisión, es la exactitud de los mismos. Como vimos, la precisión de uninstrumento o un método de medición están asociados a la sensibilidado menor variación de la magnitud que se pueda detectar con dichoinstrumento o método. Así, decimos que un tornillo micrométrico (conuna apreciación nominal de 10 mm) es más preciso que una reglagraduada en milímetros; o que un cronómetro es más preciso que unreloj común, etc.

La exactitud de un instrumento o método de medición está asociada ala calidad de la calibración del mismo. Imaginemos que el cronómetroque usamos es capaz de determinar la centésima de segundo pero adelantados minutos por hora, mientras que un reloj de pulsera común no lohace. En este caso decimos que el cronómetro es todavía más precisoque el reloj común, pero menos exacto. La exactitud es una medida de

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la calidad de la calibración de nuestro instrumento respecto de patronesde medida aceptados internacionalmente. En general, los instrumentosvienen calibrados, pero dentro de ciertos límites. Es deseable que lacalibración de un instrumento sea tan buena como la apreciación delmismo. Decimos que conocemos el valor de una magnitud dada en lamedida en que conocemos sus errores. En ciencia consideramos que lamedición de una magnitud con un cierto error no significa que se hayacometido una equivocación o que se haya realizado una mala medición.Con la indicación del error de medición expresamos, en forma cuantitativay lo más precisamente posible, las limitaciones que nuestro proceso demedición introduce en la determinación de la magnitud medida.

4.1. Clasificación de los errores

Existen varias formas de clasificar y expresar los errores de medición.Según su origen, los errores pueden clasificarse del siguiente modo:

I. Errores introducidos por el instrumento:

• Error de apreciación, ap: si el instrumento está correctamentecalibrado la incertidumbre que tendremos al realizar una mediciónestará asociada a la mínima división de su escala o a la mínima divisiónque podemos resolver con algún método de medición. Nótese queno decimos que el error de apreciación es la mínima división delinstrumento, sino la mínima división que es discernible por elobservador. La mínima cantidad que puede medirse con uninstrumento dado la denominamos apreciación nominal. El error deapreciación puede ser mayor o menor que la apreciación nominal,dependiendo de la habilidad (o falta de ella) del observador. Así, esposible que un observador entrenado pueda apreciar con una reglacomún fracciones del milímetro mientras que otro observador, conla misma regla pero con dificultades de visión sólo pueda apreciar2 mm.

• Error de exactitud, exac: representa el error absoluto con el que elinstrumento en cuestión ha sido calibrado.

II. Error de interacción, int:

Esta incerteza proviene de la interacción del método de medicióncon el objeto a medir. Su determinación depende de la mediciónque se realiza y su valor se estima de un análisis cuidadoso del métodousado.

III. Falta de definición en el objeto sujeto a medición, def:

Como se dijo antes, las magnitudes a medir no están definidas con

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infinita precisión. Tenemos que designamos la incertidumbre asociadacon la falta de definición del objeto a medir y representa suincertidumbre intrínseca.

En general, en un dado experimento, todas estas fuentes de incertidumbresestarán presentes, de modo que resulta útil definir el error nominal deuna medición nom,: como

Este procedimiento de sumar los cuadrados de los errores es un resultadode la estadística, y proviene de suponer que todas las distintas fuentes deerror son independientes unas de otras.

Según el carácter, los errores pueden clasificarse en sistemáticos, estadísticose ilegítimos o espurios.

I. Errores sistemáticos: se originan por las imperfecciones de los métodosde medición. Por ejemplo, pensemos en un reloj que atrasa o adelanta,o en una regla dilatada, el error de paralaje, etc. Los erroresintroducidos por estos instrumentos o métodos imperfectos afectarána nuestros resultados siempre en un mismo sentido. El valor de exac

sería un ejemplo de error sistemático pero no son lo mismo, ni loserrores de exactitud son los únicos responsables de los erroressistemáticos.

II. Errores estadísticos: Son los que se producen al azar. En general, sondebidos a causas múltiples y fortuitas. Ocurren cuando, por ejemplo,nos equivocamos en contar el número de divisiones de una regla, osi estamos mal ubicados frente al fiel de una balanza. Estos errorespueden cometerse con igual probabilidad por defecto como porexceso. Por tanto, midiendo varias veces y promediando el resultado,es posible reducirlos considerablemente. Es a este tipo de errores alos que comúnmente hace referencia la teoría estadística de erroresde medición que formularemos sucintamente en lo que sigue. A estoserrores lo designaremos est.

III. Errores ilegítimos o espurios: Supongamos que deseamos calcular elvolumen de un objeto esférico y para ello determinamos su diámetro.Si al introducir el valor del diámetro en la fórmula, nos equivocamosen el número introducido, o lo hacemos usando unidades incorrectas,o bien usamos una expresión equivocada del volumen, claramentehabremos cometido un error. Esta vez este error está más asociadoal concepto convencional de equivocación. A este tipo de errores losdesignamos como ilegítimos o espurios. A este tipo de errores no seaplica la teoría estadística de errores y el modo de evitarlo consiste

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en una evaluación cuidadosa de los procedimientos realizados en lamedición.

Cuando se desea combinar los errores sistemáticos con los estadísticos,la prescripción usual es sumar los cuadrados de los errores absolutos yluego tomar la raíz cuadrada de este resultado, como lo indica la ecuaciónsiguiente. Si estamos midiendo una magnitud Z, el error final o combinadoo efectivo de Z, Z, vendrá dado por:

Los errores pueden asimismo expresarse de distintos modos, a saber:

I. Error absoluto: es el valor de la incertidumbre combinada. Tiene lasmismas dimensiones que la magnitud medida y es convenienteexpresarla con las mismas unidades de ésta. Si Z es la magnitud enestudio, Z es el mejor valor obtenido y DZ su incertidumbre absoluta.El resultado se expresa adecuadamente como:

El significado de esta notación es equivalente a decir que, segúnnuestra medición, con una cierta probabilidad razonable p0

(usualmente p0 = 0.68, 68%) el valor de Z está contenido en elintervalo

lo que es equivalente a:

que significa que la probabilidad que el mejor estimador de Z estécomprendido entre Z - Z y Z + Z es igual a p0. El valor de p0 seconoce con el nombre de coeficiente de confianza y los valores ( Z- Z , Z + Z) determinan un intervalo de confianza para Z.

II. Error relativo:, Z = Z/Z el cociente entre el error absoluto y elmejor valor de la magnitud.

III. Error relativo porcentual :, Z% = 100. Z , es la incertidumbre relativamultiplicada por 100.

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4.2. Cifras siginificativas

Cuando realizamos una medición con una regla graduada en milímetros,está claro que, si somos cuidadosos, podremos asegurar nuestro resultadohasta la cifra de los milímetros o, en el mejor de los casos, con unafracción del milímetro, pero no más. De este modo nuestro resultadopodría ser L = (95.2 ± 0.5) mm, o bien L = (95 ± 1) mm. En el primercaso decimos que nuestra medición tiene tres cifras significativas y en elsegundo caso sólo dos. El número de cifras significativas es igual alnúmero de dígitos contenidos en el resultado de la medición que estána la izquierda del primer dígito afectado por el error, incluyendo estedígito. El primer dígito, o sea el que está más a la izquierda, es el mássignificativo (9 en nuestro caso) y el último (más a la derecha) el menossignificativo, ya que es en el que tenemos “menos seguridad”. Nóteseque carece de sentido incluir en nuestro resultado de L más cifras queaquellas en donde tenemos incertidumbres (donde “cae” el error).

No es correcto expresar el resultado como L = (95.321 ±1) mm, ya quesi tenemos incertidumbre del orden de 1 mm, mal podemos asegurar elvalor de las décimas, centésimas y milésimas del milímetro. Si el valor deL proviene de un promedio y el error es del orden del milímetro, sedebe redondear el dígito donde primero cae el error.

Es usual expresar las incertidumbres con una sola cifra significativa, ysólo en casos excepcionales y cuando existe fundamento para ello, sepueden usar más. También es usual considerar que la incertidumbre enun resultado de medición afecta a la última cifra si es que no se la indicaexplícitamente. Por ejemplo, si sólo disponemos de la información queuna longitud es L = 95 mm, podemos suponer que la incertidumbre esdel orden del milímetro y, como dijimos antes, el resultado de L tienedos cifras significativas.

Una posible fuente de ambigüedad se presenta con el número de cifrassignificativas cuando se hace un cambio de unidades. Si en el últimoejemplo deseamos expresar L en mm, el resultado sería L = (95000±1000)

m. ¿Cuántas cifras significativas tenemos en este resultado? Claramentedos, igual que antes, ya que la última cifra significativa sigue siendo 5.Sin embargo, si no indicamos explícitamente la incertidumbre de L, esdifícil saber cuántas cifras significativas tenemos. Nótese que 95 mm ≠95000 m, ya que el primer resultado tiene sólo dos cifras significativasmientras el segundo tiene 5 (a propósito compare el coste de losinstrumentos para realizar estas dos clases de determinaciones). Paraevitar estas ambigüedades se emplea la notación científica. Podemosescribir la siguiente igualdad: 9.5 x101 mm =9.5 x 104 m. Notemos quelos números en ambos miembros de la igualdad tienen igual númerode cifras significativas, siendo la única diferencia las unidades usadas.

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4.3. Proceso de medida

En el proceso de medida, como ya sabemos, siempre se perturba lo quevamos a medir y, en consecuencia, obtenemos un valor real alterado. Acontinuación resumiremos los pasos a seguir para medir una magnitudfísica:

• Comprobar la calibración del aparato.

• Cumplir las normas de utilización del fabricante del aparato en cuantoa conservación y condiciones de uso.

• Conocer y valorar la sensibilidad del aparato para dar los resultadoscon la correspondiente precisión.

• Anotar cuidadosamente los valores obtenidos en tablas.

• Realizar la gráfica que corresponda o la de distribución de medidas.

• Hallar el valor representativo, su error absoluto y su error relativo.

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RESUMEN

Las magnitudes fundamentales del Sistema Internacional a partir de lascuales se obtienen el resto magnitudes derivadas son:

• Unidad de Longitud: El metro.

• Unidad de Masa: El kilogramo (kg).

• Unidad de Tiempo: El segundo (s).

• Unidad de Corriente Eléctrica: El amperio (A).

• Unidad de Temperatura Termodinámica: El Kelvin (K).

• Unidad de Intensidad Luminosa: La candela (cd).

• Unidad de Cantidad de Sustancia: El mol.

La clasificación de los aparatos de medida, atendiendo a las distintasvariables a cuantificar, se clasifican en:

• Dimensionales:

• Termodinámicos.

• Eléctricos.

• Tiempo y Frecuencia.

• Mecánica.

• Óptica.

• Eléctricos.

• Acústica y Vibraciones.

• Metrología química.

• Radiaciones ionizantes.

Los aparatos de medida más utilizados en las labores de mantenimientode las instalaciones de sistemas frigoríficos son:

• Manómetro, de glicerina y para isobutano.

• Analizadores con manómetros de alta y baja.

• Báscula de carga de refrigerante.

• Termómetros.

• Medidor de tenazas.

• Voltímetro.

• Detector de fugas.

• Control de calidad de líquidos o de aire.

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• Detector de acidez del circuito.

En los procesos de medición se debe tener en cuenta:

• La comprobación la calibración del aparato.

• Cumplir las normas de utilización del fabricante del aparato en cuantoa conservación y condiciones de uso.

• Conocer y valorar la sensibilidad del aparato para dar los resultadoscon la correspondiente precisión.

• Anotar cuidadosamente los valores obtenidos en tablas.

• Realizar la gráfica que corresponda o la de distribución de medidas.

• Hallar el valor representativo, su error absoluto y su error relativo.

Los puntos a medir durante el funcionamiento de prueba de lasinstalaciones frigoríficas son los siguientes:

• Corriente de funcionamiento y voltaje.

• Medición de la presión:

- Presión de descarga.

- Presión de aspiración.

• Temperatura

- Temperatura de aire de salida (o de agua) del condensador y delevaporador.

- Temperatura de aire de entrada (o de agua) del condensador ydel evaporador.

- Temperatura de gas de descarga.

- Temperatura de gas de aspiración.

- Temperatura de líquido antes de la válvula de expansión.

Mediante el análisis de las mediciones obtenidas podemos identificar lascausas de posibles averías y fallos de funcionamiento.

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GLOSARIO

Aire: Mezcla de gases que rodea a la tierra, compuesto mayoritariamentepor nitrógeno (N2) y oxígeno(O2).

Aislamiento (eléctrico): Sustancia que casi no tiene electrones libres; loanterior hace que sea pobre en la conducción de la corriente eléctrica.

Aislamiento (térmico): Material que es pobre conductor de calor; por loque se usa para retardar o disminuir el flujo de calor. Algunos materialesaislantes son corcho, fibra de vidrio, elásticos espumados (poliuretanoy poliestireno), etc.

Amperaje: Flujo de electrones (corriente) de un Coulomb por segundo,que pasa por un punto dado de un circuito.

Anemómetro: Instrumento utilizado para medir la proporción del flujoo movimiento (velocidad) del aire.

Bar: Unidad de presión absoluta. Un bar equivale a 100 kPa (0.9869atmósferas).

Barómetro: Instrumento para medir la presión atmosférica.

Bimetal: Dispositivo para regular o indicar temperatura. Funciona sobreel principio de que dos metales disímiles, con proporciones de expansióndiferentes, al soldarlos juntos, se doblan con los cambios de temperatura.

Bulbo sensor: Parte de un dispositivo con un fluido sellado, que reaccionaa los cambios de temperatura. Se usa para medir temperaturas o paracontrolar mecanismos.

Bulbo sensor de temperatura: Bulbo que contiene un fluido volátil y undiafragma. El aumento de temperatura en el bulbo causa que el diafragmase expanda.

Calibrar: Posicionar indicadores por comparación con un estándar o porotros medios, para asegurar mediciones precisas.

Calor: Forma de energía que actúa sobre las sustancias para elevar sutemperatura; energía asociada con el movimiento al azar de las moléculas.

Caloría: Unidad para medir el calor en el sistema métrico. Equivale a lacantidad de calor que se requiere, para elevar la temperatura de ungramo de agua en un grado centígrado. 1000 calorías = 1 kcal.

Calorímetro: Dispositivo utilizado para medir cantidades de calor o paradeterminar calores específicos.

Calor, intensidad del: Concentración de calor en una sustancia, indicadapor la temperatura de la misma, mediante el uso de un termómetro.

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Carga de refrigerante: Cantidad de refrigerante colocada en un sistemade refrigeración.

Centígrada, escala: Escala de temperatura usada en el sistema métrico.

Conductividad: Habilidad de una sustancia para conducir o transmitircalor y/o electricidad.

Conductor: Sustancia o cuerpo capaz de transmitir electricidad o calor.

Corriente: Transferencia de energía eléctrica en un conductor, por mediodel cambio de posición de los electrones.

Corriente alterna: Corriente eléctrica en la cual se invierte o se alternael sentido del flujo. En una corriente de 60 ciclos (Hertz), el sentido delflujo se invierte cada 1/120 de segundo.

Corriente continua: Flujo de electrones que se mueve continuamenteen un sentido en el circuito.

Coulomb: Cantidad de electricidad transferida por una corriente eléctricade un amperio en un segundo.

Energía: Habilidad real o potencial de efectuar trabajo.

Instrumento: Dispositivo que tiene habilidades para registrar, indicar,medir y/o controlar.

Intensidad del calor: Concentración de calor en una sustancia, como seindica por la temperatura de esa sustancia, mediante el uso de untermómetro.

Higrómetro: Instrumento utilizado para medir el grado de humedad enla atmósfera.

Joule (J): Unidad de energía del Sistema Internacional (SI). Un Jouleequivale al trabajo realizado por la fuerza de un Newton, cuando el puntode aplicación se desplaza una distancia de un metro, en dirección de lafuerza.

Kilocaloría: Unidad de energía y trabajo, equivalente a mil calorías.

Manómetro: Instrumento para medir presiones de gases y vapores. Esun tubo de vidrio (o plástico) en forma de "U", con una cantidad delíquido (agua o mercurio) y los extremos abiertos.

Newton: Unidad de fuerza del Sistema Internacional (SI), equivalentea la fuerza ejercida sobre un objeto que tiene una masa de un kilogramo,y una aceleración gravitacional de 1 m/seg2.

Ohm: Unidad de medición de la resistencia eléctrica. Un ohm existecuando un voltio causa un flujo de un ampere.

Óhmetro: Instrumento para medir la resistencia eléctrica en ohms.

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Ohm, Ley de: Relación matemática entre el voltaje, la corriente y laresistencia en un circuito eléctrico, descubierta por George Simon Ohm.Se establece como sigue: el voltaje (V) es igual a la corriente en amperes(I), multiplicada por la resistencia (R) en ohms; V = I x R.

Pascal (Pa): Unidad de presión absoluta en el sistema internacional (SI);es igual a la fuerza de un Newton ejercida sobre una superficie de unm2; Pa = N/m2. Para algunos fines científicos o prácticos, el Pascal puederesultar una unidad muy pequeña, por lo que entonces se utiliza elkiloPascal (kPa) o el BAR. 1 kPa = 1,000 Pa y 1 BAR = 100 kPa.

Presión: Energía impactada sobre una unidad de área. Fuerza o empujesobre una superficie.

Presión absoluta: Es la suma de la presión manométrica más la presiónatmosférica.

Presión atmosférica: Presión que ejerce el aire atmosférico sobre la tierra.Se mide en kPa, mm de Hg, kg/cm2, lb/pulg2, etc. Al nivel del mar, tieneun valor de 101.325 kPa (14.696 lb/pulg2).

Psicrómetro: Instrumento para medir la humedad relativa del aire.

Resistencia: Oposición al flujo o movimiento. Coeficiente de fricción.

Resistencia eléctrica (R): La dificultad que tienen los electrones paramoverse a través de un conductor o sustancia.

Sensor: Material o dispositivo que sufre cambio en sus característicasfísicas o electrónicas, al cambiar las condiciones circundantes.

Sistema de unidades SI: Sistema de mediciones derivado del sistemamétrico decimal.

Sistema Métrico Decimal: Sistema decimal de mediciones.

Temperatura: 1- Intensidad de calor o frío, tal como se mide con untermómetro. 2- Medición de la velocidad del movimiento de las moléculas.

Termómetro: Instrumento para medir temperaturas.

Termostato: Dispositivo que detecta las condiciones de la temperaturaambiente, y a su vez, acciona para controlar un circuito.

Trifásico: Que opera por medio de la combinación de tres circuitos decorriente alterna, los cuales difieren en fase por un tercio de ciclo.

Tubo de Bourdon: Tubo de metal elástico, aplanado, de paredes delgadasy doblado en forma circular, el cual tiende a enderezarse al aumentarla presión dentro del mismo. Se utiliza en manómetros.

Tubo capilar: Tubo de diámetro interior pequeño, que se utiliza paracontrolar el flujo de refrigerante hacia el evaporador. Se utiliza,generalmente, en sistemas de refrigeración pequeños, tales como

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refrigeradores domésticos, unidades de aire acondicionado de ventana,etc.

Tubo de Pitot: Tubo utilizado para medir velocidades del aire.

Vacío: Presión menor que la atmosférica.

Vacuómetro: Instrumento para medir vacío muy cercano al vacío perfecto.

Voltaje: 1- Término empleado para indicar el potencial eléctrico o femen un circuito eléctrico. 2- Presión eléctrica que causa que fluya unacorriente. 3- Fuerza electromotriz (fem).

Voltímetro: Instrumento para medir voltaje en un circuito eléctrico.

Volumen específico: Volumen por unidad de masa de una sustancia(m3/kg).

Watt (W)/ Watio: Unidad de potencia, equivale a la potencia producidaal realizar un trabajo de 1 Joule por segundo (1 Watt = 1 J/s).

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CUESTIONARIO DE AUTOEVALUACIÓN

1. ¿Cuáles son las magnitudes fundamentales y unidades en el SistemaInternacional?

2. Citar los distintos sistemas de medida.

3. ¿Cómo pueden clasificarse los aparatos de medida atendiendo a lasvariables a cuantificar?

4. ¿Cuáles son las principales ventajas de los aparatos de medida digitalesfrente a los convencionales?

5. ¿Cuál es la función de los manómetros y qué tipos podemos encontrar?

6. ¿Qué tres funciones desempeñan los analizadores con manómetrosde alta y baja?

7. ¿Cuáles son los aparatos de medida eléctricos más utilizados en lasinstalaciones frigoríficas?

8. ¿Cómo se detecta la acidez dentro del circuito y cómo se debe procederpara eliminarla?

9. ¿Cómo podemos clasificar los errores de medida?

10. ¿Qué significado tiene la expresión cifras significativas?

11. ¿Cuáles son los pasos a seguir para medir una magnitud física?

12. ¿Cuáles son los puntos comunes a verificar en una instalaciónfrigorífica?

13. Citar las causas probables para una medición que da una temperaturade la línea de descarga demasiado baja.

14. El resultado de una medición indica que la presión de aspiración esexcesiva citar las posibles causas.

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