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Ideas Básicas sobre Métodos de Medida
Mediciones Directas: el resultado se obtiene a partir de la indicación de un único instrumento.
Mediciones Indirectas: el resultado surge a partir de operaciones entre más de una medida directa, o bien a partir de la observación de los valores que toman distintos componentes de un circuito para lograr una dada condición de funcionamiento (por ejemplo, salida nula en una parte del mismo).
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Ideas Básicas sobre Métodos de Medida
Mediciones Directas: el resultado se obtiene a partir de la indicación de un único instrumento.
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Ejemplo de medición indirecta: Puente de Wheatstone
R2
R3 X
R1
Ud
El detector, d, en esta aplicación, no mide la corriente en la rama correspondiente, sino que debe detectar su presencia.(Método de cero: será intrínsecamente más exacto que uno de deflexión)
Ideas Básicas sobre Métodos de MedidaMediciones Indirectas:
1
23
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Mediciones Indirectas:
Ejemplo de medición indirecta: Puente de Wheatstone
1
23
El resultado se obtiene con una operación a partir del ajuste de elementos, no de una lectura
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Excitación
detector
X P
Otra clasificación de los métodos de medida permite dividirlos en:
Métodos de comparación: el patrón y la incógnita coexisten en el mismo experimento. U
R
XR
UUX
R
X
(doble indicación, repetibilidad de corto término)
Método de sustitución: se requiere de un patrón, de la misma naturaleza que la incógnita, y de un dispositivo que detecte las diferencias en el circuito cuando el patrón es reemplazado por la incógnita y viceversa.
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El error de Inserción
(Ejemplo típico)
V
i
RR
Vi
Vxmab RR
RUUU
x
xminserción U
UUe
Vi
iinserción RR
Re
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b
VRV
Ri
a
Ux
El error de Inserción (sistemático) no debe empeorar la medición.
Si no es despreciable ( no se cumple einserción < efortuito/10)
Hay que desafectar o cambiar de método
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El método de Oposición
b
Ux
Ri aD
R1
R2
A
U
Rs
I
2x R*IU
idadinsensibilRIU eeee2x
b
VRV
Ri
a
Ux
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Cálculo del error de insensibilidad
bUx
Ri aD
Re
RD
ID
)RRR(IU DeiDx En el límite, cuando D 0 DI I Entonces: x 0 D i e Di
U I R R R
100.
UU
[%]ex
ixidadinsensibil
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Método del Voltímetro Diferencial
U
Ri
Rc
VRV
L
?U¿
Mido con la llave abierta: Um1
Mido con la llave cerrada: Um2
U = Um1 – Um2, pero Um1 Um2 El error se incrementa !!
Um
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Método del Voltímetro Diferencial
RV
U
Ri
Rc
V
L
Uauxiliar
insUU eeem
Pasos:
1.- Con L abierta, ajusto Uaux para tener “0” (V como detector)
2.- Cierro la llave, V mide la diferencia
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Método del Voltímetro y el Amperímetro
V
A
Ri
U
I
IV IX
RA
RV XUX
(Conexión
Corta)
X
X
IUX
XX IUX eee
El amperímetro no medirá IX , sino
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V
A
Ri
U
I
IV IX
RA
RV XUX
Conexión
Corta
V
mm
m
Vm
X
RUI
UII
UX
mm IU
VX ee
RX1e
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Conexión
Larga Ri
U
I
IX
XUXV
IV
RV
ARA
m
Amm
X
X
IRIU
IUX
mm IU
AX ee
XR1e
El voltímetro no medirá UX , sino AXm UUU
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Conexión Corta
Conexión Larga mm IU
AX ee
XR1e
mm IU
VX ee
RX1e
XR
RX A
V VAc RRX
X < Xc Conexión Corta
X > Xc Conexión Larga
X
X
X
m
IU
IU
X
X
m
X
IU
IU
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Observaciones generales sobre el método del Voltímetro y el Amperímetro
No posee limitaciones en cuanto a los valores de resistencia medibles, con las precauciones propias que deben considerarse para la medición de resistencias de valores extremos.
Permite efectuar mediciones en condiciones de servicio, esto es, tensión y/o corriente de trabajo de la incógnita.
Su exactitud depende de la indicación de dos instrumentos.
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Ejemplo: medición de un resistor de aproximadamente 10 Ωy 0,75 A de corriente admisible, empleando el método del voltímetro y el amperímetro. Expresar el resultado empleando el concepto de error límite.
- Amperímetro clase 0,5, alcance 1 A, 100 divisiones, RA = 0,2 .- Fuente de tensión continua, variable de 0 a 50 V, Imáxima= 5 A,
Rs 0 , mínima variación estable de la tensión de salida 0,01 V.- Voltímetro de 3½ dígitos, alcances para tensión continua 200mV,
2, 20, 200 y 1000 V, RV = 10 M, EU=±(0,1%Um + 2 dígitos).
¿Conexión Corta o Larga?
Conexión Corta
(Observar, sin embargo, que para cualquiera de las conexiones, el factor de amplificación del error fortuito es despreciable frente a la unidad)
VAc RRX k4,1 10X
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Midiendo en las mejores condiciones:
I = 0,75 A UX = Um = 7,50 V
Entonces, como X/RV es despreciable frente a la unidad:
mm IUX eee
V01,0*250,7*100
1,0EmU
V028,0
%37,0
El error límite en la medición de tensión será:
mU0 ,028 Ve * 1007 ,50 V
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%04,1%67,037,0eeemm IUX
Por lo que, el resultado final de la medición, empleando el concepto de error límite, puede escribirse como: 1,00,10X
A00,1*100
5,0EmI A005,0
100*A75,0A005,0e
mI %67,0
Y, de manera análoga, para la corriente:
Entonces:
1,0104,010*100
04,1E X