Sistemas de Medida CLASE 2
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1. Sistemas basados en la acción de un imán permanente y una bobina móvil (Movimiento del galvanómetro de D’Arsonval). 2. Sistemas basados en la acción de una bobina fija y un núcleo magnético móvil (Hierro Móvil). 3. Sistemas basados en la acción de un bobina fija y de una bobina móvil Clasificación de los aparatos de medida por el principio de funcionamiento
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1. Sistemas basados en la accin de un imn
permanente y una bobina mvil (Movimiento
del galvanmetro de DArsonval).
2. Sistemas basados en la accin de una
bobina fija y un ncleo magntico mvil
(Hierro Mvil).
3. Sistemas basados en la accin de un bobina
fija y de una bobina mvil
Clasificacin de los aparatos de medida por
el principio de funcionamiento
-
4. Sistemas basados en la accin del efecto de
induccin.
5. Sistemas basados en la accin del efecto
electrosttica de cargas elctricas.
6. Sistemas basados en la accin en los
efectos calorficos de la corriente elctrica,
aparatos electrotrmicos.
-
Aparato magnetoelctrico de imn fijo y
bobina mvil (Movimiento del galvanmetro de DArsonval).
El mecanismo sensor mas comn que se
emplea en los ampermetros y voltmetros, en
algunos ohmimetros, medidores
rectificadores de ca y puentes de impedancia
electromecnicos es un DISPOSITIVO
SENSOR DE CORRIENTE.
Son muy exactos adems pueden detectar
corrientes menos de 1A.
MOVIMIENTO DRSONVAL O INSTRUMENTO DE BOBINA MOVIL
-
Aparato magnetoelctrico de imn fijo y
bobina mvil (Movimiento del galvanmetro de DArsonval).
El movimiento detecta la corriente empleando
la fuerza que surge de la interaccin de un
campo magntico fijo y la corriente que pasa
a travs de la bobina. La fuerza se emplea
para generar un desplazamiento mecnico
que se mide en una escala calibrada.
F = i L x B
MOVIMIENTO DRSONVAL O INSTRUMENTO DE BOBINA MOVIL
-
Aparato magnetoelctrico de imn fijo y bobina
mvil (Movimiento del galvanmetro de DArsonval).
MOVIMIENTO DRSONVAL O INSTRUMENTO DE BOBINA MOVIL
La desviacin de la aguja es directamente proporcional a la corriente
que fluye en la bobina.
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MOVIMIENTO DRSONVAL O INSTRUMENTO DE BOBINA MOVIL
Instrumentos bsicos de medicin
p. imn del magntico flujo de densidad B
mvil bobina la de rea el es A
bobina la en circula que corriente la es I
bobina la de vueltas de nmero el es N
donde
NIABT
T nticoelectromag Par
-
Instrumentos bsicos de medicin
MOVIMIENTO DRSONVAL O INSTRUMENTO DE BOBINA MOVIL
Terminales
Funciona solo con DC
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Instrumentos bsicos de medicin
MOVIMIENTO DRSONVAL O INSTRUMENTO DE BOBINA MOVIL
Terminales
Circuito equivalente
-
Instrumentos bsicos de medicin
MOVIMIENTO DRSONVAL O INSTRUMENTO DE BOBINA MOVIL
Circuito equivalentemvil bobina
de oinstrument al aplicable mximo voltaje mRmImV
dado
oinstrument un para nica mvil, bobina la de aresistenci mR
dado mvil bobina de oinstrument un para nica es escala,
plena hasta deflecte aguje la que hace que corriente la es
medidor el en corriente mxima la es bsica, corriente mI
-
El ampermetro directo es aquel por la que circula toda
la corriente elctrica a travs del sistema mvil
(mecanismo de medicin). Por razones que se explican
a continuacin, el alcance de este tipo de instrumento no
puede ser grande, ya que la densidad de la corriente
elctrica que circula por los resortes antagonistas que
sirven a la vez para conducir la corriente hacia el
sistema mvil, es de poco valor.
Por estas razones la mxima intensidad de corriente
admisible para este tipo de ampermetro no sobrepasa
los 0.5 Amperios. La mnima corriente que deflecta toda
la escala es de 10 A.
-
Para medir corrientes mayores que admite el
sistema mvil, se conectan en paralelo
resistencias de valor conocido, llamados
shunts, tal como se muestra:
-
Los shunts pueden estar incluidos directamente en el
aparato de medida o en otros casos, se conectan a
dicho aparato mediante conductores de conexin.
Los shunts no solo se calibran por la intensidad de
corriente que pueden absorber, sino por la cada de
tensin que producen; de esta forma pueden utilizarse
todos los shunts y aparatos de medida que produzcan
igual cada de tensin. Generalmente, los shunts que se
utilizan con aparatos porttiles o de laboratorio, estn
previstos para una cada de tensin en el shunt de 60
mV. En los aparatos de medidas industriales y de
cuadro se han normalizado las siguientes cadas de
tensin: 30, 45, 60, 100, 120, 150, 300 mV.
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Se construyen shunts para alcances de medida
comprendidos entre 1 A y 10000 A.
Segn su exactitud, los shunts se clasifican en cinco
clases: 0.05; 0.1; 0.2; 0.5 y 1.0%.
En lo que se refiere a su disposicin constructiva, se
puede indicar lo siguiente (se acostumbran a fabricarse
de manganina):
Para pequeas corrientes (hasta 20 A): alambres o
cintas tensadas
Para corrientes medias (hasta 200A): una o dos cintas o
chapas tensadas.
Para corrientes elevadas (hasta 1000 A): dos o mas
chapas paralelas o alambres de 5 a 8 mm de dimetro.
Para corrientes muy elevadas (hasta 10000 A): tres o
ms chapas paralelas.
-
Aunque las resistencias en derivacin o shunts pueden
aplicarse indistintamente a medidas en corriente
continua y en corriente alterna, en la prctica se
emplean casi exclusivamente para medidas en corriente
continua. Para las medidas en corriente alterna de
corrientes grandes se utilizan los transformadores de
medida.
Los shunts se emplean sobretodo para la ampliacin de
campo de medida de los ampermetros, es decir, para
la medicin de intensidades de corriente. Naturalmente,
tambin se utilizan en aquellos aparatos y dispositivos
de medida provistos de circuitos amperimtricos
(vatmetros, medidores de energa, etc).
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Ampermetro Analgico de CD
MOVIMIENTO DRSONVAL O INSTRUMENTO DE BOBINA MOVIL
Ampermetro
Deseamos obtener un ampermetro con un rango de 0 a I A,
donde I es la corriente de plena escala o sea la corriente que
hace que la aguja deflecte hasta el extremo derecho de la escala
mRmIshRmII
mmm
shII
RIR
1
n
RR msh
mI
In
-
Ampermetro de CD
MOVIMIENTO DRSONVAL O INSTRUMENTO DE BOBINA MOVIL
Ampermetro
Disear un ampermetro con los siguientes rangos:
0 1 A
0 5 A
0 10 A
0 100 A
Siendo Rm = 80
Im = 1 mA
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Voltmetro analgico de CD
Los aparatos de medida que miden tensiones
(voltmetros) o que tienen bobinas voltimtricas
(vatimetros, contadores de energa, etc.) las mediciones
no se basan directamente en los efectos de la tensin
elctrica sino en los efectos producidos por la intensidad
de corriente . lo que sucede es que de acuerdo con la
ley de Ohm, la tensin elctrica y la intensidad de
corriente son proporcionales y por lo tanto las escalas
de los aparatos de medida pueden graduarse en voltios
y medir de esta forma las tensiones elctricas.
-
Ahora bien, con objeto de mantener lo mas bajo posible la
potencia consumida, el mecanismo de medida ha de recibir
intensidades de corriente muy pequeas.
Si se quieren medir tensiones relativamente elevadas, se
conecta una resistencia en serie o resistencia adicional, de
forma que la corriente no pueda exceder de los limites
considerados como tolerables, de esta forma una parte de
la tensin acta sobre el aparato de medida y el resto (por
lo general mucho mayor) se disipa en la citada resistencia
adicional.
El voltmetro esta compuesto de un mecanismo de
medicin y de la resistencia interna multiplicadora.
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Voltmetro de CD
MOVIMIENTO DRSONVAL O INSTRUMENTO DE BOBINA MOVIL
Voltmetro
Deseamos obtener un voltmetro con un rango de 0 a V voltios,
donde V es el voltaje que al aplicarse a la configuracin mostrada
en la figura, har que en el circuito circule la corriente de plena
escala
smmm RIRIV
sm
m
m
R
VV
R
V
RsRm
V
mm
mR
VI
smm RIVV
sm
mR
VVI
mV
Vn
ms RnR 1
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Voltmetro de CD
MOVIMIENTO DRSONVAL O INSTRUMENTO DE BOBINA MOVIL
Voltmetro de 4 escalas
Disear un voltmetro con los
siguientes rangos:
0 10 V
0 50 V
0 100 V
0 - 1000 V
Siendo Rm = 80
Im = 1 mA
-
Usando instrumento de bobina mvil: respuesta al valor medio de la onda
rectificada
Medicin de Corriente AC
