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).

Ideas Básicas sobre Métodos de Medida

Mediciones Directas: el resultado se obtiene a partir de la indicación de un único instrumento.

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

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

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.

El error de Inserción

(Ejemplo típico)

V

i

RR

Vi

Vxmab RR

RUUU

x

xminserción U

UUe

Vi

iinserción RR

Re

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

El método de Oposición

b

Ux

Ri aD

R1

R2

A

U

Rs

I

2x R*IU

idadinsensibilRIU eeee2x

b

VRV

Ri

a

Ux

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

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

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

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

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

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

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

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.

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

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

%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