UNIVERSIDAD DE LOS LLANOS FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS E INGENIERÍA

INGENIERÍA ELECTRÓNICA INSTRUMENTACIÓN ELECTRÓNICA I

GUIA DE LABORATORIO No 1 FACULTAD: FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS E INGENIERÍA PROGRAMA: INGENIERÍA ELECTRÓNICA

No CARACTERISTICAS INFORMACIÓN 1 DOCENTE: JAVIER EDUARDO MARTINEZ BAQUERO 2 AREA: INSTRUMENTACIÓN 3 UNIDAD TEMÁTICA PUENTES DE MEDICIÓN 4 TEMA DEL LABORATORIO PUENTE DE WHEATSTONE

5. OBJETIVOS Reconocer el uso del Puente de Wheatstone en la medición de una resistencia

Conocer el uso del Puente de Wheatstone para medir sensores resistivos.

Identificar las características del Puente de Wheatstone

Calcular los errores generados en cada una de las mediciones. 6. MATERIALES Y EQUIPOS Fuente de voltaje. Multímetro. Protoboard Resistencias 2KΩ, 1KΩ y 10KΩ Potenciómetro 10KΩ Trimmer 500Ω (4)

7. MARCO TEORICO Los procedimientos de medición denominados métodos de cero, o también, puentes de medida, son los de máxima precisión y, por lo tanto, los más empleados en laboratorios de medida y cuando se requiere una elevada exactitud. En estos procedimientos, se determina el valor de la magnitud buscada mediante la comparación de la misma con los valores de patrones regulables de resistencias, reactancias, etc. La comparación resultará válida cuando el aparato indicador (generalmente un galvanómetro) indique cero (corriente nula) en una determinada rama del circuito de medida. Los valores obtenidos con estos procedimientos no están afectados por los errores ni por la calibración del aparato indicador. La exactitud depende, exclusivamente, de la sensibilidad del galvanómetro o de cualquier otro aparato indicador que se utilice. La exactitud de la medida también es independiente del valor de la tensión utilizada para la medida.

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GUIA DE LABORATORIO No 1 El circuito utilizado en estos métodos de medida es un cuadripolo con dos bornes de entrada y dos bornes de salida que recibe el nombre de puente. En los bornes de entrada se conecta la fuente de alimentación y en los bornes de salida el instrumento medidor o indicador de cero, el cual ha de ser muy sensible. El circuito además de la fuente y el indicador está constituido por cuatro impedancias conectadas como se muestra en la figura, constituyendo lo que se denomina un puente de dos brazos. En este puente se podrá variar adecuadamente uno o más parámetros del circuito y obtener un estado de equilibrio en el cual desaparece la diferencia de potencial entre los bornes a los cuales está conectado el dispositivo indicador de cero.

Figura 1. Puente de Wheatstone

El Puente de Wheatstone es el primer tipo de puente de medida que se utilizó y es también el de uso más frecuente. Es un puente de corriente continua que se utiliza para medir resistencias de valor medio y que fue ideado por S. H. Christie el año 1833 e introducido por C. Wheatstone en 1843. Este Puente de Wheatstone es utilizado entonces como acondicionamiento de señal como lo muestra el siguiente gráfico.

Figura 2. Esquema acondicionamiento de señal

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GUIA DE LABORATORIO No 1 8. PROCEDIMIENTO

8.1 Implemente el circuito de la Figura 1 con R1= R2= R3=100Ω y V=5V. Estas resistencias deben ser de precisión o trimmer.

8.2 Rx será una resistencia que varíe su valor, asumiendo el comportamiento de un

sensor resistivo. Se recomienda colocar en Rx un trimmer de 500Ω.

8.3 Encienda la fuente de voltaje y proceda a registrar las mediciones en la tabla 1.

8.4 Completar la misma tabla 1, pero ahora con los datos calculados. (llamarla tabla 2)

8.5 Posteriormente completar la tabla con los datos simulados (llamarla tabla 3).

8.6 Calcule los porcentajes de error encontrados para cada una de las mediciones realizadas. ¿Qué concluye?, ¿cuáles son las fuentes de error presentes en este circuito?

8.7 Implemente el circuito de la figura 1 con R1= 2KΩ, R2= 1KΩ y R3=10KΩ

8.8 Calcule el valor de Rx e instale este valor de resistencia en el circuito de la figura 1

y luego mida el voltaje de salida. ¿Qué observa?, ¿Qué sucede con el Puente de Wheatstone en este momento?

8.9 Repita los pasos 8.7 y 8.8, pero ahora reduzca R3 a la mitad.

Tabla 1. Registro de datos Puente de Wheatstone

V Rx (Ω) Vo+ Vo- Vo 5V 85 5V 90 5V 94 5V 97 5V 100 5V 103 5V 107 5V 110 5V 115

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GUIA DE LABORATORIO No 1 9. CONCLUSIONES 10. FUENTES BIBLIOGRÁFICAS

Pallas Areny, Ramón. Sensores y Acondicionadores de Señal. Prácticas. Ed. Marcombo. México. 4ta edición. 2008.

Creus, Antonio. Instrumentación Industrial. Ed. Alfaomega Marcombo. México. 8va edición 2010. Diaz Murillo, Rodolfo.

Laboratorio de Instrumentación y Control. Instituto Politécnico Nacional. México. 2010 (Disponible en e-libro)

Pérez García, Miguel Ángel. Instrumentación electrónica”, Editorial: Thomson Paraninfo S.A.

11. ANEXOS (simulaciones, gráficas, manuales, etc.)