ING. EN ELECTRONICA

MEDICIONES ELECTRICAS

2. Instrumentos básicos 4

2.1. Operación, ventajas y desventajas de medidores electromecánicos (analógicos) y electrónicos (digitales) 4

2.2. Manejo, ventajas y desventajas de los medidores electromecánicos y los electrónicos en la medición de corriente y voltaje de c.a. y c. 12

2.3. Normas de seguridad | 14 |

5. Instrumentos especiales | 15 |

5.1 Analizador de estados lógicos | 15 |

5.2 Analizador de espectros | 16 |

5.3 Equipos especiales de medición | 17 |

conclusión | 22 |

INTRODUCCION:

El mundo actual con la modernidad y el automatismo que ha generado han producido en el hombre la necesidad cada vez más grande de explicar los fenómenos que le rodean. De la mano de las maquinas que han producido el bienestar de que hoy día gozamos, se ha acentuado la presencia de dispositivos que nos permitan mantener en optimas condiciones de funcionamiento a estas máquinas.

Estos dispositivos en un principio fueron de fabricación sencilla y con el tiempo se han ido haciendo cada vez más sofisticados, este fenómeno ha hecho que en el campo de la metrología y concretamente en el ámbito de las mediciones eléctricas se hayan buscado herramientas cada vez más complejas de medición. Partiendo desde los primeros galvanómetros en los voltímetros de antaño hasta la utilización de herramientas matemáticas variadas como las transformadas de Fourier en los analizadores modernos nos permiten ver la magnitud del avance tecnológico en este campo.

Sea pues este pequeño trabajo de investigación un pequeño esfuerzo por explicar el porqué de este avance y el porqué de esta búsqueda del perfeccionamiento en este campo.

2 Instrumentos básicos

2.1 Operación, ventajas y desventajas de medidores electromecánicos (analógicos) y electrónicos (digitales)

A continuación, se representaran los instrumentos que utilizamos en los Laboratorios para medir las diferentes tensiones, resistencias, y otras variaciones de electricidad que tengan circuitos y equipos de nuestro uso diario o de experimentación.

Dichos instrumentos nos ayudan a mantener a circuitos y equipos en un optimo funcionamiento basándonos en ecuaciones y comparaciones en lo que respecta al flujo de electricidad. Los parámetros que distinguen el Uso de los instrumentos de medición son:

La intensidad la miden los Amperímetros.

La tensión la miden los Voltímetros.

Además el Ohmímetro mejora el circuito (Amperímetro - Voltímetro) y el Multimetro reúne todas las funciones de los tres antes mencionados.

Las mediciones eléctricas se realizan con aparatos especialmente diseñados según la naturaleza de la corriente; es decir, si es alterna, continua o pulsante. Los instrumentos se clasifican por los parámetros de voltaje, tensión e intensidad.

VOLTIMETRO

Un voltímetro es un instrumento que sirve para medir la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico. |

Clasificación

Podemos clasificar los voltímetros por los principios en los que se basan su funcionamiento.

Voltímetros electromecánicos

Estos voltímetros, en esencia, están constituidos por un galvanómetro cuya escala ha sido graduada en voltios. Existen modelos para corriente continua y para corriente alterna.

Voltímetros electrónicos

Añaden un amplificador para proporcionar mayor impedancia de entrada (del orden de los 20 megohmios) y mayor sensibilidad. Algunos modelos ofrecen medida de "verdadero valor eficaz" para corrientes alternas. Los que no miden el verdadero valor eficaz es por que miden el valor de pico a pico, y suponiendo que se trata de una señal sinusoidal perfecta, calculan el valor eficaz por medio de la siguiente fórmula:

Voltímetros vectoriales

Se utilizan con señales de microondas. Además del módulo de la tensión dan una indicación de su fase. Se usa tanto por los especialistas y reparadores de aparatos eléctricos, como por aficionados en el hogar para diversos fines; la tecnología actual ha permitido poner en el mercado versiones económicas y al mismo tiempo precisas para el uso general. Son dispositivos presentes en cualquier casa de ventas dedicada a la electrónica.

Voltímetros digitales

Dan una indicación numérica de la tensión, normalmente en una pantalla tipo LCD. Suelen tener prestaciones adicionales como memoria, detección de valor de pico, verdadero valor eficaz (RMS), autorrango y otras funcionalidades.

El sistema de medida emplea técnicas de conversión analógico-digital (que suele ser empleando un integrador de doble rampa) para obtener el valor numérico mostrado en una pantalla numérica LCD.

El primer voltímetro digital fue inventado y producido por Andrew Kay de "Non-Linear Systems" (y posteriormente fundador de Kaypro) en 1954.

Utilización:

Para efectuar la medida de la diferencia de potencial el voltímetro ha de colocarse en paralelo; esto es, en derivación sobre los puntos entre los que tratamos de efectuar la medida. Esto nos lleva a que el voltímetro debe poseer una resistencia interna lo más alta posible, a fin de que no produzca un consumo apreciable, lo que daría lugar a una medida errónea de la tensión. Para ello, en el caso de instrumentos basados en los efectos electromagnéticos de la corriente eléctrica, estarán dotados de bobinas de hilo muy fino y

con muchas espiras con lo que con poca intensidad de corriente a través del aparato se consigue el momento necesario para el desplazamiento de la aguja indicadora.

En la actualidad existen dispositivos digitales que realizan la función del voltímetro presentando unas características de aislamiento bastante elevadas empleando complejos circuitos de aislamiento.

En la Figura 1 se puede observar la conexión de un voltímetro (V) entre los puntos de a y b de un circuito, entre los que queremos medir su diferencia de potencial.

En algunos casos, para permitir la medida de tensiones superiores a las que soportarían los devanados y órganos mecánicos del aparato o los circuitos electrónicos en el caso de los digitales, se les dota de una resistencia de elevado valor colocada en serie con el voltímetro, de forma que solo le someta a una fracción de la tensión total.

A continuación se ofrece la fórmula de cálculo de la resistencia serie necesaria para lograr esta ampliación o multiplicación de escala:

• amperímetros

Amperímetro. Amperímetro con caja de baquelita.

Un amperímetro es un instrumento que sirve para medir la intensidad de corriente que está circulando por un circuito eléctrico. Un micro amperímetro está calibrado en millonésimas de amperio y un miliamperímetro en milésimas de amperio.

Si hablamos en términos básicos, el amperímetro es un simple galvanómetro (instrumento para detectar pequeñas cantidades de corriente) con una resistencia en paralelo, llamada shunt. Disponiendo de una gama de resistencias shunt, podemos disponer de un amperímetro con varios rangos o intervalos de medición. Los amperímetros tienen una resistencia interna muy pequeña, por debajo de 1 ohmnio, con la finalidad de que su presencia no disminuya la corriente a medir cuando se conecta a un circuito eléctrico.

El aparato descrito corresponde al diseño original, ya que en la actualidad los amperímetros utilizan un conversor analógico/digital para la medida de la caída de tensión en un resistor por el que circula la corriente a medir. La lectura del conversor es leída por un microprocesador que realiza los cálculos para presentar en un display numérico el valor de la corriente eléctrica circulante.

Clasificación de los Amperímetros

Los sistemas de medida más importantes son los siguientes: magnetoeléctrico, electromagnético y electrodinámico, cada una de ellas con su respectivo tipo de amperímetro.

Magnetoeléctrico

Para medir la corriente que circula por un circuito tenemos que conectar el amperímetro en serie con la fuente de alimentación y con el receptor de corriente. Así, toda la corriente que circula entre esos dos puntos va a pasar antes por el amperímetro. Estos aparatos tienen una bobina móvil que está fabricada con un hilo muy fino (aproximadamente 0,05 mm de diámetro) y cuyas espiras, por donde va a pasar la corriente que queremos medir, tienen un tamaño muy reducido. Por todo esto, podemos decir que la intensidad de corriente, que va a poder medir un amperímetro cuyo sistema de medida sea magnetoeléctrico, va a estar limitada por las características físicas de los elementos que componen dicho aparato. El valor límite de lo que podemos medir sin temor a introducir errores va a ser alrededor de los 100 miliamperios, luego la escala de medida que vamos a usar no puede ser de amperios sino que debe tratarse de miliamperios. Para aumentar la escala de valores que se puede medir podemos colocar resistencias en derivación, pudiendo llegar a medir amperios (aproximadamente hasta 300 amperios). Las resistencias en derivación pueden venir conectadas directamente en el interior del aparato o podemos conectarlas nosotros externamente.

Electromagnético

Están constituidos por una bobina que tiene pocas espiras pero de gran sección. La potencia que requieren estos aparatos para producir una desviación máxima es de unos 2 vatios. Para que pueda absorberse esta potencia es necesario que sobre los extremos de la bobina haya una caída de tensión suficiente, cuyo valor va a depender del alcance que tenga el amperímetro. El rango de valores que abarca este tipo de amperímetros va desde los 0,5 A a los 300 A. Aquí no podemos usar resistencias en derivación ya que producirían un calentamiento que conllevaría errores en la medida. Se puede medir con ellos tanto la corriente continua como la alterna. Siendo solo válidas las medidas de corriente alterna para frecuencias inferiores a 500 Hz. también se puede agregar amperímetros de otras medidas eficientes.

Electrodinámico

Los amperímetros con sistema de medida "electrodinámico" están constituidos por dos bobinas, una fija y una móvil.

Utilización

Para efectuar la medida es necesario que la intensidad de la corriente circule por el amperímetro, por lo que éste debe colocarse en serie, para que sea atravesado por dicha corriente. El amperímetro debe poseer una resistencia interna lo más pequeña posible con la finalidad de evitar una caída de tensión apreciable. Para ello, en el caso de instrumentos basados en los efectos electromagnéticos de la corriente eléctrica, están dotados de bobinas de hilo grueso y con pocas espiras.

En algunos casos, para permitir la medida de intensidades superiores a las que podrían soportar los delicados devanados y órganos mecánicos del aparato sin dañarse, se les dota de un resistor de muy pequeño valor colocado en paralelo con el devanado, de forma que solo pase por éste una fracción de la corriente principal. A este resistor adicional se le denomina shunt.

Aunque la mayor parte de la corriente pasa por la resistencia de la derivación, la pequeña cantidad que fluye por el medidor sigue siendo proporcional a la intensidad total por lo que el galvanómetro se puede emplear para medir intensidades de varios cientos de amperios.

La pinza amperimétrica es un tipo especial de amperímetro que permite obviar el inconveniente de tener que abrir el circuito en el que se quiere medir la intensidad de la corriente.

Figura 1.- Conexión de un amperímetro en un circuito

En la Figura 1 mostramos la conexión de un amperímetro (A) en un circuito, por el que circula una corriente de intensidad (I), así como la conexión del resistor shunt (RS).

El valor de RS se calcula en función del poder multiplicador (n) que queremos obtener y de la resistencia interna del amperímetro (RA) según la fórmula siguiente:

Así, supongamos que disponemos de un amperímetro con 5 Ω de resistencia interna que puede medir un máximo de 1 A (lectura a fondo de escala). Deseamos que pueda medir hasta 10 A, lo que implica un poder multiplicador de 10. La resistencia RS del shunt deberá ser:

• óhmetro

Principios de los óhmetros. Medida de resistencia a cuatro hilos (Método kelvin). Supongamos que queremos medir la resistencia de un componente localizado a una distancia significativa del óhmetro. Se trata de una situación complicada pues el óhmetro / ohmímetro mide TODA la resistencia del circuito, lo cual incluye la resistencia de los cables (Rwire) de conexión y la resistencia objeto (Rsubject):

Normalmente la resistencia de los cables es muy baja (tan sólo unos pocos ohmios por cientos de metros de cable, dependiendo del cable) pero si los cables de conexión son muy largos o rsubject tiene un valor bajo el error que introducirán los cables de conexión sustancial.Un método ingenioso de medida del valor de la resistencia en casos como el anterior implica el uso tanto de un voltímetro como de un amperímetro, sabemos por la ley de ohm quen la resistencia es el cociente entre la tensión y la corriente.

R=VI

De este modo deberemos ser capaces de determinar la resistencia si medimos la corriente que lo atraviesa y la caída de potencial.

La corriente es la misma en todos los puntos del circuito puesto que todos los elementos están en serie. Puesto que tan solo estamos midiendo la caída de tensión en el objeto medido (y no la resistencia de los cables) la resistencia calculada es indicativa del valor real de la resistencia (Rsubject).

Nuestro objetivo sin embargo es el de medir la resistencia a una distancia, de manera que nuestro voltímetro debe estar de alguna forma ubicado cerca del amperímetro, esto es, conectado a (Rsubject) por medio de cables los cuales tienen una resistencia.

Aparentemente hemos introducido un error sistemático pues ahora el voltímetro debe medir una caída de tensión a través de un par largo de cables

resistivos, lo cual introduce una resistencia externa en el circuito. No obstante, si hacemos un estudio minucioso veremos que no perdemos ninguna precisión en absoluto, esto se debe a que la corriente que atraviesa el voltímetro tiene un valor ínfimo. La caída de tensión en los cables del voltímetro es insignificante, siendo la indicación del voltímetro prácticamente la misma que si se hubiera conectado directamente a Rsubject.

Cualquier caída de tensión de los cables de corriente no será medida por el voltímetro. La precisión de la medida puede ser mejorada si la corriente del voltímetro se reduce al mínimo.

Este método de medida que evita el error sistemático que introduciría la resistencia de los cables se denomina método de los cuatro hilos o de Kelvin. Existen pinzas de conexión especiales (llamadas pinzas kelvin) para facilitar esta clase de conexión a una resistencia.

2.2 Manejo, ventajas y desventajas de los medidores electromecánicos y los electrónicos en la medición de corriente y voltaje de c.a. y c.d.

MANEJO DE VOLTIMETROS Y AMPERIMETROS:

En esta práctica usaremos un voltímetro analógico y un voltímetro digital. Aunque el funcionamiento interno de ambos puede ser diferente, desde el punto de vista de las medidas ambos se caracterizan de igual forma, teniendo el mismo circuito equivalente. Genéricamente podemos adelantar que todos los voltímetros tienen un borne positivo (+) y un borne negativo (-); el voltímetro mide siempre la diferencia de potencial entre el borne positivo y el borne negativo (V±V-). El voltímetro analógico debe conectarse en posición vertical u horizontal según las indicaciones del fabricante (⊥ posición vertical, posición horizontal). En particular, el voltímetro analógico de esta práctica se puede utilizar en posición horizontal o ligeramente inclinada. Este voltímetro puede medir diferencias de potencial en corriente continua o alterna.

En esta práctica se utilizarán únicamente medidas de continua, de manera que solo se seleccionarán posiciones del conmutador en los rangos marcados en blanco con el símbolo. En este caso, el voltímetro tiene dos bornes: uno positivo (+) y otro negativo (com). El aparato tiene diferentes escalas graduadas superpuestas, pero dichas escalas graduadas tienen unidades arbitrarias, el fondo de la escala nos indica que el voltímetro mide entre 0 voltios y el valor del fondo de la escala. El fondo de la escala está determinado por la posición del conmutador. Para realizar una medida debemos fijar inicialmente el mayor fondo de escala del aparato, seguidamente después de realizar la lectura iremos disminuyendo el fondo de la escala, girando muy suavemente el conmutador hasta que hagamos una medida en la que no nos salgamos del fondo de la escala.

Los voltímetros se dañan cuando la aguja intenta “salirse” del dial, por lo que nunca debemos consentir que la medida sea mayor que el fondo de escala en el que trabajamos, y, si

sucede por un descuido, debemos desconectar rápidamente el voltímetro.

En todos los casos para manejar correctamente los aparatos de medición y evitar posibles daños, el selector debe situarse en la posición que seleccione la función correcta antes de conectarlo y en el mayor margen o escala posible. Si el indicador no sobrepasa el valor máximo de la escala inferior (lo que se observa cuando aparece un 1 en la pantalla) entonces posicionaremos el selector en la escala inferior hasta conseguir una medida lo más precisa posible. Es decir, para realizar una medida debemos elegir el mayor margen de escala posible, seguidamente iremos disminuyendo dicho margen de escala, girando muy suavemente el conmutador hasta encontrar un 1, para “subir” hacia el inmediato superior (así conseguiremos el mayor numero de cifras significativas).

Para el caso de los amperímetros generalmente tienen también un borne positivo y uno negativo y siempre miden la corriente que entra por el borne positivo y sale por el borne negativo. El amperímetro analógico debe conectarse en posición vertical u horizontal según las indicaciones del fabricante. En los amperímetros analógicos hay diferentes escalas graduadas superpuestas, pero dichas escalas graduadas tienen unidades arbitrarias, el fondo de la escala nos indica que el amperímetro mide entre 0 amperios y el valor del fondo de la escala. El fondo de la escala está determinado por la posición del conmutador. Igualmente para realizar mediciones debemos empezar de la escala más alta e iremos disminuyendo hasta que la medida este dentro de la escala.

En el caso de un multimetro debemos entender que es un aparato que realiza las funciones de amperímetro, voltímetro u óhmetro. Cada posición del selector corresponde a una función del multimetro y un margen de medida (por lo que el fondo de escala se determina con un conmutador) que queda indicado. Las unidades de la magnitud que se lee en el dial corresponden a la unidad asociada al fondo de escala seleccionado. Las funciones pueden ser:

* VCD volts en corriente directa

* ACD amperímetro en corriente directa.

* VCA volts en corriente alterna

* ACA amperímetro en corriente alterna

* Óhmetro o medidor de resistencias.

Para manejar correctamente el multimetro y evitarle posibles daños, el selector debe situarse en la posición que seleccione la función correcta antes de conectarlo y en el mayor margen de escala posible. es necesario tener en cuenta que de acuerdo al tipo de medición que hay que efectuar el multimetro debe conectarse de tal manera que cumpla con la medida de seguridad necesaria para no dañarlo en paralelo para la función de voltímetro, en serie cuando se use como amperímetro y desconectando la resistencia a medir cuando se use como óhmetro.

Principio del formulario

2.3 Normas de seguridad

Normas básicas

Las normas básicas dentro del área de Electrónica incluyen las correspondientes a los temas siguientes:

-Vocabulario electrotécnico

-Simbología

-Ensayos de condiciones ambientales para componentes electrónicos

-Compatibilidad electromagnética de aparatos electrónicos y electromédicos

Aparatos electrónicos

En este grupo se incluyen las normas correspondientes a los requisitos de seguridad y de desempeño de diversos equipos electrónicos, pudiéndose mencionar los temas específicos siguientes:

-Seguridad de equipos electrónicos de audio y video

-Seguridad del equipamiento para el tratamiento de la información

-Dispositivos para el control de la velocidad del tránsito vehicular

-Fibras ópticas

Sistemas electrónicos

Dentro de este grupo se encuentra el estudio de las normas correspondientes a un sistema completo que integra diversos dispositivos y equipos electrónicos con determinados fines. Como ejemplo de este grupo de normas se tienen los correspondientes a sistemas de alarmas dispositivos y equipos electrónicos con determinados fines, como ejemplo de este grupo de normas se tienen las correspondientes a los sistemas de alarma, dispositivos y equipos electrónicos con determinados fines, como ejemplo de este grupo de normas se tienen las correspondientes a los sistemas de alarma.

Acústica y electroacústica:

Dentro de esta especialidad se estudian las normas correspondientes a los temas siguientes:

* Técnicas de medición de ruidos y vibraciones-

* Dispositivos de protección acústica.

* Técnicas de aislamiento acústico.

* Evaluación de los ruidos molestos en distintos ámbitos.

* Dispositivos de medición.

5 Instrumentos especiales

5.1 Analizador de estados lógicos

Las funciones específicas que poseen los analizadores lógicos confieren a éstos una serie de posibilidades que no poseen otros equipos electrónicos de medida. Estos deben permitir realizar un estudio dinámico de la evolución temporal de varios nodos de un circuito digital o cuando se requiere de un sistema completo de disparo ligado a un determinado patrón establecido a partir de múltiples señales digitales no siendo exigible una gran exactitud en las medidas de amplitud y tiempo. Un analizador lógico puede disponer de hasta un centenar o más de ADC de 1 bit (con 1 o 2 comparadores internos).

Las señales se capturan mediante puntas o sondas de prueba, el gran numero de puntas hace que usualmente se presenten agrupadas en canales denominados “pods” que permiten conectar 8, 16 ó más señales cada uno. Suele existir un pod específico (de menor efecto de carga y mejor ancho de banda) para las señales especiales externas (señales de reloj, interrupciones, etc.) las señales analógicas recogidas por las puntas de prueba se convierten en datos tras pasar por los ADC (comparadores) y registro de muestreo.

El analizador requiere de una o varias señales de reloj para realizar el análisis del resto de las señales. Este reloj que se puede obtener a partir de alguna señal exterior o de la salida de un generador interno, se utiliza para sincronizar el sistema de disparo y gestionar la memoria de adquisición del analizador donde se almacena la información requerida relativa al evento de disparo (pretrigger ó postrigger).

A partir de la información memorizada se realiza su análisis y presentación con los formatos o modos establecidos por el usuario. En muchos casos el analizador lógico dispone de una arquitectura compatible con PC de modo que se pueda manipular la información adquirida mediante plataformas software de alto nivel.

• Operación y aplicación

Existen 2 modos de funcionamiento típico en un analizador lógico dependiendo del modo de muestreo utilizado. El muestreo asíncrono es un modo de trabajo similar al de un osciloscopio. El analizador muestra gráficos de múltiples entradas verticales con un eje horizontal común que representa el tiempo. La información de los canales se muestrea a partir de una señal de reloj interno cuya frecuencia se puede seleccionar en función de la frecuencia propia de las señales de entrada y de la profundidad de la memoria de adquisición. Este modo

de funcionamiento se utiliza para analizar la evolución temporal de las señales de un sistema digital.

En el muestreo síncrono una de las señales de entrada se toma como reloj de muestreo, por lo tanto, los datos introducidos en la memoria de adquisición están determinados por las transiciones del reloj externo. Grupos predeterminados de estas entradas pueden representar variables estados del DBE, el analizador lógico muestra la evolución de estos estados con formatos preestablecidos componiendo tablas de estados en diversos formatos (decimal, hexadecimal, mnemotécnicos, etc.) este modo es utilizado para analizar el funcionamiento de microprocesadores o dispositivos digitales específicos.

Una vez muestreadas las señales de entrada se ha de decidir cuáles son de interés para el análisis y determinar así su registro en la memoria de adquisición. Esto se realiza gracias al sistema de disparo. Existen diferentes tipos de disparo: por pendiente, por tiempo de transitorio, por anchura de pulso, por exceso de duración, por defecto de amplitud, por disparo lógico, por disparo secuenciado.

5.2 Analizador de espectros

Un analizador de espectro es un instrumento electrónico que permite visualizar en una pantalla las componentes espectrales de las señales presentes en la entrada, pudiendo ser ésta cualquier tipo de ondas eléctricas, acústicas u ópticas. En el eje de ordenadas suele presentarse en una escala logarítmica el nivel en dB del contenido espectral de la señal. En el eje de abscisas se representa la frecuencia, en una escala que es función de la separación temporal y el número de muestras capturadas. Se denomina frecuencia central del analizador a la que corresponde con la frecuencia en el punto medio de la pantalla. A menudo se mide con ellos el espectro de la potencia eléctrica. En la actualidad está siendo reemplazado por el analizador vectorial de señales.

Para su funcionamiento utiliza la transformada rápida de Fourier (FFT), un proceso matemático que transforma una señal en sus componentes espectrales.

5.3 Equipos especiales de medición

• Graficadores.

Diseñado específicamente para aplicaciones del procesamiento de fluidos sanitarios. Disponible en versiones de 1 ó 2 plumas, para graficar en cartas de 12” pulg. de diámetro para una máxima resolución y facilidad de lectura, según códigos de salud. Gabinete NEMA 4X a prueba de humedad y lavado puede ser montado en un panel o en una pared. Completamente programable en sitio, acepta entradas universales y posibilidad de salidas de control tipo relay o 4–20 mA. Fuente 24 V DC disponible para alimentación de 1 ó 2 sensores transmisores. Una

o dos plumas pueden proveer control PID incluyendo control Manual / Automático y Setpoint remoto. Alimentación 115 V AC.

• Trazador de curvas

El trazador de curvas es un tester capaz de realizar medidas en corriente continua de varios tipos de semiconductores: - Transistores bipolares NPN y PNP - Diodos - F.E.T. - Tiristores y Triacs. El trazador se compone de los siguientes módulos funcionales: 1. Alimentación Vce (estimula el dispositivo bajo test (DBT) 2. Amplificador compensado / convertidor A.D. 3. Basedrive / Gatedrive (estimula el DBT) 4. Conectores para el DBT y teclado 5. Micro controlador. 6. Video controlador, 7. Alimentación, 8. Monitor de video.

• Luxómetro

Un luxómetro (también llamado luxmetro o light meter) es un instrumento de medición que permite medir simple y rápidamente lailuminancia real y no subjectiva de un ambiente. La unidad de medida es lux (lx). Contiene una célula fotoeléctrica que capta la luz y la convierte en impulsos eléctricos, los cuales son interpretados y representada en un display o aguja con la correspondiente escala de luxes.

El luxómetro moderno funciona según el principio de una celda (célula) C.C.D. o fotovoltaica; un circuito integrado recibe una cierta cantidad de luz (fotones que constituyen la "señal", una energía de brillo) y la transforma en una señal eléctrica (analógica). Esta señal es visible por el desplazamiento de una aguja, el encendido de diodo o la fijación de una cifra. Una fotoresistencia asociada a un ohmímetrodesempeñaría el mismo papel.

Un filtro de corrección de espectro permite evitar que las diferencias de espectro falseen la medida (la luz amarilla es más eficaz que la azul, por ejemplo, para producir un electrón a partir de la energía de un paquete de fotones).

Los luxómetros pueden tener varias escalas para adaptarse a las luminosidades débiles o las fuertes (hasta varias decenas de millares de luxes). La unidad tradicional de medida es el lux, que corresponde a la luz llevada por una llama de vela a 1 metro de distancia.

• Tacómetro

Un tacómetro (Del griego, τάχος tachos = velocidad y μέτρον metron = medida) es un dispositivo para medir la velocidad de giro de un eje, normalmente la velocidad de giro del motor, se mide en Revoluciones por minuto (RPM).

Los primeros tacómetros mecánicos se basaron en la medición de la fuerza centrífuga. El inventor se supone que fue el ingeniero alemán Diedrich Uhlhorn, quien lo utilizó para medir la velocidad de las máquinas en 1817. Desde 1840, se utilizó para medir la velocidad de las locomotoras.

El tacómetro de mano portátil sirve para realizar mediciones de velocidad ópticas o mecánicas. Es óptimo para establecer las revoluciones de máquinas, piezas e instalaciones giratorias (por ejemplo en cintas transportadoras, en motores y mecanismos accionados por correas…). La medición sin contacto se realiza con la ayuda de una banda reflectante que se adhiere a la pieza giratoria, la medición con contacto se lleva a cabo por medio de un adaptador mecánico con cabeza o con rueda de medición.

• Medidores de campo magnético.

El medidor de radiación de campos magnéticos dispone de una sonda triaxial para determinar la radiación electromagnética. El medidor de radiación de campos magnéticos ha sido especialmente concebido para medir en transformadores y valorar campos magnéticos originados por monitores de ordenadores, televisores, instalaciones eléctricas industriales (separadores magnéticos, electro- motores). Los campos magnéticos se originan con el uso de instalaciones y aparatos eléctricos.

• Analizador de Fourier

F.F.T. son las siglas de “Fast Fourier Transform”, Transformada Rápida de Fourier “TRF”.

Como hemos dicho antes los analizadores FFT están basados en la obtención del espectro de una señal mediante un algoritmo de cálculo denominado transformada rápida de Fourier (FFT). Este algoritmo permite calcular la transformada discreta de Fourier de cualquier señal con una reducción muy notable de operaciones aritméticas, y el consiguiente ahorro de tiempo de cálculo. Cabe señalar que la aparición de esta técnica de obtener espectros de señales revolucionó todos los conceptos del análisis frecuencial. El funcionamiento a grandes rasgos consiste en tomar muestras (valores discretos) de la señal continua y, con estas muestras y aplicando una expresión matemática descubierta por el matemático Fourier, se obtiene el espectro correspondiente a la señal que habíamos medido. Por tanto, todo el proceso se reduce a digitalizar la señal continua y efectuar un cálculo numérico. La precisión de los analizadores de Fourier se evalúa a través del número de líneas que pueden representar, siendo los valores más habituales los de 256, 400 y 800 líneas. Cada línea corresponde a una banda de frecuencia de ancho constante y valor de la frecuencia más alta analizada dividido por el número de líneas calculadas. Así, por ejemplo si obtenemos un espectro en el que la frecuencia más alta sea de 1.6 khz y tenemos un analizador de 800 líneas, entonces el ancho de cada línea será de 1.6 khz/800 líneas = 2 hz por línea. Es evidente por tanto, el incremento de resolución frente a los analizadores de filtros de ancho de banda de porcentaje constante.

Una de las grandes ventajas del análisis FFT es la posibilidad de efectuar un zoom de una zona concreta del espectro obtenido, donde el sentido del zoom es el mismo que en fotografía. Es decir, si tenemos un espectro de 800 líneas de una señal cualquiera un zoom nos permite

efectuar una ampliación de una parte concreta del espectro que nos interese, con lo que el grado de resolución es extraordinariamente elevado.

El primer inconveniente surge del método de cálculo del espectro, ya que el equipo considera que esta muestra de tiempo se va a repetir indefinidamente, de aquí que para señales continuas ocurren a veces irregularidades, pues la señal queda como cortada o distinta a como es en realidad, con la distorsión que esto produce en el análisis.

CONCLUSIÓN:

Durante los últimos años se ha visto un crecimiento acelerado en el campo de las mediciones eléctricas, esto ha derivado en aparatos que con mayor resolución y exactitud nos dan mediciones cada vez más precisas.

Henos sido testigos del vasto mundo de la tecnología en este sentido y sin embargo notamos que muchas veces el ritmo con que fluye la información es a veces más lento que el flujo de tecnología. Basta darse cuenta que en la industria hoy contamos con aparatos que superan nuestras expectativas en cuanto a la información que recibimos.

La cantidad de marcas y aparatos presentan cierto grado de complejidad en cuanto a que entre uno y otro pueden existir a veces similitudes, pero a veces presentan diferencias notorias en cuanto a uso, programación y mantenimiento del mismo. Afortunadamente cada vez es más grande el número de los que son similares con respecto a lo que no lo son.

Es importante destacar que en cuanto a fiabilidad de las mediciones, sigue siendo prudente utilizar aparatos que por su marca comercial, gozan de un amplio grado de aceptación entre los profesionales dedicados al ámbito de las mediciones.

Debemos pues entender que en un futuro cercano los adelantos nos llevaran a gozar de mejores tecnologías que nos permitirán explicar mejor el mundo en que vivimos y trabajamos.