C O N C L U S I O N S
•La distribució dels sismes més importants coincideix amb els límits de les plaques litosfèriques. •Tot i que estan molt estudiats, els sismes sempre continuaran provocant destrosses perquè l’home no els pot controlar ni fer desaparèixer.
•A les zones de sismicitat elevada hi hauria d’haver programes d’educació i prevenció dels efectes del terratrèmol, tot i que això també dependrà de l’economia del país.
•En els límits de les plaques es produeixen diversos moviments com el fregament entre dues pla-ques o l’enfonsament de l’una sota de l’altra. Apla-quests moviments provoquen el que anomenem sismes, i per tant són la causa de la majoria dels sismes.
•Dos terratrèmols de la mateixa intensitat produïts en dues ciutats diferents poden provocar més destrosses en una ciutat que en una altra, ja que una d’aquestes ciutats té edificis construïts amb materials resistents i això fa que no hi hagi tantes destruccions; en canvi, l’altra ciutat, que no té les construccions tan resistents, té més mals materials. Per tant, el poder econòmic del país in-flueix a l’hora de preveure els terratrèmols i els seus efectes. Els països pobres seran sempre els més perjudicats.
A PA R ATOS Y MÉTODOS DE MEDICIÓN
Jesús Aparicio.
Col·legi Mare de Déu de l’Esperança.
I N T R O D U C C I Ó N
El objetivo al empezar este trabajo fue introducirse en el mundo de la medición de las magnitudes eléctricas, con el fin de conocer el funcionamiento interno de estos aparatos con el fin de poder construir uno de estos aparatos. Para conseguir este objetivo tuve que desarrollar temas como los s i g u i e n t e s :
•Algunos conceptos básicos como medir, patrón, etc. •Los errores de medida.
•Las características de los aparatos de medida.
•Los tipos de aparatos que hay distinguiendo entre analógicos y digitales. En estos últimos incluir nociones de sistemas de visualización y algunos visualizadores básicos.
•Estudio de algunos polímetros comerciales para poder encontrar un esquema aproximado de un polímetro básico estándar.
En primer lugar tenía que saber que es una medición, y por medición se entiende por comparar un patrón con la magnitud deseada estableciendo una relación entre ellos. La necesidad de medir viene dada por:
•Dimensionar piezas de maquinas. •Cuantificar las observaciones científicas. •Transacciones comerciales.
En el momento de realizar la medida la podemos hacer de diferentes formas:
•Directa: El instrumento nos da directamente el valor que hemos medido o queremos medir. •Indirecta: Mediante cl instrumento necesario se realiza la medida, y después se le aplicar una ley m a t e m á t i c a .
•Por comparación: No se obtiene un valor concreto sino que se obtiene la diferencia de la magni-tud a medir y una magnimagni-tud cualquiera que tomamos de referencia.
CARACTERISTICAS DE LOS INSTRUMENTOS DE MEDIDA
Las características de los instrumentos de medida son unos parámetros que nos permiten deter-minar las virtudes de los instrumentos de modo que los podamos comparar y elegir el mejor para cada una de las aplicaciones. Algunas de estas características más importantes son:
•Campo de medida: Conjunto de valores de la variable que esta comprendida dentro de los limites superior e inferior de la capacidad de medida del instrumento.
•Alcance: Es la diferencia algebraica entre los valores superior e inferior del campo de medida del i n s t r u m e n t o .
•Precisión: La precisión es la tolerancia de medida o de transmisión del aparato, y define los limi-tes normales de servicio. Dentro de este punto podemos mencionar la clase de los aparatos. La clase es el error porcentual que el instrumento produce sobre el fondo de escala, es decir, que cuando la aguja se desplaza al final de la escala existe dicho error.
Error Clase Error Clase
0.1% Clase 0.1 1% Clase 1
0.2% Clase 0.2 2% Clase 2
Resistencia característica: Es la resistencia que presenta entre sus bornes el aparato cuando se tra-baja con la escala de un voltio. Para las demás escalas se les llama resistencia interna. La resisten-cia característica nos servirá para determinar la resistenresisten-cia interna del aparato para otras escalas. Para averiguar la resistencia interna hay que utilizar la siguiente formula.
Ri = Rcarae x fe.
Debemos tener muy presente que si conectamos un voltímetro en paralelo con el elemento a me-dir estamos colocando una resistencia con otra en paralelo por la cual cosa esta alterara el valor de la medida tomada. Del mismo modo si colocamos un amperímetro en serie al circuito para me-dir una corriente, estamos introduciendo una resistencia en serie con lo cual la medida queda al-t e r a d a .
Se debe tener en cuenta que un aparato siempre altera el circuito sobre el que mide.
Luego tenemos otros menos importantes como: la sensibilidad, la repetibilidad, la histéresis, la re-solución el ruido, etc.
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DE MAGNITUDES ELECTRICAS
Encontramos dos tipos de aparatos, analógicos y digitales en función del método de presenta-ción de la medida
A N A L Ó G I C O S
La lectura se tiene que interpretar mediante el desplazamiento de una aguja sobre una escala gra-duada. Este tipo de instrumentos presentan la ventaja de que pueden realizarla lectura aproximada muy rápida de la medida que queremos, pero son instrumentos menos precisos que los digitales. El elemento que realiza la medida en los instrumentos analógicos se denomina galvanómetro. Un galvanómetro es un aparato de medida muy sensible, de escala lineal, que en principio esta preparado para medir intensidades, pero que combinado con resistencias, en serie o en para-lelo podemos conseguir que también mida tensión y resistencia. El funcionamiento de un galva-nómetro se basa en el principio electromagnético, por la cual al introducir una bobina recorrida por una corriente dentro de una campo magnético se generan un par de fuerzas, estas fuerzas orien-tan una aguja que marca un valor determinado. El desplazamiento de la aguja es directamente proporcional a la corriente que recorre el galvanómetro. Con este instrumento se pueden medir las magnitudes básicas, sin más que realizar pequeñas modificaciones:
•Medir tensiones: Colocar resistencias en serie para absorber la diferencia de potencial sobrante. •Medir corrientes: Colocar resistencias en paralelo para el exceso de corriente.
•Medición de resistencias: Colocar resistencias en paralelo para el exceso de corriente. Además se incluye una resistencia variable para equilibrar la perdida de tensión de la pila necesarias para la medida de resistencias.
Medición de corriente
Los amperímetros son los instrumentos fundamentales de los cuales deriva la mayoría de los ins-trumentos de tipo industrial. Su principal característica 1a constituye el hecho de acoplarse en se-rie al circuito cuya intensidad se desea medir, con el fin de que circule por la totalidad de la co-rriente, debido a esto la resistencia interna del aparato debe de ser despreciable respecto del cir-cuito al que esta acoplado el amperímetro, de esta manera no se altera ninguna de las condicio-nes de funcionamiento del aparato.
Amperímetro electromagnético de bobina móvil: Estos instrumentos también son conocidos con el nombre de amperímetros Weston, ya que es la firma constructora que lo lanzó al mercado por pri-mera vez. Son los mas usados ya que presentan unas ventajas respecto de los demás:
•Tienen una gran insensibilidad a los campos magnéticos externos. •Tienen una sensibilidad considerable.
•Tienen un amortiguamiento optimo.
•Capacidad de mantener inalterable sus características con el paso del tiempo.
Amperímetros electrodinámicos: Siempre el valor eficaz de la intensidad, y también poseen una notable permanencia son capaces de mantener invariables sus propiedades y características a lo largo del tiempo.
Pinza amperimétrica: También es capaz de medir tensión y resistencia, en función del pará-metro que elijamos. Este aparato se diferencia del resto porque este se utiliza en las líneas donde la corriente es muy elevada. Esto se debe a que como el amperímetro se debe conectar en serie, seria peligroso interrumpir la línea de alta tensión para realizar la medida. Este aparato nos permite que la medida sea mucho más fácil. Este aparato se abre mediante un botón este en el interior tiene unos sensores que son capaces de detectar la corriente que pasa por su interior.
Medición de tensión
Los voltímetros mayormente empleados en la instrumentación industrial son los voltímetros ampe-rimétricos, en realidad estos instrumentos no son otra cosa, que amperímetro, que conveniente-mente conectados pueden dar la indicación de tensión midiendo una corriente. Estos aparatos se conectan en paralelo con la parte del circuito que se desea medir conectando el polo positivo con el cable rojo, y el polo negativo con el cable negro.
Voltímetros amperimétricos: Los voltímetros amperimétricos no son mas que un amperímetro a los cuales se les ha acoplado una serie de resistencias muy elevadas, por la cual cosa la escala puede graduarse directamente en voltios.
Voltímetros electrónicos: Este tipo de voltímetros se usa se usa cuando las caídas de tensión en circuitos recorridos por corrientes muy débiles no pueden ser medidos con los instrumentos a n t e r i o r e s .
Medición de resistencia
Los óhmetros son aparatos de medida con los cuales podemos observar el valor de una resisten-cia. Los óhmetros se conectan en paralelo con el objeto que queremos medir además se debe de quitar la corriente del circuito a fin de evitar que el óhmetro salga dañado.
El polímetro
Además de los aparatos específicos para medir una determinada magnitud eléctrica (voltímetro, amperímetro, etc.), existe otro tipo de aparatos que pueden medir diferentes magnitudes. Este tipo de aparatos reciben el nombre de comprobador universal, polímetro, o en ingles téster. Al principio todos los polímetros eran analógicos, y aunque se continúan utilizando se están sustituyendo por los digitales.
Si abrimos un polímetro podemos ver:
•Un sistema de contactos y conmutación de escalas •Resistencias, bobinas, diodos, etc.
•Una pila
•Uno o dos fisibles con la función de proteger el polímetro contra las sobrecargas. • G a l v a n ó m e t r o
D I G I T A L E S
El instrumento nos presenta la medida final, sin necesidad de interpretarla, en un visualizador me-diante números. Por ese motivo este tipo de aparato lleva en su interior un circuito electrónico que obtiene la medida y nos da la presentación final. Su precisión es muy buena, en cambio es difícil realizar un análisis intuitivo del significado de la medida que presenta el aparato, cosa que no ocu-rre en los instrumentos analógicos.
El osciloscopio no lo podríamos englobar en ninguno de los dos tipos, ni en los analógicos ni en los digitales. El osciloscopio es el instrumento de medida de medida, análisis y comprobación más perfeccionado. Su enorme flexibilidad y amplio campo de aplicación hace que este aparato sea
imprescindible, actualmente, en talleres y laboratorios electrónicos e incluso en otros campos de actividad científica e industrial. Cualquier osciloscopio es capaz de reproducir gráficamente la am-plitud instantánea de cualquier forma de onda de una tensión en función del tiempo. Esta repro-ducción visual se consigue mediante un haz de electrones que traza la forma de la onda en la pan-talla de un tubo de rayos catódicos. A esto se le añade una serie de circuitos auxiliares capaces de controlar la trayectoria del haz de electrones desde su emisión hasta el punto que debe incidir en la pantalla.
SISTEMAS DE VISUALIZACION
Es la parte del instrumento que nos presenta la medición realizada por el mismo. Como ya hemos visto el sistema puede ser analógico o digital, y como ya hemos hablado de los analógicos nos centraremos en los digitales. Así encontramos los siguientes:
E s t á t i c a: Los displays están permanentemente encendidos y si hay varios dígitos estarán encendi-dos toencendi-dos simultáneamente. Si no hay cambio de estado, la visualización se mantiene mientras tenga alimentación.
D i n á m i c a: Se utiliza para visualizares multidigito. En cada instante solo habrá un display activado visualizándose uno a continuación de otro. Si la conmutación es muy rápida se consigue un efecto de consistencia, dando la sensación de que se ven todos los visualizadores encendidos.
Para complementar los sistemas de visualización tenemos los visualizadores. Los visualizadores son unos dispositivos que nos permiten conocer el estado interno, mediante símbolos alfa numéri-cos, de un sistema de manera que sea fácilmente comprensible.
Visualizadores de tubo de gas de cátodo frío: Este tipo de visualizadores está fuera de servicio de-bido a:
•Tamaño muy grande. •Muy frágil.
•Precisa una tensión muy elevada. •Reducido ángulo de visión.
Pero no todo son desventajas también tienen alguna ventaja, como su bajo consumo.
Visualizador 7 segmentos con LED: El visualizador se basa en 7 segmentos para generar cualquier cifra y algunas letras, En el interior de cada segmento se haya un led
Cátodo caliente y ánodo fosforescente: Su principio de funcionamiento es similar al del oscilosco-pio y proporcionan la visualización mediante un filamento, como en una bombilla.
Visualizadores incandescentes: Se suelen usar cuando es necesaria una buena visualización, su único inconveniente es que es muy frágil.
Visualizadores multidigito: Este tipo de visualizadores esta especialmente pensado para la visuali-zación dinámica.
DISEÑO DE UN POLÍMETRO
En primer lugar he estudiado diferentes polímetros comerciales ya existentes, con el fin de poder deducir un circuito simple y así poder diseñar un polímetro sencillo.
Después de observar detenidamente estos esquemas he llegado a la conclusión que:
•Por lo que respecta al voltímetro: Encontramos una serie de resistencias conectadas en serie, así para la escala más grande se debe recorrer todas las resistencias.
•En el caso del amperímetro sucede algo similar, podemos observar como las resistencias de es-cala están en paralelo con el galvanómetro de esta manera la corriente a medir se divide por la re-sistencia de escala y la rere-sistencia interna del galvanómetro
•En el caso del óhmetro es lo mismo que en el caso anterior las resistencias se colocan en parale-lo con el galvanómetro con la variación que también se coparale-loca en serie una pila y una resistencia variable. Dicha resistencia es para evitar un error a medida que se gasta la pila.
Para calcular el valor de estas resisten-cias se parte de la siguiente formula: VR2 = Vt – (Vr1 + Vg)
R2 = Vr2 / I Para calcular el valor de estas resisten-cias se parte de la siguiente formula: Rt = (Ig * Rg) / (Fondo de escala – Ig)
Para calcular el valor de estas resisten-cias se parte de la siguiente formula: VR2 = Vt - (Vr1 + Vg)
