Fase 1 -Trabajo Colaborativo instrumentacion

Fase 1 Trabajo colaborativo

Presentado por: Jairo Alonso Guevara Mera Lina Angélica Meneses Espinosa Martha Liliana Idrobo Santacruz Arlex Piamba Quiñonez Javier Oswaldo Vargas Córdoba

Presentado a: Elber Fernando Camelo Instrumentación 203038_15

Universidad Nacional Abierta y a Distancia 04/102016

INTRODUCCIÓN El presente trabajo se realiza con la intensión de dar a conocer conceptos básicos de instrumentación y realizar el diseño de un amperímetro, voltímetro y óhmetro empleando galvanómetro D´Arsonval

OBJETIVOS -

Exponer los conceptos que se plantean en la guía de actividades Diseñar un amperímetro DC con derivación AYRTON, empleando un galvanómetro de D´Arsonval Diseñar un voltímetro DC multirrango empleando un galvanómetro de D´Arsonval Diseñar un óhmetro empleando un galvanómetro de D´Arsonval

DESARROLLO PASO 1 Paso 1: Identifique y explique los bloques de un sistema de instrumentación electrónica. 1.

La figura se muestra el esquema simplificado de un sistema de medida en forma de bloques funcionales. A la izquierda se encuentra el sistema físico, alguna de cuyas magnitudes físicas se quiere medir; en la primera etapa dicha magnitud física se convierte mediante un transductor en otra magnitud de tipo eléctrico (por ejemplo una resistencia eléctrica). En la segunda etapa, un acondicionador de señal incluye la circuitería necesaria para convertir la magnitud característica del transductor en una señal eléctrica de nivel adecuado. Es de notar que en algunos sistemas las tres etapas del sistema de medida están totalmente integradas, de forma que un único aparato realiza las tres funciones de una manera transparente al usuario. En el extremo derecho se encuentra el sistema que permite al usuario tomar nota o almacenar la medida, es decir el sistema de presentación o toma de datos. 2.

Transductor: El transductor es el componente que convierte la magnitud física a medir, en una señal eléctrica. - En este componente se puede diferenciar entre el sensor, que es el elemento sensible primario que responde a las variaciones de la magnitud que se mide, y el transductor que es el que lleva acabo la conversión energética entre la magnitud de entrada y de salida. Acondicionamiento de la señal: Este bloque incluye todas aquellas transformaciones que deben realizarse sobre señales eléctricas que resultan en la salida del transductor, y que son previas al procesado para extraer la información que se mide o evalúa. Procesamiento de la señal: incluye el conjunto de transformaciones a las que debe ser sometida la señal eléctrica a fin de extraer de ella, la información que se busca, el procesamiento de la

señal suele contener muy diversas operaciones , ya sean lineales , no lineales, de composición de múltiples señales , o de procesado digital de las señales . Registro de la señal: Consiste en el almacenamiento permanente o temporal de las señales para su posterior análisis o supervisión. Este operación es necesaria si el flujo de información que se adquieren supera la capacidad de procesamiento de que se dispone, El método tradicional de registro ha sido el basado en cinta magnética, ya sea a través de grabación analógica o utilizando codificación digital. Actualmente los métodos de registro que se utilizan, están basados en un computador, y el soporte en que se almacena la información es cualquiera de los sistemas de memoria masiva de que disponen estos equipos (memoria, discos, diskettes, cinta magnética, etc.) Telemetría: a veces, las señales son adquiridas en puntos remotos, de difícil acceso o con condiciones ambientales hostiles, y es necesario aislar los componentes de captación, de los equipos de procesamiento y presentación. En estos casos, es necesario transmitir las señales entre la captación y el procesamiento mediante un 5 canal de comunicación. Para adaptar las señales a las características de canal de comunicación es necesario introducir procesos de modulación, demodulación o codificación apropiados. Presentación de la información : La información resultante del proceso de medida debe ser presentada de forma comprensible al operador, o elaborada e integrada para que pueda ser interpretada por un sistema supervisor automático; Los sistemas de presentación de información eléctrica analógica tradicionales, han sido: los indicadores de aguja, los registradores gráficos de papel y los tubos de rayos catódicos; Actualmente, los terminales alfanuméricos y gráficos basados en computadores suelen ser el método más utilizado para presentar todo tipo de información. Generador de estímulo: En muchos casos los sistemas no son activos sino reactivos, y para medir cualquier magnitud, se tiene que estimular el sistema físico mediante señales generadas por la propia instrumentación de medida. - Habitualmente el estímulo y el proceso de medida deben estar sincronizados, de forma que solo las señales que sean respuesta del estímulo sean analizadas. 3.

a) Transductor Es el componente que convierte la magnitud física a medir, en una señal eléctrica. En este componente se puede diferenciar entre el sensor, que es el elemento sensible primario que responde a las variaciones de la magnitud que se mide, y el transductor que es el que lleva acabo la conversión energética entre la magnitud de entrada y de salida.

b) Acondicionamiento de la señal. Este bloque incluye todas aquellas transformaciones que deben realizarse sobre señales eléctricas que resultan en la salida del transductor, y que son previas al procesado para extraer la información que se mide o evalúa. c) Procesamiento de la señal. En este incluye el conjunto de transformaciones a que debe ser sometida la señal eléctrica para poder extraer la información que se busca, la cual la señal suele contener muy diversas operaciones, como lineales y no lineales, de composición de múltiples señales, o de procesado digital de las señales. d) Registro de la señal Este consiste en el almacenamiento permanente o temporal de las señales para su posterior análisis o supervisión. Esta operación es necesaria si el flujo de información que se adquieren supera la capacidad de procesamiento de que se dispone. Actualmente los métodos de registro que se utilizan, están basados en un computador, y el soporte en que se almacena la información es cualquiera de los sistemas de memoria masiva de que disponen estos equipos. e) Telemetría Las señales a veces son adquiridas en puntos remotos, de difícil acceso o con condiciones ambientales hostiles, y es necesario aislar los componentes de captación, de los equipos de procesamiento y presentación. Es necesario introducir procesos de modulación para adaptar las señales a las características de canal de comunicación, demodulación o codificación apropiadas. f) Presentación de la información La información resultante del proceso de medida debe ser presentada de forma comprensible al operador, o elaborada e integrada para que pueda ser interpretada por un sistema supervisor automático. Actualmente, los terminales alfanuméricos y gráficos basados en computadores suelen ser el método más utilizado para presentar todo tipo de información. g) Generador de estímulo Los sistemas en muchos casos no son activos sino reactivos, y para medir cualquier magnitud, se tiene que estimular el sistema físico mediante señales generadas por la propia instrumentación de medida. Habitualmente el estímulo y el proceso de medida deben estar sincronizados, de forma que solo las señales que sean respuesta del estimulo sean analizadas.

4. SISTEMA DE INTRUMENTACION

COMPONENTES

TRANSDUCTORES

-

Función Clasificación Caracteristicas en régimen estatico

Necesidad: Linealizacion Amplificacion

ACONDICIONAMIENTO DE SEÑAL

Acondicionadores Transductores Circuito potenciometrico Circuito puente

Amplificador de instrumentación

ESQUEMAS BASICOS EN INSTRUMENTACION ELECTRONICA

En el anterior diagrama de bloques podemos observar un sistema de instrumentación, A continuación se expone cada una de las características de algunos componentes anteriormente mencionados. Transductor: Dispositivo que convierte una señal fisica de entrada en una señal de salida de tipo eléctrico o hidráulico. Amplificador de instrumentación: El amplificador de instrumentación es un amplificador tensión – tensión, cuya ganancia puede establecerse de forma muy precisa y que a sido optimizado para que opere de acuerdo a su propia especificación aun en un entorno hostil. Es un elemento esencial de los sistemas de medida, en los que se ensambla como un bloque funcional que ofrece características funcionales propias e independientes de los restantes elementos con los que interacciona. Para ello, se le requiere: a) Tengan unas características funcionales que sean precisas y estables. b) Sus características no se modifiquen cuando se ensambla con otros elementos.

5. ESQUEMA BÁSICO DE CUALQUIER SISTEMA DE INSTRUMENTACIÓN.

A. TRANSDUCTOR - El transductor es el componente que convierte la magnitud física a medir, en una señal eléctrica. - En este componente se puede diferenciar entre el sensor, que es el elemento sensible primario que responde a las variaciones de la magnitud que se mide, y el transductor que es el que lleva acabo la conversión energética entre la magnitud de entrada y de salida. B. ACONDICIONAMIENTO DE LA SEÑAL. - Este bloque incluye todas aquellas transformaciones que deben realizarse sobre señales eléctricas que resultan en la salida del transductor, y que son previas al procesado para extraer la información que se mide o evalúa. Existen dos razones por las que las señales de salida del transductor deban ser acondicionadas: 1) Cuando el tipo de señal eléctrica que se proporciona el transductor no es una tensión, se utiliza un convertidor desde el tipo de señal de que se trate, a tensión. 2) La señal debe ser acondicionada para incrementar la relación señal ruido hasta niveles adecuados. Esto tipo de acondicionamiento implica: - Amplificar las señales hasta niveles que sean suficientemente superiores al nivel de ruido eléctrico aleatorio. - Filtrar las señales para eliminar ruidos introducidos por interferencia eléctrica. C) PROCESAMIENTO DE LA SEÑAL. - Incluye el conjunto de transformaciones a que debe ser sometida la señal eléctrica a fin de extraer de ella, la información que se busca. - El procesamiento de la señal suele contener muy diversas operaciones, ya sean lineales, no lineales, de composición de múltiples señales, o de procesado digital de las señales. D) REGISTRO DE LA SEÑAL - Consiste en el almacenamiento permanente o temporal de las señales para su posterior análisis o supervisión. Esta operación es necesaria si el flujo de información que se adquieren supera la capacidad de procesamiento de que se dispone. - El método tradicional de registro ha sido el basado en cinta magnética, ya sea a través de grabación analógica o utilizando codificación digital. Actualmente los métodos de registro que se utilizan, están basados en un computador, y el soporte en que se almacena la información es cualquiera de los sistemas de memoria masiva de que disponen estos equipos (memoria, discos, diskettes, cinta magnética, etc.) F) PRESENTACIÓN DE LA INFORMACIÓN - La información resultante del proceso de medida debe ser presentada de forma comprensible al operador, o elaborada e integrada para que pueda ser interpretada por un sistema supervisor automático. - Los sistemas de presentación de información eléctrica analógica tradicionales, han sido: los indicadores de aguja, los registradores gráficos de papel y los tubos de rayos catódicos. - Actualmente, los terminales alfanuméricos y gráficos basados en computadores suelen ser el método más utilizado para presentar todo tipo de información. G) LA EXCITACIÓN Es la tecnología de acondicionamiento de señal requerida para siempre que se conecta un termopar a un sistema de adquisición de datos.

DESARROLLO PASO 2 Paso 2: Investigue y realice un cuadro en el cuál exponga los conceptos de: • Resolución • Sensibilidad • Escala • Precisión • Constante de escala de medición 1.

RESOLUCIÓN

SENSIBILIDAD

ESCALA

PRECISIÓN

CONSTANTE DE ESCALA DE MEDICIÓN

Es el menor cambio en la variable del proceso capaz de producir una salida perceptible en el instrumento. Se expresa en general como un porcentaje del Límite Superior de medición del instrumento Es la variación en la salida del instrumento por unidad de variación de la variable del proceso (entrada), en definitiva se puede decir que es la ganancia del instrumento. Es un patrón convencional de medición y básicamente consiste en un instrumento capaz de representar con gran fidelidad verbal, gráfica o simbólicamente el estado de una variable La precisión está asociada a estadísticas como la varianza y el desvío standard. En la técnica se suele exigir que los valores de variables importantes para la calidad del producto se mantengan dentro de un campo dado por tres desvíos standard en más o en menos del valor especificado, y estos desvíos deben ser pequeños para tener buena precisión. Es una sucesión de medidas que permiten organizar datos en orden jerárquico.

2.

Resolución Sensibilidad Es el menor Es la razón entre cambio en la la respuesta en la variable del salida a un proceso capaz de estímulo en la producir una entrada. A salida perceptible menudo se en el expresa la entrada instrumento. Se requerida para expresa en tener: – una salida

Escala Es la diferencia algebraica entre las señales eléctricas de salida medidas con el máximo estímulo de entrada y el mínimo estímulo

constante de escala de Precisión medición Se trata del Esto es la tolerancia mínima coeficiente por el cual se debe de medida que permitirá indicar, multiplicarla indicación directa registrar o de un controlar el instrumento de instrumento. En otras palabras, es medición para la mínima división obtener el valor

general como un a escala completa porcentaje del o … – una salida Límite Superior de apenas medición del perceptible instrumento ( valor a fondo de escala del mismo)

de entrada. Esto debe incluir toda desviación de la función de transferencia lineal

de escala de un instrumento indicador. Generalmente esta se expresa en porcentaje (%) del SPAN. La precisión de un instrumento indica su capacidad para reproducir cierta lectura con una exactitud dada.

indicado del mensurando o de una magnitud que se utilice para calcular el valor del mensurando.

3. • Resolución

• Sensibilidad

• Escala

• Precisión

• Constante de escala de medición

CONCEPTOS Es el menor cambio en la variable del proceso capaz de producir una salida perceptible en el instrumento. Se expresa en general como un porcentaje del Límite superior de medición del instrumento. Es la mínima magnitud en la señal de entrada requerida para producir una determinada magnitud en la señal de salida, dada una determinada relación señal/ruido, u otro criterio especificado. En una curva de calibrado, la sensibilidad queda representada por la pendiente de la misma. Es un patrón convencional de medición, es la diferencia algebraica entre las señales eléctricas de salida medidas con el máximo estímulo de entrada y el mínimo estímulo de entrada. Grado de concordancia entre los resultados. La precisión se cuantifica a partir de a repetitividad y la reproducibilidad. Se usa para definir la variabilidad entre mediciones. La precisión está asociada a estadísticas como la varianza y el desvío estándar. Las Escalas de Medición son una sucesión de medidas que permiten organizar datos en

orden jerárquico. 4. Resolución

Sensibilidad

Escala

Precisión Constante de escala de medición

Es el incremento mínimo de la entrada para que haya cambio en la salida. Cuando es a partir de cero se habla de umbral. En instrumentos digitales se debe tener en cuenta las características del convertidor A/D y el rango de medida considerado. Es la razón entre la respuesta en la salida a un estímulo en la entrada. A menudo se expresa la entrada requerida para tener: – una salida a escala completa o una salida apenas perceptible Es un patrón de medición. y básicamente consiste en un instrumento capaz de representar con gran fidelidad verbal, gráfica o simbólicamente el estado de una variable la escala es una graduación utilizada en diversos instrumentos para posibilitar la medición de una magnitud. Son las diferentes formas de medir o cuantificar las respuestas a diferentes tipos de preguntas para sintetizar la información y para aplicar técnicas estadísticas y matemáticas a los datos que permitan conseguir una mayor riqueza de información.

5. Resolución

Sensibilidad

Escala

Precisión

Constante de escala de Medición

Es el menor cambio en la variable del proceso capaz de producir una salida perceptible en el instrumento. Se expresa en general como un porcentaje del Límite Superior de medición del instrumento (valor a fondo de escala del mismo).

Es la variación en la salida del instrumento por unidad de variación de la variable del proceso (entrada), en definitiva se puede decir que es la ganancia del instrumento. El ideal es que la misma se mantenga constante.

Es la diferencia entre las salidas para los extremos del campo de medida.

Cuanto mayor es la precisión menor es la dispersión de los valores de la medición alrededor del valor medido. Podría suceder que ese valor no fuese exacto pero la dispersión ser chica, en ese caso el instrumento es preciso pero no exacto. La precisión está asociada a estadísticas como la varianza y el desvío standard.

Son los métodos, dispositivos y cálculos usados para medir cantidades electrónicas. La medición de cantidades electrónicas puede hacerse al medir parámetros eléctricos de un sistema.

DESARROLLO PASO 3 Paso 3: Indague y seleccione un instrumento de medición y dé a conocer las características específicas correspondientes a los conceptos del paso 2. 1. FRECUENCÍMETRO FD-250: ESPECIFICACIONES Margen de frecuencias: 20 Hz a 160 MHz Frecuencia máxima de medida: Seleccionable 20 MHz o 160 MHz Sensibilidad: De 20 Hz a 80 MHz < 15mV rms / De 80 MHz a 160 MHz < 25 mV rms Impedancia de entrada: 1 MOhm / 35 pF Máxima tensión de entrada: 250 V AC (hasta 100 kHz) Filtro pasabajos seleccionable: ± 50 kHz (-3 dB) Con el selector de gamas en 20 MHz GENERALES Precisión: ± 1 cuenta ± precisión de la base de tiempos. BASE DE TIEMPOS ESTANDAR Frecuencia: 10 MHz Coeficiente de temperatura: 0,2 ppm/ ºC de 15 a 45 ºC BASE DE TIEMPOS OPCIONAL (TCXO), OPCION FD-250/1 Frecuencia: 10 MHz Estabilidad: ± 1 ppm de 0 a 50 ºC Envejecimiento a temperatura constante: ± 0’5 ppm / mes / ± 1 ppm / año Display: 8 dígitos L.E.D. Tiempos de puerta seleccionable: 2 s - 0’2 s - 20 ms RESOLUCION 20 Hz a 20 MHz: 1 Hz- l0 Hz- 100 Hz (según tiempo de puerta) 20 MHz a 160 MHz: 10 Hz - 100 Hz - 1 kHz (según tiempo de puerta) ALIMENTACION Tensión de red: AC 110-125-220-230-240 V / 50-60 Hz Consumo: 10 W CARACTERISTICAS MECANICAS Dimensiones: A. 212 x Al. 102 x Pr. 241 mm Peso: 1’4 kg

2. Multímetro UNIT-T Mod .UT30F Características técnicas En la siguiente hoja se encuentra un cuadro con las características técnicas de este instrumento de medición

Rango

Resolución

Exactitud

Tensión Continua 200 Mv 100 µV 2000 mV ( 2V ) 1 mV ± ( 0,5 % lectura + 2 dígitos ) 20 V 10 mV 200 V 100 mV 500 V 1V Impedancia de Entrada: 10 MΩ para todos los rangos. Protección contra sobrecargas: en el rango de 200 mV está protegido a 230V ( AC/DC ), en los otros rangos está protegido a 500 V ( AC o DC ) Tensión Alterna 200 mV 100 µV ± ( 1.2 % lectura + 3 dígitos ) 2V 1 mV 20 V 10 mV ± ( 1 % lectura + 3 dígitos ) 200 V 100 mV 500 V 1V ± ( 1.2 % lectura + 3 dígitos ) Impedancia de Entrada: 10 MΩ Frecuencia: 40 ~ 400 Hz Display : Valor RMS de onda senoidal ( Valor medio ) Protección contra sobrecargas: en el rango de 200 mV está protegido a 230 V ( AC/DC) , otros rangos están protegidos a 500 V ( AC o DC ) Corriente Continua 200 µA 100 nA //////////////////////////////// 2000 µA 1 µA //////////////////////////////// 20 mA 10 µA ± ( 1% lectura + 2 dígitos ) 200 mA 100 µA ± ( 1.2% lectura + 2 dígitos ) 10 A 10 mA ± ( 2% lectura + 5 dígitos ) Protección contra Sobrecargas: Fusible 0.3 A/250V. La escala de 10 A no está protegida por fusible. . El tiempo límite de medición para esta escala es igual o menor a 10 segundos, y el intervalo de tiempo entre medidas no debe ser menor de 15 minutos. Caida de tensión: 200 mV para plena escala. Corriente Alterna 200 mA 100 µA ± ( 1.8% lectura + 3 dígitos ) 10 A 10 mA ± ( 3% lectura + 7 dígitos ) Protección contra Sobrecargas: fusible de 0.3 A /250V .La escala de 10 A no está protegida por fusible. . El tiempo límite de medición para esta escala es igual o menor a 10 segundos, y el intervalo de tiempo entre medidas no debe ser menor de 15 minutos. Respuesta en frecuencia: 40 Hz ~ 400 Hz. Display : Valor RMS para onda senoidal pura ( valor medio ) Resistencia 200 Ω 0.1 Ω ± ( 0.8% lectura + 5 dígitos ) 2000 Ω ( 2 KΩ ) 1Ω 20 KΩ 10 Ω ± ( 0.8% lectura + 2 dígitos ) 200 KΩ 100 Ω 2 MΩ 1 KΩ 20 MΩ 10 KΩ ± ( 1% lectura + 5 dígitos ) Protección contra sobrecargas: Todos los rangos protegidos a 230 V ( DC / AC )

Rango

Resolución

Temperatura - 40 ºC ~ 150 ºC 1 ºC 150 ºC ~ 1000 ºC 1 ºC Protección Contra sobrecargas : 230 V ( AC/DC ). Trasductor de temperatura : Tipo K Standard Internacional Termocupla ( Nicrom – Niquel Silicio ) Frecuencia ( Autorango ) 2 KHz ~ 10 MHz 1 Hz ~ 10 KHz

Exactitud ± ( 1% lectura + 3 dígitos ) ± ( 1.5% lectura + 15 dígitos )

± ( 0.1% lectura + 3 dígitos )

Protección contra sobrecargas : 230 V ( AC / DC ) Sensibilidad de entrada : ( 10 Hz ~1 MHz ) ≤ 500 mVp-p ( 1 MHz ~ 10 MHz ) ≤ 1 Vp-p.

Máxima tensión de entrada : ≤ 10 Vp-p

Temperatura de Operación: 0 ºC ~ 40 ºC . Temperatura de almacenamiento: -10 ºC ~ 50 ºC Altitud: Operación: 2000 m Almacenamiento: 10000m Humedad Relativa: Máx 80 % para temperatura hasta 31 ºC , disminuyendo linealmente a 50% de humedad relativa a 40 ºC. Batería: NEDA 1064 o 6F22 o 006P Indicación de batería Baja en el display . Dimensiones: 75mm x 130 mm x 36 mm Peso Aprox. 150 grs. Tensión máxima entre cualquier terminal y tierra: 600 Vrms. Prueba de Diodos: resolución = 1mV, el display muestra la caída de tensión aproximada. Medición de Transistores: ( hFE ) , resolución 1β - Ibo ≈ 10 µA ; Vce ≈ 3 V. Beeper de medición de continuidad: Resolución 1 Ω, El beeper suena con R ≤ 70 Ω. Protección contra sobrecargas: 230 V (DC/AC) solamente beeper y prueba de diodos.

3.

MULTIMETRO DIGITAL MODELO: MUT-830 CODIGO: 10400

CARACTERISTICAS

4. VOLTIMETRO Se llama voltímetro al dispositivo que permite realizar la medición de la diferencia de potencial o tensión que existe entre dos puntos pertenecientes a un circuito eléctrico. El voltímetro, por lo tanto, revela el voltaje. Los voltímetros tienen que contar con una resistencia eléctrica elevada para que, al ser conectados al circuito para realizar la medición, no generen un consumo que lleve a medir la tensión de manera errónea. De acuerdo a su funcionamiento, es posible diferenciar entre

diferentes clases de voltímetros. El voltímetro digital dispone de una pantalla donde refleja la tensión con números. Estos aparatos además pueden contar con memoria y otras funciones. El voltímetro vectorial, por su parte, apela a señales de microondas para indicar la tensión y su fase. El voltímetro electromecánico, por último, cuenta con un galvanómetro que presenta una escala graduada con voltios. Es importante no confundir el voltímetro con el voltámetro. Mientras que el voltímetro mide la tensión (el potencial eléctrico), el voltámetro se encarga de la medición de la carga eléctrica. Los voltímetros reflejan sus resultados en voltios y los voltámetros lo hacen en coulombs. Tampoco hay que tener confusión entre el voltímetro y el amperímetro, que es la herramienta empleada para la medición de la intensidad de la corriente. El voltímetro, para funcionar, tiene que conectarse en paralelo: el amperímetro, en cambio, en serie, para que la corriente pase por él. Su resistencia, de este modo, debe ser reducida, y no alta como ocurre en el caso del voltímetro.

Voltímetro CM-9930eff Voltímetro de medición hasta 2000 A AC / DC / valor efectivo real / DCV, ACV, DCA, ACA / resistencia, capacidad, frecuencia / alarma Este voltímetro es un instrumento versátil con diseño y tecnología de última generación. Podemos destacar de este voltímetro su sólida carcasa resistente a las roturas y al fuego, junto con la protección del asidero para evitar tocar el voltímetro o el conductor que se encuentra en su interior, con lo que ofrece un máximo de seguridad al usuario. Con este voltímetro además podrá determinar múltiples magnitudes de relevancia medioambiental. Para ello le ofrecemos una serie de adaptadores para el voltímetro que podrá adquirir de forma opcional con los que podrá medir las revoluciones, la luz, la humedad relativa, el sonido, la velocidad del aire y las radiaciones. Sólo será necesario introducirlos en el voltímetro y podrá comprobar que el aparato funciona p.e. como tacómetro de mano, medidor de humedad, sonómetro o luxómetro. Si lo que necesita es un voltímetro que llegue hasta 600 A, lo puede ver en el enlace. También disponemos de otro modelo de voltímetro de pequeñas dimensiones con el que podrá medir las corrientes AC/DC con una alta resolución. Todas las funciones y rangos tienen protección por sobrecarga, con lo que se garantiza el buen funcionamiento del voltímetro. Aquí dispone de una visión general donde encontrará el voltímetro que más se ajuste a sus necesidades. Si tiene alguna pregunta sobre la voltímetro, consulte la siguiente ficha técnica o póngase en contacto con nosotros en el número de teléfono 902 044 604 para España, para Latinoamérica e internacional +34 967 543 695 o en el número +56 2 24053238 para Chile. Nuestros técnicos e ingenieros le asesorarán con mucho gusto sobre este voltímetro y sobre cualquier producto de nuestros sistemas de regulación y control, medidores o balanzas. - Diámetro máximo del conductor 60 mm - 2 en 1: voltímetro + multímetro - Pantalla LCD de 4 posiciones, 15 mm máxi-

mo 5000 (rango de frecuencia) - Mediciones hasta 2000 A AC/DC - Protección sobrecarga en todos los rangos - Data Hold - Función de medición relativa - Iluminación de fondo - Función de control de tránsito - Mediciones de valor efectivo real - Puesta a cero por medio del teclado - Carcasa ABS resistente al calor extremo - Seguridad: IEC-1010-1; CAT III 1000 V; DIN EN 61010-031 (VDE 0411-031) - Envío: voltímetro, maletín, cables de comprobación, batería y manual de uso - Adaptadores opcionales para medir los más diversos parámetros medioambientales: sonido, luz, humedad, presión, revoluciones. ESPECIFICACIONES TECNICAS 400 mV Dcv ± 0,5 % + 2 dgt. - 0,1 mV 4 / 40 / 400 / 1000 V ± 1,5 % + 2 dgt. -0,1 mV / 0,01/ 0,1/ 1 V Protección por sobrecarga

AC/DC 1000 V

ACV

4 / 40/ 400 / 1000 V ±1,2 % + 5 dgt. -0,1 mV/ 0,01/ 0,1/ 1 V

Protección por sobrecarga

AC/DC 1000 V

DCA

00/4000 µA/ 40/400 mA (directamente) ± 1,2% + 5 dgt.-0,1/1 µA/ 0,01/0,1mA 400 A ±2 % + 5 dgt. - 0,1A (voltímetro) 2000 A ±2 % + 8 dgt. - 1 A (voltímetro)

Protección por sobrecarga

AC/DC 500 mA (directamente) AC/DC 2000A / 1000 V (voltímetro)

ACA

400/4000 µA/ 40/400 mA (directamente) ± 1,2% + 5 dgt.-0,1/1 µA/ 0,01/0,1mA 400 A ± 2 % + 5 dgt. - 0,1A (voltímetro) 2000 A ± 2 % + 8 dgt. - 1 A (voltímetro)

Protección por sobrecarga

AC/DC 500 mA (directamente) AC/DC 2000 A / 1000 V (voltímetro)

Ohmios

400 mΩ/ 4/40/400 kΩ/ ±1 % + 5 dgt. - 0,1 Ω/1/10/100 Ω 4 MΩ ±2 % + 2 dgt. - 0,1 Ω 40MΩ

±3,5 % + 3 dgt. - 0,1 Ω AC/DC 400 V

Protección por sobrecarga Capacidad

50/ 500 nF/ 5/ 50 µF ±3,0 % + 5 dgt. - 10/ 100pF/ 0,001/ 0,01µF

Frecuencia

5/50/500 Hz/ 5/50/100 kHz ± 1% + 5 dgt. - 0,001/0,01/0,1/1Hz/ 0,01/0,1kHz

Valor efectivo real

Si

Señal acústica

Si

Prueba de diodos

Si

Alimentación

batería de bloque de 9 V máximo de 60 mm

Diámetro del conductor Dimensiones

255 x 73 x 38 mm

Peso

380 g

5.

Resolución

0,1 kHz.

TOMÉ COMO EJEMPLO UN FRECUENCIOMETRO ANÁLOGO Sensibilidad Escala Precisión Constante de escala de Medición < 0,8mV a 100MHz.; < 6,0mV a 300MHz.; < 7,0mV a 1Ghz; < 100mV

45-55 HZ

0.5 % F.E

± 20 % del valor nominal 0.5mt

DESARROLLO PASO 4 Paso 4: Diseñar e implementar un amperímetro DC con derivación de Ayrton, para escalas de corriente de 70 mA, 250 mA, 650 mA. Empleando un galvanómetro de D’Arsonval. Cálculos: Para realizar el diseño se toma una resistencia interna Rm=100Ω y una corriente de deflexión Im= 1mA. Para la escala de corriente de 70mA

R1 =

Rm* Im 100* 0,001 0,1 = = = 1,44Ω I − Im 0,07 − 0,001 0,069

Para la escala de corriente de 250mA

R2 =

Rm* Im 100* 0,001 0,1 = = = 0,4Ω I − Im 0,25 − 0,001 0,249

Para la escala de corriente de 650mA

R3 =

Rm* Im 100* 0,001 0,1 = = = 0,15Ω I − Im 0,65 − 0,001 0,649

DESARROLLO PASO 5 Paso 5. Diseñe un voltímetro DC multirrango empleando un galvanómetro de D’Arsonval son escalas de medición de voltaje: 0-6Vdc; 0-9Vdc; 0-18Vdc. Para realizar el diseño se toma una resistencia interna Rm=100Ω y una corriente de deflexión Im= 1mA Para un voltaje de 0-6Vdc

R1 =

V − (Rm* Im) 6 − (100* 0,001) 5,9 = = = 5900Ω Im 0.001 0,001

Para un voltaje de 0-9Vdc

R2 =

V − (Rm* Im) 9 − (100* 0,001) 8,9 = = = 8900Ω Im 0.001 0,001

Para un voltaje de 0-18Vdc

R3 =

V − (Rm* Im) 18 − (100* 0,001) 17,9 = = = 17900Ω Im 0.001 0,001

DESARROLLO PASO 6 Paso 6: Diseñe un óhmetro empleando galvanómetro de D’Arsonval, se debe diseñar para la medición de resistencias inferiores a 10Kohm; realice pruebas con diferentes valores de resistencia. Resistencias que se utilizaran. 2.2 koh 3.3 khm 5.7 khm DISEÑO DE HOMETRO Está formado por los siguientes componentes: - Fuente de voltaje - Resistencia de protección - Galvanómetro - Resistencia a medir

Utilizaremos la siguiente formula. Se utiliza esta ecuación para hallar la resistencia en serie

Aquí podemos aplicar un valor cualquiera, a continuación se va a realizar la simulación del funcionamiento de cada resistencia. En este caso se seleccionó 12v sobre 48 mA (Im), menos 9 Ω (Rm) su resultado es 241 Ω.

Para medir resistencias de 2.2 KOhm, resistencia de protección. - Fuente de voltaje 12v - Resistencia de protección 241 Ohm - Galvanómetro 9 Ohm - Resistencia a medir 2.2 KOhm - Resultado 48 mA (amperios)

Para medir resistencia de 3.3 KOhm - Fuente de voltaje 12v - Resistencia de protección 241 Ohm - Galvanómetro 9 Ohm - Resistencia a medir 3.3 KOhm - Resultado 33 A (amperios)

Para medir resistencia de 5.7 KOhm. - fuente de voltaje 12v - Resistencia de protección 241 Ohm - Galvanómetro 9 Ohm - Resistencia a medir 3.3 KOhm - Resultado 20 A (amperios)

Las mediciones anteriormente realizadas, indican que según la resistencia que se mida es la cantidad de corriente que pasa por el galvanómetro como lo muestra el probador de corriente de color azul.

Link del vídeo con la simulación de los pasos 4, 5 y 6: https://youtu.be/Uxzn3VD1qI0 o https://www.youtube.com/watch?v=Uxzn3VD1qI0

CONCLUSIONES -

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La instrumentación es muy esencial ya que nos ayuda a ser mucho más precisos para realizar cualquier proceso. Con las simulaciones de los circuitos planteados podemos darnos cuenta si estos cumplen o no con lo que solicita de una manera más eficiente, ya que el programa nos proporciona herramientas que tal vez no poseemos en nuestros hogares. En la actualidad encontramos muchos instrumentos que nos ayudan a hacer las cosas más fáciles gracias a su gran precisión y eso debemos saberlo aprovechar al máximo

REFERENCIAS [1] Jaime Planas Roselló (2000, septiembre). Introducción a la instrumentación. [En línea] Disponible: http://informatica.uv.es/iiguia/INS/material/inst01.pdf [2] Ing. Eduardo Néstor Álvarez. Introducción a la instrumentación [En línea]. Disponible: http://laboratorios.fi.uba.ar/lscm/Instrum01.pdf [3] Frecuencímetro. [En línea]. Disponible: http://www.infoab.uclm.es/labelec/Solar/Componentes/FRECUENCIMETRO.PDF [5] Instrum01. [En línea]. Disponible: http://laboratorios.fi.uba.ar/lscm/Instrum01.pdf http://www.esi2.us.es/~fsalas/asignaturas/API1IO06_07/Transp_instrum_tema%205_l.pdf [6] Instrumentación. [En línea]. Disponible: http://ocw.usal.es/ensenanzastecnicas/instrumentacion/contenido/Instrumentacion_Tema1.pdf [7] Multímetro digital. [En línea]. Disponible: https://www.truper.com/pdf/manuales/10400.pdf [8] Instrumentación Electrónica de Comunicaciones [En linea] Disponible: http://www.ctr.unican.es/asignaturas/instrumentacion_5_it/iec_3.pdf [9] Instrumentación Electrónica I. [En línea]. Dispponible: http://ocw.uc3m.es/tecnologiaelectronica/instrumentacion-electronica-i/material-de-clase-1/temas1-2-3_06_MOD.pdf [10] Sistemas de Instrumentación Electrónica Avanzada. [En línea]. Disponible: http://www.infoplc.net/files/descargas/national_instruments/infoplc_net_ejercicios%20_c1_intro duccion%20_a%20_labview.pdf [11] Definición de Voltímetro. [En línea]. Disponible: http://definicion.de/voltimetro/#ixzz4KfbavZsa [12] Voltímetro CM-9930eff. [En línea]. Disponible: http://www.pce-iberica.es/medidor-detallestecnicos/instrumento-de-electricidad/voltimetro-CM-9930eff.htm [13].Ginés Benet Gilabert, Ejercicios de Instrumentación. Universidad Politécnica de Valencia. Servicio de Publicaciones. ISBN 84-7721-037-3 [14] John P. Bentley, 2.Principles of Measurement System Editorial: Longman. Tercera edición de 1995. ISBN 0-582-23779-3 [15] Frecuencímetro Analogico Aceco FC2002. [En línea]. Disponible: http://www.rinconespia.com/tienda-online/Catalog/show/frecuencimetro-analogico-acecofc2002-203 [16] Portal Electrozona. [En línea]. Disponible: http://www.portalelectrozona.com/menuzonaelectricidad/2-categoriaelectricidadindustrial/95articuloaparatosmedida.html [17] Luis Enrique Avendaño. Fundamentos de instrumentación. [En línea]. Disponible: http://www.utp.edu.co/~mauriciorami/libro2.pdf