Instrumentos básicos de medición (página 2)

Así si queremos que un amperímetro con resistencia
interna de 5 ohmios, que, sin shunt, puede medir un máximo
de 1 A pueda medir hasta 10 A, el shunt debe tener un poder
multiplicador de 10, por tanto RS deberá ser:

GALVANÓMETRO

Los galvanómetros son aparatos que se emplean
para indicar el paso de corriente
eléctrica por un circuito y para la medida precisa de
su intensidad.

Suelen estar basados en los efectos magnéticos o
térmicos causados por el paso de la corriente. En el caso
de los magnéticos pueden ser de imán móvil o
de cuadro móvil.

En un galvanómetro de imán móvil la
aguja indicadora está asociada a un imán que se
encuentra situado en el interior de una bobina por la que circula
la corriente que tratamos de medir y que crea un campo
magnético que, dependiendo del sentido de la misma,
produce una atracción o repulsión del imán
proporcional a la intensidad de dicha corriente.

En el galvanómetro de cuadro móvil el
efecto es similar, difiriendo únicamente en que en este
caso la aguja indicadora está asociada a una
pequeña bobina, por la que circula la corriente a medir y
que se encuentra en el seno del campo magnético producido
por un imán fijo.

En el diagrama de la
derecha está representado un galvanómetro de cuadro
móvil en el que, en rojo, se aprecia la bobina o cuadro
móvil y en verde el resorte que hace que la aguja
indicadora vuelva a la posición de reposo una vez que cesa
el paso de corriente.

En el caso de los galvanómetros térmicos,
lo que se pone de manifiesto es el alargamiento producido al
calentarse, por el Efecto Joule, al paso de la corriente, un hilo
muy fino arrollado a un cilindro solidario con la aguja
indicadora. Lógicamente el mayor o menor alargamiento es
proporcional a la intensidad de la corriente.

ÓHMETRO

Un óhmetro u ohmímetro es un instrumento
para medir la resistencia eléctrica.

El diseño
de un óhmetro se compone de una pequeña
batería para aplicar un voltaje a la resistencia bajo
medida, para luego mediante un galvanómetro medir la
corriente que circula a través de la
resistencia.

La escala del
galvanómetro está calibrada directamente en ohmios,
ya que en aplicación de la ley de Ohm, al
ser el voltaje del batería fijo, la intensidad circulante
a través del galvanómetro sólo va a depender
del valor de la
resistencia bajo medida, esto es, a menor resistencia mayor
intensidad de corriente y viceversa.

Existen también otros tipos de óhmetros
más exactos y sofisticados, en los que la batería
ha sido sustituida por un circuito que genera una corriente de
intensidad constante I, la cual se hace circular a través
de la resistencia R bajo prueba. Luego, mediante otro circuito se
mide el voltaje V en los extremos de la resistencia. De acuerdo
con la ley de Ohm el
valor de R vendrá dado por:

Para medidas de alta precisión la
disposición indicada anteriormente no es apropiada, por
cuanto que la lectura del
medidor es la suma de la resistencia de los cables de medida y la
de la resistencia bajo prueba.

Para evitar este inconveniente, un óhmetro de
precisión tiene cuatro terminales, denominados contactos
Kelvin. 2 terminales llevan la corriente constante desde el
medidor a la resistencia, mientras que los otros dos permiten la
medida del voltaje directamente entre terminales de la misma, con
lo que la caída de tensión en los conductores que
aplican dicha corriente constante a la resistencia bajo prueba no
afecta a la exactitud de la medida.

VOLTÍMETRO

Un voltímetro es un instrumento que sirve para
medir la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito
eléctrico cerrado pero a la vez abiertos en los
polos.

Podemos clasificar los voltímetros por su
funcionamiento mecánico, siendo en todos los casos el
mismo instrumento

Voltímetros electromecánicos

Estos voltímetros, en esencia, están
constituidos por un galvanómetro cuya escala ha sido
graduada en voltios. Existen modelos que
separan las corrientes continua y alterna de la señal,
pudiendo medirlas independientemente.

Voltímetros electrónicos

Añaden un amplificador para proporcionar mayor
impedancia de entrada (del orden de los 20 megaohmios) 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.
• 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.

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 la fuerza
necesaria para el desplazamiento de la aguja
indicadora.

Figura 1.- Conexión de un
voltímetro en un circuito

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:

,

Donde:

N es el factor de multiplicación (N≠1) Ra es
la Resistencia de ampliación del voltímetro
Rv es la Resistencia interna del voltímetro

MULTÍMETRO

Un multímetro, a veces también
denominado polímetro o tester, es un instrumento de
medida que ofrece la posibilidad de medir distintas magnitudes
en el mismo aparato. Las más comunes son las de
voltímetro, amperímetro y ohmetro. Es utilizado
frecuentemente por personal en
toda la gama de electrónica y electricidad.

Existen distintos modelos que incorporan además
de las tres funciones
básicas antes citadas algunas de las
siguientes:

Un comprobador de resistencia, que emite un sonido cuando
el circuito bajo prueba no está interrumpido o la
resistencia no supera un cierto nivel. (También puede
mostrar en la pantalla 00.0, dependiendo el tipo y modelo).

Presentación de resultados mediante
dígitos en una pantalla, en lugar de lectura en
una escala. Amplificador para aumentar la sensibilidad, para la
medida de tensiones o corrientes muy pequeñas o resistencias
de muy alto valor. Medida de inductancias y capacitancias.
Comprobador de diodos y
transistores.
Escalas y zócalos para la medida de temperatura
mediante termopares normalizados.

Multímetro
analógico.

Más raramente se encuentran también
multímetros que pueden realizar funciones más
avanzadas como:

Generar y detectar la Frecuencia intermedia de un
aparato, así como un circuito amplificador con altavoz
para ayudar en la sintonía de circuitos de estos
aparatos. Permiten el seguimiento de la señal a
través de todas las etapas del receptor bajo prueba.
Realizar la función de osciloscopio
por encima del millón de muestras por segundo en
velocidad de
barrido, y muy alta resolución. Sincronizarse con otros
instrumentos de medida, incluso con otros multímetros,
para hacer medidas de potencia
puntual (Potencia = Voltaje * Intensidad).

Utilización como aparato telefónico,
para poder conectarse a una línea telefónica bajo
prueba, mientras se efectúan medidas por la misma o por
otra adyacente. Comprobación de circuitos de
electrónica del automóvil. Grabación de
ráfagas de alto o bajo voltaje.

PUENTE DE WHEATSTONE

Un puente de Wheatstone es un instrumento
eléctrico de medida inventado por. Samuel Hunter
Christie en 1832, mejorado y popularizado por Sir Charles
Wheatstone en 1843. Se utiliza para medir resistencias
desconocidas mediante el equilibrio
de los brazos del puente. Estos están constituidos por
cuatro resistencias que forman un circuito cerrado, siendo una
de ellas la resistencia bajo medida.

Figura 1.-Disposición del Puente
de Wheatstone

Figura 2.- imagen
real

La Figura 1 siguiente muestra la
disposición eléctrica del circuito y la Figura 2
corresponde a la imagen real de un puente de Wheatstone
típico.

En la Figura 1 vemos que, Rx es la resistencia cuyo
valor queremos determinar, R1, R2 y R3 son resistencias de
valores
conocidos, además la resistencia R2 es ajustable. Si la
relación de las dos resistencias del brazo conocido
R2/R1) es igual a la relación de las dos del brazo
desconocido (Rx/R3), el voltaje entre los dos puntos medios
será nulo y por tanto no circulará corriente
alguna entre esos dos puntos.

Para efectuar la medida lo que se hace es variar la
resistencia R2 hasta alcanzar el punto de
equilibrio. La detección de corriente nula se puede
hacer con gran precisión mediante el galvanómetro
G.

La dirección de la corriente, en caso de
desequilibrio, indica si R2 es demasiado alta o demasiado baja.
El valor de la F.E.M. (E) del generador es indiferente y no
afecta a la medida.

Cuando el puente esta construido de forma que R1 es
igual a R3, Rx es igual a R2 en condición de equilibrio.
(Corriente nula por el galvanómetro).

Asimismo, en condición de equilibrio siempre se
cumple que:

Si los valores
de R1, R2 y R3 se conocen con mucha precisión, el valor
de Rx puede ser determinado igualmente con precisión.
Pequeños cambios en el valor de Rx romperán el
equilibrio y serán claramente detectados por la
indicación del galvanómetro.

De forma alternativa, si los valores de R1, R2 y R3
son conocidos y R2 no es ajustable, la corriente que fluye a
través del galvanómetro puede ser utilizada para
calcular el valor de Rx siendo este procedimiento
más rápido que el ajustar a cero la corriente a
través del medidor.

Variantes del puente de Wheatstone se pueden utilizar
para la medida de impedancias, capacidades e
inductancias.

La disposición en puente también es
ampliamente utilizada en instrumentación electrónica. Para
ello, se sustituyen una o más resistencias por censores,
que al variar su resistencia dan lugar a una salida
proporcional a la variación. A la salida del puente (en
la Figura 1, donde está el galvanómetro) suele
colocarse un amplificador.

OSCILOSCOPIO

Un osciloscopio es un instrumento de medición electrónico para la
representación gráfica de señales
eléctricas que pueden variar en el tiempo. Es
muy usado en electrónica de señal, frecuentemente
junto a un analizador de espectro.

Presenta los valores de las señales
eléctricas en forma de coordenadas en una pantalla, en
la que normalmente el eje X (horizontal) representa tiempos y
el eje Y (vertical) representa tensiones. La imagen así
obtenida se denomina oscilograma. Suelen incluir otra entrada,
llamada "eje Z" que controla la luminosidad del haz,
permitiendo resaltar o apagar algunos segmentos de la
traza.

Los osciloscopios, clasificados según su
funcionamiento interno, pueden ser tanto analógicos como
digitales, siendo el resultado mostrado idéntico en
cualquiera de los dos casos, en teoría.

En un osciloscopio existen, básicamente, dos
tipos de controles que son utilizados como reguladores que
ajustan la señal de entrada y permiten,
consecuentemente, medir en la pantalla y de esta manera se
pueden ver la forma de la señal medida por el
osciloscopio, esto denominado en forma técnica se puede
decir que el osciloscopio sirve para observar la señal
que quiera medir.

El primer control
regula el eje X (horizontal) y aprecia fracciones de tiempo
(segundos, milisegundos, microsegundos, etc., según la
resolución del aparato). El segundo regula el eje Y
(vertical) controlando la tensión de entrada (en
Voltios, milivoltios, microvoltios, etc., dependiendo de la
resolución del aparato).

Estas regulaciones determinan el valor de la escala
cuadricular que divide la pantalla, permitiendo saber
cuánto representa cada cuadrado de esta para, en
consecuencia, conocer el valor de la señal a medir,
tanto en tensión como en frecuencia.

Osciloscopio
analógico

La tensión a medir se aplica a las placas de
desviación vertical de un tubo de rayos catódicos
(utilizando un amplificador con alta impedancia de entrada y
ganancia ajustable) mientras que a las placas de
desviación horizontal se aplica una tensión en
diente de sierra (denominada así porque, de forma
repetida, crece suavemente y luego cae de forma
brusca).

Esta tensión es producida mediante un circuito
oscilador apropiado y su frecuencia puede ajustarse dentro de
un amplio rango de valores, lo que permite adaptarse a la
frecuencia de la señal a medir. Esto es lo que se
denomina base de tiempos.

En la Figura 1 se puede ver una representación
esquemática de un osciloscopio con indicación de
las etapas mínimas fundamentales. El funcionamiento es
el siguiente:

En el tubo de rayos catódicos el rayo de
electrones generado por el cátodo y acelerado por el
ánodo llega a la pantalla, recubierta interiormente de
una capa fluorescente que se ilumina por el impacto de los
electrones

Figura 1.- Representación
esquemática de un osciloscopio.

Si se aplica una diferencia de potencial a cualquiera
de las dos parejas de placas de desviación, tiene lugar
una desviación del haz de electrones debido al campo
eléctrico creado por la tensión aplicada. De
este modo, la tensión en diente de sierra, que se aplica
a las placas de desviación horizontal, hace que el haz
se mueva de izquierda a derecha y durante este tiempo, en
ausencia de señal en las placas de desviación
vertical, dibuje una línea recta horizontal en la
pantalla y luego vuelva al punto de partida para iniciar un
nuevo barrido.

Este retorno no es percibido por el ojo humano debido
a la velocidad a que se realiza y a que, de forma adicional,
durante el mismo se produce un apagado (borrado) parcial o una
desviación del rayo.

Si en estas condiciones se aplica a las placas de
desviación vertical la señal a medir (a
través del amplificador de ganancia ajustable) el haz,
además de moverse de izquierda a derecha, se
moverá hacia arriba o hacia abajo, dependiendo de la
polaridad de la señal, y con mayor o menor amplitud
dependiendo de la tensión aplicada.

Al estar los ejes de coordenadas divididos mediante
marcas, es
posible establecer una relación entre estas divisiones y
el período del diente de sierra en lo que se refiere al
eje X y al voltaje en lo referido al Y. Con ello a cada
división horizontal corresponderá un tiempo
concreto,
del mismo modo que a cada división vertical
corresponderá una tensión concreta. De esta forma
en caso de señales periódicas se puede determinar
tanto su período como su amplitud.

El margen de escalas típico, que varía
de microvoltios a unos pocos voltios y de microsegundos a
varios segundos, hace que este instrumento sea muy
versátil para el estudio de una gran variedad de
señales.

Limitaciones del osciloscopio
analógico

El osciloscopio analógico tiene una serie de
limitaciones propias de su funcionamiento:

• Las señales deben ser periódicas.
  Para ver una traza estable, la señal debe ser
  periódica ya que es la periodicidad de dicha
  señal la que refresca la traza en la
  pantalla.
• Las señales muy rápidas reducen el
  brillo. Cuando se observa parte del período de la
  señal, el brillo se reduce debido a que la tasa de
  refresco disminuye.
• Las señales lentas no forman una traza. Las
  señales de frecuencias bajas producen un barrido muy
  lento que no permite a la retina integrar la traza. Esto se
  solventa con tubos de alta persistencia. También
  existían cámaras Polaroid especialmente
  adaptadas para fotografiar las pantallas de osciloscopios.
  Manteniendo la exposición durante un periodo se
  obtiene una foto de la traza.
• Sólo se pueden ver transitorios si
  éstos son repetitivos.

Osciloscopio digital

En la actualidad los osciloscopios analógicos
están siendo desplazados en gran medida por los
osciloscopios digitales, entre otras razones por la facilidad
de poder transferir las medidas a una computadora
personal o pantalla LCD.

En el osciloscopio digital la señal es
previamente digitalizada por un conversor analógico
digital. Al depender la fiabilidad de la visualización
de la calidad de este
componente, esta debe ser cuidada al máximo.

Las características y procedimientos
señalados para los osciloscopios analógicos son
aplicables a los digitales. Sin embargo, en estos se tienen
posibilidades adicionales, tales como el disparo anticipado
(pre-triggering) para la visualización de eventos de
corta duración, o la memorización del oscilograma
transfiriendo los datos a un PC.
Esto permite comparar medidas realizadas en el mismo punto de
un circuito o elemento. Existen asimismo equipos que combinan
etapas analógicas y digitales.

Estos osciloscopios añaden prestaciones y
facilidades al usuario imposibles de obtener con
circuitería analógica, como los
siguientes:

• Medida automática de valores de pico,
  máximos y mínimos de señal. Verdadero
  valor eficaz.
• Medida de flancos de la señal y otros
  intervalos.
• Captura de transitorios.
• Cálculos avanzados, como la FFT para
  calcular el espectro de la señal.

1.1.2 INSTRUMENTOS
HIDRAULICOS

Limnímetros de Punta y Gancho con Escala
Vernier –
H1-1/2/3

Medir la posición de la superficie del agua en
estado estable
durante los estudios hidráulicos. Esto se realiza
ajustando manualmente una pequeña punta o un
pequeño gancho para que toque la superficie del agua, y
leyendo el movimiento
vertical en una escala o con un vernier (nonio).

USOS:

• Localización de la frontera
  aire-superficie del agua con alta
  resolución
• Medición de cambios lentos del nivel de agua
  en canales de flujo y modelos hidráulicos
• Medición de la deformación mecánica

DESCRIPCION:

Un bastidor de montaje se fija a una estructura
apropiada de soporte, y una varilla medidora queda libre para
deslizarse hacia arriba y hacia abajo por encima de la superficie
del agua. Un gancho o una punta de acero inoxidable,
fijado al extremo inferior de la varilla, se utiliza para
localizar la superficie del agua.

La medición se realiza usando una escala primaria
fijada al bastidor de montaje y una escala nonio fijada a la
varilla. Los bordes de las dos escalas están en
contacto.

La varilla está fijada en un collar con tornillo
que permite un ajuste fino, y puede ser liberada del mismo para
efectuar rápidamente cambios grandes de posición.
Un tornillo de fijación situado en la escala nonio permite
fijar la posición cero.

ESPECIFICACIONES:

Un aparato robusto de bajo coste para la medición
de la posición de la superficie del agua con
precisión de ±0.20mm. Bastidor de montaje en
aluminio
colado lacado. Varilla de medición y mecanismo de ajuste
en latón revestido brillante. Suministrado completo con
gancho y punta de acero inoxidable.

Limnímetros de Punta y Gancho Digitales –
H1-7/8

La unidad de medición consta de una pantalla
electrónica de cristal líquido que indica los
movimientos de la pletina. Un mecanismo de liberación
rápida permite efectuar rápidamente grandes cambios
de posición, y un tornillo de ajuste permite un posicionamiento
final preciso.

Un botón reinicia la pantalla a cero en cualquier
posición, para poder medir movimientos relativos a un
punto de referencia. Este indicador es fácil de usar y
minimiza los posibles errores producidos por la lectura de una
escala vernier.

ESPECIFICACIONES:

Un indicador de lectura directa que elimina errores de
observación debidos a la lectura de escalas
y nonios. Puede reiniciarse a cero en cualquier punto del rango
de operación para facilitar las comprobaciones relativas.
La pantalla de cristal líquido es fácil de leer y
tiene una resolución de ±0,01mm. Un botón
permite cambiar instantáneamente de milímetros a
pulgadas, si se desea. Un mecanismo de liberación
rápida permite rápidos cambios de
posición.

Trípodes para Montar Limnímetros –
H1-10/11

H1-10 Este soporte es adecuado para
el uso con los Limnímetros de punta y gancho con escala
vernier (H1-1, H1-2, H1-3) y los Tubos de Pitot (H30). Es
imprescindible para poder utilizar los indicadores
cómodamente en modelos físicos.

Un trípode fabricado en aleación de
aluminio se apoya en tres varillas de acero inoxidable sujetas
con tornillos. Las varillas son ajustables y permiten nivelar el
soporte.

Para facilitar aún más la
nivelación, la placa superior incorpora un nivel de
burbuja circular. Una placa portadora montada sobre el
trípode sirve de soporte para el medidor. Las varillas de
soporte permiten variar la altura del conjunto
completo.

H1-11Incluye todas las características del
H1-10, pero incluye además accesorios y una placa de
fijación que hacen posible usarlo con otros instrumentos,
es decir, los limnímetros de punta y gancho digitales
(H1-7, H1-8), y la microhélice usada en el H32.

Manómetros de Agua – Familia
H12

Una gama de manómetros de laboratorio de
propósito general que utilizan el desplazamiento de un
líquido para medir la presión
diferencial.

• instrumentos de bajo precio,
  fáciles de usar
• utilizables para una amplia gama de presiones
  usando diferentes fluidos de manómetro

DESCRIPCIÓN:

Una gama de manómetros que miden presiones
diferenciales de agua hasta aproximadamente 12,5m H2O. Las
escalas están graduadas en intervalos de 1mm.

H12-1: Manómetro diferencial de agua, escala de 1
metro

H12-2: Manómetro diferencial de agua presurizada,
escala de 1 metro (el espacio de aire por encima de los tubos
puede ser presurizado con la bomba suministrada)

H12-3: Manómetro diferencial de agua sobre
mercurio,
escala de 1 metro

H12-4: Manómetro diferencial de agua sobre
mercurio, escala de 500 mm

H12-5: Manómetro diferencial de queroseno sobre
agua, escala de 500 mm

Manómetro Electrónico
Portátil – H12-8 Y h12-9

DESCRIPCIÓN:

Medidor de presión portátil a pilas apto para
la medición de la presión efectiva (una sola
entrada) o diferencial (entrada doble) de aire o agua.

La capacidad de medición es de hasta 2 Bar en
modo diferencial, y la unidad puede soportar 6 Bar en cualquiera
de los puertos sin sufrir daños. Alojado en una carcasa
robusta e impermeable y diseñado para sujetar en la mano.
Suministrado con conexiones para tubo flexible de 6mm.

Un valor de cero ajustable elimina desviaciones y una
función de filtro promediador proporciona lecturas
constantes en situaciones de presión fluctuante. Las
lecturas pueden mostrarse en unidades de presión
alternativas.

Puede suministrarse un certificado de calibración
referido al National Physical Laboratory (NPL: calibración
de 5 puntos) o el United Kingdom Accreditation Service (UKAS:
calibración de 10 puntos) si se solicita junto con el
medidor.

Esta unidad es especialmente apta para el uso en
aplicaciones en las que se han utilizado tradicionalmente
manómetros de mercurio. El uso del mercurio no es deseable
en un entorno de laboratorio debido a su naturaleza
peligrosa.

h12-8

Medidor de presión manual,
versátil y portátil, que funciona a pilas, capaz de
medir presiones de aire o agua de 0-2000 mBar (0-1500mm
Hg).

H12-9:

  Medidor de presión manual, versátil
y portátil, que funciona a pilas, capaz de medir presiones
de aire o agua de 0-140mBar (0- 99.99mm Hg).

Tubos de Pitot – Familia
H30

Una gama de tubos de Pitot para la medición de la
velocidad del agua en canales abiertos y conductos
cerrados.

Los tubos son de acero inoxidable y están
montados en una carcasa con escala.

Se suministran con un casquillo impermeable para su
instalación por debajo del nivel de agua.

Para medir la velocidad, los tubos de Pitot deben
conectarse a un manómetro, tal como el Armfield H12-8 o
H12-9.

Cuando se utiliza con el H12-9, el rango es de 0 –
5,2m/s. Cuando se utiliza con el H12-8, el rango es de 0
-19,8m/s.

Medidor de Turbulencia y Velocidad –
H32

• Medición de velocidades desde 0,05 hasta 1,0
  m/seg
• Respuesta en tiempo de menos de 10
  milisegundos
• Diámetro de cabezal de microhélice
  5mm
• Velocidad media o instantánea

CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES:

  Un sistema de Microhélice diseñado
para medir la velocidad y la turbulencia del agua en canales de
flujo, modelos etc. bajo condiciones de laboratorio.

Los impulsos creados por un impulsor giratorio con 5
álabes son contados y mostrados en una pantalla digital y
un medidor analógico.

Las salidas analógicas pueden ser registradas en
un registrador sobre cinta de papel o sistema de
adquisición de datos.

DESCRIPCION:

  Una varilla fina de acero inoxidable de 200mm de
longitud incorpora un cabezal censor en un extremo y un cable de
3 metros con conector BNC en el otro.

La unidad electrónica se alimenta de la red eléctrica e
incorpora pantallas digitales para la visualización de
tiempo transcurrido y recuentos de impulsos, y un medidor
analógico que indica la velocidad instantánea del
agua.

Incluye conectores de salida para TTL y una salida
eléctrica analógica que proporciona una
señal para un registrador sobre cinta de papel.

Medidor de Velocidad a Hélice
– Familia H33

Este medidor, que se utiliza para medir y registrar
velocidades puntuales muy bajas en agua y otros fluidos
conductivos, utiliza el cambio de
impedancia de un impulsor giratorio de múltiples
álabes para indicar la velocidad de rotación
causada por el flujo del fluido. El pequeño
diámetro del cabezal censor permite utilizar el medidor en
conductos y canales de reducidas dimensiones, con capacidad de
medir velocidades de fluidos muy bajas, de hasta
25mm/seg.

CARACTERÍSTICAS:

• medición de velocidades en fluidos
  conductivos limpios en el rango de 25 a 1500mm/seg (hasta
  3000mm/seg con una sonda de alta velocidad)
• operación en espacios cerrados con limitados
  efectos intrusivos
• adecuado para aplicaciones de laboratorio y de
  campo
• están disponibles sistemas
  de batería, totalmente portátiles
• las señales pueden ser indicadas en formato
  analógico o digital, y enviadas a un registrador sobre
  cinta de papel o registrador de datos para su posterior
  análisis

DESCRIPCIÓN:

Un tubo delgado de acero inoxidable lleva el cabezal
censor en un extremo y un conector BNC en el otro para conectar
la sonda a la unidad indicadora.

El cabezal censor consiste en un impulsor de 5
álabes montado en un eje de acero endurecido sujetado
entre pivotes cónicos bruñidos sobre cojinetes de
relojería.

El impulsor puede moverse libremente dentro de una
estructura protectora.

Un conductor de oro aislado
termina a 0,1mm de la punta de los álabes del impulsor en
rotación, de manera que se mide una impedancia variable
entre la punta del álabe del impulsor y el extremo libre
del conductor.

Esta variación es utilizada para modular una
señal portadora proporcionada por el instrumento indicador
y es aplicada a los circuitos del detector
electrónico.

Está integrada la compensación
automática de cambios en la conductividad del
líquido.

Tras amplificación y filtrado para retirar la
frecuencia portadora, se obtiene una señal de onda
cuadrada.

Ésta se utiliza para impulsar un integrador de
diodo que, en el caso del indicador analógico, proporciona
una señal de corriente proporcional a la velocidad de
rotación del impulsor.

En el caso del indicador digital, el recuento de
revoluciones se compara con el tiempo transcurrido.

Sistemas con Sondas para la
Medición de ONDAS – Familia
H40

Un instrumento sencillo y robusto para la
medición y grabación de olas de agua en modelos
hidráulicos y tanques de buques, que funciona según
el principio de medir la conductividad eléctrica entre dos
alambres paralelos.

• fácil de configurar y calibrar
• alta precisión dinámica
• calibración lineal en un amplio
  intervalo
• salidas para registradores y grabadores de datos de
  alta velocidad
• puede ser operado a diferentes frecuencias de
  energización para evitar la interacción mutua entre dos o
  más sondas muy juntas
• suministrado como sistema completo de trabajo,
  con la opción de 1, 2, o 3 canales de
  medición.

DESCRIPCIÓN:

Cada sonda consta de un par de alambres de acero
inoxidable que se sumergen en las olas de agua. La conductividad
eléctrica entre los dos es medida, y es relacionada
linealmente a su profundidad de inmersión y por tanto a la
altura de la ola. El método
está libre de efectos de menisco y de
humectación.

El resultado es un sistema que ofrece una alta
precisión dinámica en un amplio intervalo de
alturas de ola y frecuencias.

La energización se realiza mediante una
señal de excitación de frecuencia de audio que
evita todos los efectos polarizantes en el interfaz del
alambre.

La señal está equilibrada respecto a
la tierra,
para que el sistema sea inmune a tensiones de modo común
entre el agua y la
tierra del
instrumento.

La frecuencia puede ser variada para permitir la
operación de dos o más censores en estrecha
proximidad sin interferencia mutua.

La sonda consta de dos alambres de acero inoxidable de
1,5mm de diámetro, de 300mm o 500mm de longitud,
según se desee, y separación de 12,5mm.

Cada sonda está conectada a su propio
módulo de monitorización de ola en la consola
electrónica mediante un cable flexible de dos conductores
de 10m de longitud.

La distancia entre la consola y la sonda puede
aumentarse a 100m usando cables de baja corriente fáciles
de adquirir.

El módulo de alimentación
eléctrica y un número apropiado de módulos
de monitorización de ola van montados en una consola, con
acabado texturado de pintura azul
mate y equipado con cuatro patas de goma y un asa de transporte.

Las placas de circuito de GRP de alta calidad van
montadas de forma rígida en módulos de
conexión de calidad industrial. Las conexiones traseras se
realizan mediante conectores de clavija de calidad
industrial.

Cada módulo es suministrado con un soporte
calibrado que permite ajustar y comprobar fácilmente la
calibración global del sistema, desde la sonda a un
registrador o grabador de datos (a suministrar por el usuario),
ya que el censor puede ser desplazado verticalmente en intervalos
de 10mm hasta un máximo de 170mm.

El módulo de monitorización de ola
proporciona señales de salida para excitar un registrador
sobre cinta de papel o para entrada en un grabador de datos
(ambos a suministrar por el usuario).

Los registros
permiten la observación de altura, frecuencia y perfil de
la ola. La velocidad de la ola puede medirse con dos censores,
con una separación conocida entre sí, cada uno de
los cuales proporciona una traza al registrador vía su
propio módulo de monitorización.

El módulo incorpora un exclusivo sistema de
compensación de la resistencia del cable de
conexión de la sonda que asegura que la
característica de la sonda permanezca lineal, incluso para
grandes intervalos dinámicos.

La compensación se configura rápida y
fácilmente desconectando el cable de la sonda y
enchufándolo en dos conectores adicionales en el panel del
módulo, y ajustando un potenciómetro
preajustado.

No se requieren módulos o instrumentos de prueba
adicionales. Un control de Batum o punto de referencia
permite ajustar a cero la salida del módulo para cualquier
profundidad de inmersión de la sonda. Una fuente de
alimentación incorporada en la consola electrónica
proporciona salidas reguladas de ±15V.

1.1.3 INSTRUMENTOS
NEUMÁTICOS

Los instrumentos de
medición neumáticos pertenecen a la
clasificación de instrumentos de medición de
Acuerdo al principio de operación. Son aquellos
Dispositivos de medición que utilizan un gas presurizado,
como aire para funcionar. Algunos ejemplos de Instrumentos
Neumáticos son:

BAUMANÓMETRO

El baumanómetro es un instrumento que permite
medir la fuerza que ejerce la sangre sobre las
paredes de las arterias, su uso es de gran importancia para el
diagnóstico médico, ya que permite
detectar alguna anomalía relacionada con la presión
sanguínea y el corazón.

También es conocido popularmente como
"tensiómetro" o "esfigmomanómetro". El
esfigmomanómetro puede ser de varios tipos: los
tradicionales de columna de mercurio, los aneroides (de aguja en
un dial circular) y los digitales. Con el uso de estos
instrumentos se puede medir la presión o tensión
arterial de manera indirecta, ya que se comprime externamente a
la arteria y a los tejidos
adyacentes y se supone que la presión necesaria para
ocluir la arteria, es igual a la que hay dentro de
ella.

El tensiómetro está constituido por las
siguientes partes:

2. Manómetro de mercurio o aneroide, para medir
   la presión de aire aplicada.
3. Brazalete estándar con bolsa
   inflable.
4. Bomba de caucho que
   infla la bolsa dentro del brazalete con aire.
5. Tubo conector, que une la bomba con la bolsa y el
   manómetro.

MANÓMETRO

Un manoscopio o manómetro es un instrumento de
medición que sirve para medir la presión de fluidos
contenidos en recipientes cerrados. Existen, básicamente,
dos tipos: los de líquidos y los
metálicos.

Los manómetros de líquidos emplean, por lo
general, como líquido manométrico el mercurio, que
llena parcialmente un tubo en forma de U. El tubo puede estar
abierto por ambas ramas o abierto por una sola. En ambos casos la
presión se mide conectando el tubo al recipiente que
contiene el fluido por su rama inferior abierta y determinando el
desnivel h de la columna de mercurio entre ambas ramas. Si el
manómetro es de tubo abierto es necesario tomar en cuenta
la presión atmosférica p0 en la
ecuación:

p = p0 ± ρ.g.h

Si es de tubo cerrado, la presión vendrá
dada directamente por p = ρ.g.h. Los manómetros de
este segundo tipo permiten, por sus características, la
medida de presiones elevadas.

En los manómetros metálicos la
presión da lugar a deformaciones en una cavidad o tubo
metálico, denominado tubo de Bourdon en honor a su
inventor. Estas deformaciones se transmiten a través de un
sistema mecánico a una aguja que marca
directamente la presión sobre una escala
graduada.

BARÓMETRO

Un barómetro es un instrumento que sirve para
medir la presión atmosférica, esto es, el peso de
la columna de aire por unidad de superficie ejercida por la
atmósfera.
La forma más habitual es observar la altura de una columna
de líquido cuyo peso compense el peso de la
atmósfera.

El más conocido es el barómetro de
mercurio, inventado por Torricelli en 1643. Un barómetro
de mercurio está formado por un tubo de vidrio de unos
850 mm de altura, cerrado por el extremo superior y abierto por
el inferior. El tubo se llena de mercurio, se invierte y se
coloca el extremo abierto en una cubeta llena del mismo
líquido.

El nivel del mercurio en el tubo baja hasta una altura
de unos 760 mm por encima del nivel en la cubeta (altura
barométrica) y deja un vacío casi perfecto en la
parte superior del tubo (cámara barométrica). Las
variaciones de la presión atmosférica hacen que el
líquido del tubo suba o baje ligeramente entre 737 y 775
mm.

Existen también barómetros
metálicos, llamados barómetros aneroides o de Vidi,
que están constituidos por una caja metálica en la
cual se ha hecho el vacío parcial. La tapa superior lleva
un resorte que equilibra la presión media
atmosférica, mientras que la tapa de la caja es una
membrana de una aleación metálica y elástica
de forma ondulada que se deforma con facilidad, y se eleva o
desciende en función de la variación de la
presión.

Estos movimientos modifican la posición de una
aguja que recorre una escala circular graduada en
milímetros de presión por comparación con
los barómetros de mercurio.

VACUÓMETROS

Los vacuómetros son aparatos destinados para
medir presiones atmosféricas inferior a ésta.
Existen varios tipos de vacuómetros, y suelen ser
semejantes a los manómetros ya señalados. Los
más conocidos en la industria son
los del tipo metálico, cuyo funcionamiento es igual al
manómetro del mismo tipo.

En lo que se refiere al aforamiento es igual al del
manómetro ya que existen varias escalas.

Los vacuómetros tienen dos puntos o extremos
fijos en su aforamiento; el cero, que es el punto de partida, o
sea el punto atmosférico normal, y el máximo, que
corresponde al vacío, donde no actúa la
presión atmosférica, por lo tanto, entre los
valores extremos de las escalas, existe una diferencia de 1033
Kg./cm2.

Las principales escalas en aforamiento de los
vacuómetros son: Aforamiento en metros columna de agua; en
el cual el espacio comprendido entre el "cero" y el
"máximo", ha sido dividido en espacios que equivale cada
uno un metro (1), es decir que habrá unos 10 espacios y
una pequeña fracción final que corresponde a 33 cm.
finales. Hay que tener en cuenta que en muchos casos, la escala
solo comprende de 0 a 10, ya que en la práctica las
bombas de
vacío no pueden llegar a presiones tan
elevadas.

El aforamiento está dado en centímetros o
milímetros en columna de mercurio; en este caso, la escala
está dividida en forma tal que desde el valor cero hasta
el máximo, hay divisiones que corresponde a 76 ó
760 cm. o mm. de columna de mercurio, ya que como se ha indicado
en otro lugar, el valor de 1033 Kg. se equilibran con una columna
de mercurio de 1 cm. 2 cm. de sección y de 76 cm. de
altura.

MANOVACUOMETRO

Este aparato nos sirve para medir la presión y la
depresión y los principios son
los ya indicados en la parte referida a los manómetros y
vacuómetros.

CALIBRADORES DE
LLANTAS

Este es usado para poder medir el nivel de inflado de
las llantas.

1.1.4 INSTRUMENTOS
MECÁNICOS

APARATOS ÓPTICOS PARA LA
MEDICIÓN DE LA RUGOSIDAD: Se reservan
generalmente para uso de los laboratorios y salas de metrología, por la delicadeza de su
manejo.

BANCOS PARA MEDIR Ó
MÁQUINAS PARA MEDIR LONGITUDES: Estas
maquinas están destinadas fundamentalmente a la
medición de longitudes, aun cuando mediante accesorios
adecuados pueden algunas de ellas utilizarse también para
mediciones angulares.

BLOQUES
PATRÓN: Estas herramientas
se usan para efectuar operaciones de
calibración, de precisión y para calibrar otras
herramientas de medición.

COMPARADORES: Son
amplificadores que permiten efectuar la medición de una
longitud por comparación, después de ser
calibrada.

COMPARADORES DE AMPLIACIÓN
MECÁNICA: También conocidos como
comparadores de contacto como los tipos más corrientes son
los de:

• ampliación por engranes
• ampliación por palanca.

COMPARADORES UNIVERSALES:
Son aparatos de construcción mas resientes y que, debido a
su reducción de tamaño y a la disposición de
su palpador, permite mediciones en lugares difíciles e
incluso imposible para los comparadores normales.

MEDIDOR DE ANILLOS EN
EQUILIBRIO: Es un
medidor del momento de torsión
radial que utiliza un cuerpo anular hueco para convertir la
presión diferencial correspondiente a una diferencial en
la presión estática,
en la rotación que se trasmite al registrador o
indicador.

MANÓMETRO DE PESO
MUERTO: Consta de un embolo maquinado con
exactitud que se introduce de ajuste apretado, los dos de
área de la sección transversal conocida.

MICRO MANÓMETRO:
Sirven como estándares de presión en el
intervalo de 0, 005 a 500 ml. De agua.

1. Tipo
   micrométrico: En este tipo de
   micromanómetros, los efectos de menisco y por
   capilaridad se minimizan midiendo los desplazamientos de
   liquido con tornillos micrométrico dotados con
   índices ajustables de agua localizados en el centro, o
   cerca de el, de tubos transparentes grandes unidos en su base
   para formar una v
2. Tipo prandtl:
   Consta de un recipiente de diámetro grande y un
   tubo inclinado con dos marcas conectados a través de un
   tubo flexible.
3. Micromanometro de aire:
   Un micromanometro sumamente sencillo, de alta respuesta,
   usa aire como fluido de trabajo y, por consiguiente evita todos
   los defectos por capilaridad y de menisco que por lo general se
   encuentra en la manimetria con líquidos.
4. Manómetro de mcleod:
   Este es un manómetro de mercurio modificado que se
   utiliza principalmente para medir presiones de vacío
   desde un ml. Hasta 0, 000 000 1 ml. De Hg. Mide una
   presión diferencial y, por consiguientes muy
   sensible.

MICROCALIBRADORES:
Se utiliza para las mediciones de más alta
medición en las salas de metrología.

MICROSCOPIO DE
MEDICIÓN: Las aplicaciones de estos
aparatos son similares a los de las maquinas de medir, pero su
campo de medición es mas reducido, empleándose en
consecuencia para la medición de piezas relativamente
pequeñas, galgas, herramientas, etc.

NIVELES: Las reglas
de borde recto y las escuadras se utilizan para inspeccionar
superficies planas y ángulos rectos:

• Niveles de bolsillo.
• Niveles de dos ejes.
• Niveles de precisión

GIRÓMETRO ÓPTICO
MONOCROMÁTICO: Es el mas exacto de todos
los pirómetros de radiación
y se utiliza como estándar de calibración por
encima del punto de oro. Sin embargo esta limitado a temperaturas
superiores a 700 C. ya que requiere que un operador humano
compare visualmente las brillantes.

REGLAS DE ACERO: Es
la herramienta de medición más simple y
versátil de uso mecánico.

• Regla con temple de muelle.
• Reglas angostas.
• Reglas flexibles.
• Reglas de ganchos.

MICRÓMETRO:
Es un dispositivo que mide el desplazamiento del husillo
cuando este es movido mediante el giro de un tornillo, lo que
convierte al movimiento giratorio del tambor en movimiento lineal
del husillo. El desplazamiento de este lo amplifica la
rotación del tornillo y el diámetro del tambor. Las
graduaciones de alrededor de la circunferencia del tambor
permiten leer un cambio pequeño en la posición del
husillo.

MICRÓMETROS PARA
APLICACIÓN ESPECIAL:

1. Micrómetros para
   tubo: este tipo de micrómetro esta
   diseñado para medir el espesor de la pare3d de partes
   tubulares, tales como cilindros o collares.

Existen tres tipos los cuales son:

• Tope fijo esférico
• Tope fijo y del husill0o esféricos
• Tope flujo tipo cilíndrico

2. micrómetro para
   ranuras: en este micrómetro ambos topes
   tiene un pequeño diámetro con el objeto de medir
   pernos ranurados, cuñeros, ranuras, etc., el
   tamaño estándar de la porción de
   medición es de 3 mm de diámetro y 10 mm de
   longitud.
3. micrómetro de
   puntas: estos micrómetros tienen ambos
   topes en forma de punta. se utiliza para medir el espesor del
   alma de
   brocas, el diámetro de raíz de roscas externas,
   ranuras pequeñas y otras porciones difíciles de
   alcanzar. el ángulo de los puntos puede ser de 15, 30,
   45, o 60 grados. las puntas de medición normalmente
   tiene un radio de
   curvatura de 0, 3 mm, ya que ambas puntas pueden no tocarse; un
   bloque patrón se utiliza para ajustar el punto cero. con
   el objeto de `proteger las puntas, la fuerza de medición
   en el trinquete es menor que la del micrómetro
   estándar de exteriores.
4. micrómetro para ceja de
   latas: este micrómetro esta
   especialmente diseñado para medir los anchos y alturas
   de cejas de latas.
5. micrómetro
   indicativo: este micrómetro cuenta con
   un indicador de carátula. el tope del arco `puede
   moverse una pequeña distancia en dirección axial
   en su desplazamiento lo muestra el indicador. este mecanismo
   permite aplicar una fuerza de medición uniforme a las
   piezas.
6. micrómetro de exteriores con
   husillo no giratorio: en los micrómetros
   normales el husillo gira con el tambor cuando este se desplaza
   en dirección axial. a su vez, en este micrómetro
   el husillo no gira cuando es desplazado. debido a que el
   husillo no giratorio no produce torsión radial sobre las
   caras de medición, el desgaste de las mismas se reduce
   notablemente. este micrómetro es adecuado para medir
   superficies con recubrimiento, piezas frágiles y
   características de partes que requieren una
   posición angular específica de la cara de
   medición del husillo.
7. micrómetro con doble
   tambor: una de las características del
   tipo no giratorio con doble tambor, es que la superficie
   graduada del tambor esta al ras con la superficie del cilindro
   en que están grabadas la línea índice y la
   escala vernier, lo cual permite lecturas libres de error de
   paralaje.
8. micrómetro tipo discos para
   espesor de papel: este tipo es similar al
   micrómetro tipo discos de diente de engrane, pero
   utiliza un husillo no giratorio con el objeto de eliminar
   torsión sobre la superficie de la pieza, lo que hace
   adecuado para medir papel o `piezas delgadas.
9. micrómetro de
   cuchillas: en este tipo los topes son
   cuchillas por lo que ranuras angostas cuñeros, y otras
   porciones difíciles de alcanzar pueden
   medirse.
10. micrómetro para dientes de
    engrane: el engrane es uno de los elementos
    mas importantes de una maquina, por lo que su medición
    con frecuencia requerida para asegurar las
    características deseadas de una maquina. para que los
    engranes ensamblados funcionen correctamente, sus dientes
    devén engranar adecuadamente entre ellos sin cambiar
    su distancia entre los dos centros de rotación.
    • tubular
    • calibrador
    • 3 puntos de contacto.

    CALIBRADORES: El
    vernier es una escala auxiliar que se desliza a través
    de una escala principal para permitir en esta lectura
    fracciónales exactas de la mínima
    división.

    

    Para lograr lo anterior una escala vernier esta
    graduada en un número de divisiones iguales en la
    misma longitud que n-1 divisiones de las escalas principales;
    ambas escalas están marcadas en la misma
    dirección. Una fracción de 1/n de la
    mínima división de la escala principal puede
    leerse.

    VERNIER
    ESTANDAR: Este
    tipo de vernier es el más comúnmente utilizado,
    tiene n divisiones que ocupan la misma longitud que n-1
    divisiones sobre la escala principal.

    

    1.2
    TERMINOLOGÍA Y SIMBOLOGÍA DE
    INSTRUMENTACIÓN

     

     

     

    1.3 INSTRUMENTOS DE
    INDUCCIÓN

    Los instrumentos de inducción funcionan a partir del campo
    magnético producido por dos electroimanes sobre un
    elemento móvil metálico (corrientes de Foucault).
    La medida es proporcional al producto
    de las corrientes de cada electroimán y por lo tanto,
    pueden utilizarse tanto en corriente continua como en
    corriente
    alterna. Se utilizan habitualmente para la medida de
    energía
    eléctrica.

    Por ejemplo:

    El buen funcionamiento de un organismo, una
    máquina, etc., depende en gran medida del
    funcionamiento combinado de los distintos elementos que lo
    constituyen; si uno de éstos no realiza correctamente
    su función, desencadena el mal funcionamiento de todo
    el sistema. En principio, las anomalías se intuyen,
    pero para poder demostrarlas es necesaria la
    comprobación de algunas magnitudes
    características para compararlas con las que se dan en
    el sistema cuando el funcionamiento es el adecuado. En las
    instalaciones
    eléctricas, también es necesario evaluar o
    medir algunos parámetros o magnitudes del circuito
    eléctrico, como son la intensidad de corriente, la
    tensión eléctrica, la resistencia
    eléctrica, la potencia eléctrica o la
    energía eléctrica. Estas magnitudes nos van a
    indicar el buen funcionamiento de la instalación o
    posibles problemas.

    En el campo de las medidas eléctricas hay que
    distinguir dos tipos de medidas: medidas de tipo industrial y
    medidas de laboratorio.

    • Medidas industriales: son aquellas que se
      realizan directamente sobre el montaje o instalación
      eléctrica. Para realizarlas se necesitan aparatos
      que sean

    Prácticos, con la posibilidad de ser tanto
    fijos como portátiles.

    • Medidas de laboratorio: son aquellas que se
      realizan en condiciones idóneas y distintas de las
      ambientales. Se utilizan para verificar el funcionamiento
      de los aparatos de medida o para el diseño de
      aparatos y circuitos; estos aparatos suelen tener una mayor
      precisión que los utilizados en la industria, motivo
      por el cual son más delicados y
      costosos.

    Cualidades de los aparatos de
    medida

    Podemos decir que un aparato de medida será
    mejor o peor, atendiendo a las siguientes
    cualidades:

    a) Sensibilidad: se define como el cociente entre la
    desviación de la aguja indicadora medida en grados y
    la variación de la magnitud que se está
    midiendo. Esta cualidad es específica de los aparatos
    analógicos.

    b) Precisión: la precisión de un
    aparato de medida, está íntimamente relacionada
    con su calidad. Es más preciso un aparato cuanto
    más parecido sea el valor indicado a la medida real de
    dicha magnitud.

    c) Exactitud: es un concepto
    parecido al de precisión, pero no igual. Un aparato es
    más exacto cuanto más parecidos sean el valor
    medido y el valor real por extensión, un aparato
    exacto es, a su vez, preciso, pero un aparato preciso no
    tiene por qué ser exacto.

    d) Fidelidad: cuando al repetir varias veces la
    misma medida, el aparato da la misma
    indicación.

    e) Rapidez: un aparato es rápido cuando se
    estabiliza en menos tiempo.

    Errores en la medida

    Al realizar medidas, los resultados obtenidos pueden
    verse afectados. El resultado lleva implícito la
    posibilidad de errar en la lectura, por ello es necesario
    conocer con profundidad como se cometen los errores, para
    poderlos prever y minimizar, de manera que seamos nosotros
    los que valoremos la veracidad de la medida realizada. Los
    errores en medidas

    Eléctricas se pueden clasificar en
    sistemáticos y accidentales

    a) Error sistemático es el originado por las
    características del aparato o de la actitud
    del observador. Entre los más frecuentes se pueden
    destacar los siguientes:

    • Metodológicos: por utilizar un
      método inadecuado para realizar la medida, como por
      ejemplo la colocación de los aparatos de medida
      cuando se utiliza el método indirecto.
    • Ambientales: son el resultado de la influencia de
      las condiciones físicas del entorno: temperatura,
      presión, humedad, campos magnéticos,
      etcétera.
    • Personales: los que dependen de la pericia o
      habilidad del operador al realizar la medida; por ejemplo,
      la colocación de éste en la
      lectura.
    • Instrumentales: son los causados por el desgaste
      de las piezas del aparato, o bien por el desgaste de la
      pila o batería que alimenta dicho
      aparato.

    b) Accidentales: se producen de una forma aleatoria.
    No se pueden clasificar dada su gran variedad; aun
    así, no son de gran importancia en las medidas
    eléctricas.

    Cada vez que realicemos una medida, debemos evitar
    desconfiar del valor obtenido, pero también razonar si
    el resultado está en relación con el valor que
    preveíamos o no se corresponde con éste. En
    caso de que exista gran diferencia, hemos de pensar que algo
    raro ocurre y hacer las comprobaciones necesarias.

    Interpretación de las
    indicaciones inscritas en los aparatos de medidas

    Los aparatos de medida llevan, en la parte inferior
    de la escala, unos símbolos que indican las
    características tanto constructivas como de
    funcionamiento de dicho aparato. En la Figura 5.4 se han
    resaltado estas indicaciones de las que se aclaran su
    significado a continuación.

    Las inscripciones superiores de la zona resaltada
    (VDE), corresponden a las normas y
    certificaciones que cumple dicho aparato.

    

    

    Significado de las inscripciones del aparato de la
    Figura anterior

    

    Simbología utilizada en
    los aparatos de medidas eléctricas

    Los aparatos de medida pueden ser analógicos
    o digitales; los primeros presentan la medida mediante un
    índice o aguja que se desplaza sobre una escala
    graduada, y los segundos

    Presentan el valor en una pantalla o display
    mediante números.

    

    1.4
    FUNCIONAMIENTO, APLICACIÓN DE
    TERMÓMETROS

    Un termómetro es un instrumento que sirve
    para medir la temperatura, basado en el efecto que un cambio
    de temperatura produce en algunas propiedades físicas
    observables y en el hecho de que dos sistemas a diferentes
    temperaturas puestos en contacto térmico tienden a
    igualar sus temperaturas.

    La invención del termómetro se
    atribuye a Galileo, aunque el termómetro sellado no
    apareció hasta 1650. el instrumento de Galileo
    Consistía en un tubo de vidrio que terminaba con una
    esfera en su parte superior que se sumergía dentro de
    un líquido mezcla de alcohol y
    agua. Al calentar el agua, ésta comenzaba a subir por
    el tubo. Sanctorius incorporó una graduación
    numérica al instrumento de Galilei, con lo que
    surgió el termómetro. Los modernos
    termómetros de alcohol y mercurio fueron inventados
    por el físico alemán Daniel Gabriel Fahrenheit,
    quien también propuso la primera escala de
    temperaturas ampliamente adoptada, que lleva su
    nombre.

    Entre las propiedades físicas en las que se
    basan los termómetros destaca la dilatación de
    los gases, la
    dilatación de una columna de mercurio, la resistencia
    eléctrica de algún metal, la variación
    de la fuerza electromotriz de contacto entre dos metales, la
    deformación de una lámina metálica o la
    variación de la susceptibilidad magnética de
    ciertas sales paramagnéticas.

    Termómetros iniciales que se fabricaron se
    basaban en el principio de la dilatación, por lo que
    se prefiere el uso de materiales
    con un coeficiente de dilatación alto de modo que, al
    aumentar la temperatura, la dilatación del material
    sea fácilmente visible

    El termómetro de dilatación de
    líquidos Consta de una ampolla llena de líquido
    unida a un fino capilar, todo ello encerrado en una
    cápsula de vidrio o cuarzo en forma de varilla. La
    sensibilidad que se logra depende de las dimensiones del
    depósito y del diámetro del capilar, y en los
    casos más favorables es de centésimas de
    grado.

    El rango de temperaturas en que es más fiable
    depende de la naturaleza del líquido empleado. Por
    ejemplo, con alcohol se logra buena sensibilidad y fiabilidad
    entre -100 ºC y 100 ºC, mientras que el
    termómetro de mercurio es indicado entre -30º y
    600 ºC.

    El termómetro más utilizado es el de
    mercurio, formado por un capilar de vidrio de diámetro
    uniforme comunicado por un extremo con una ampolla llena de
    mercurio. El conjunto está sellado para mantener un
    vacío parcial en el capilar. Cuando la temperatura
    aumenta, el mercurio se dilata y asciende por el capilar. La
    temperatura se puede leer en una escala situada junto al
    capilar. El termómetro de mercurio es muy utilizado
    para medir temperaturas ordinarias; también se emplean
    otros líquidos como alcohol o éter.

    ESCALAS DE TEMPERATURA

    Escala Fahrenheit

    En 1714 Daniel Gabriel Fahrenheit creó el
    primer termómetro de mercurio, al que le registra la
    escala Fahrenheit y que actualmente es utilizado en los
    países de habla inglesa. Esta escala tiene como
    referencia inferior el punto de fusión de una mezcla  de sales con
    hielo (0ºf) y como referencia superior el punto de
    ebullición del agua (212ºf).

    Escala Celsius

    Fue creada en 1742 por Andrés Celsius, es la
    más utilizada en el mundo, su referencia inferior esta
    basada en el punto de fusión del hielo (0ºc) y la
    superior en el punto de ebullición del agua
    (100ºc). Entre estas dos referencias existen 100
    divisiones.

    Escala kelvin

    Fue creada en 1848 por William Thompson, lord
    kelvin. Ésta escala es la que se usa en la ciencia
    y esta basada en los principios de la termodinámica, en los que se predice la
    existencia de una temperatura mínima, en la cual las
    partículas de un sistema carecen de energía
    térmica. La temperatura en la cual las
    partículas carecen de movimiento se conoce como cero
    absoluto (0°k)

    Escala Reamur

    Grado Reamur (ºr), en desuso. Se debe a
    René-Antoine ferchault de Reamur (1683-1757), quien
    uso los mismos puntos que Celsius sólo que él
    repartió la diferencia en 80 grados. Esta escala se
    utilizó hasta los años 30 de nuestro siglo en
    Europa. La
    relación con la escala centígrada es: Reamur=
    (4/5)*Celsius

    CONVERSIONES

    CELCIUS Y KELVIN

    Para pasar de la escala centígrada a la
    escala Kelvin, bastará con sumar 273 a la temperatura
    obtenida en la escala Celsius. Y para pasar a la escala
    Celsius a partir de la escala Kelvin sólo tendremos
    que restar a ésta 273.

    

    CELSIUS Y
    FAHRENHEIT

    El paso de la escala centígrada al Fahrenheit
    y viceversa es más complicado. En primer lugar
    0ºC equivalen a 32ºF, así que a la
    temperatura en la escala Fahrenheit tendremos, primero, que
    restarle 32. Pero además, un intervalo de 100ºC
    es igual que 180ºF. Así, podemos
    escribir:

    

    FAHRENHEIT Y
    KELVIN

    Para pasar de la escala absoluta a la escala
    Fahrenheit, aunque es posible describir una fórmula,
    es más fácil usar la escala centígrada
    como paso intermedio. Así en el cambio de Kelvin a
    Fahrenheit, convertiríamos de la escala Kelvin a la
    Celsius y de ésta al Fahrenheit. Y para pasar de
    Fahrenheit a Kelvin, en primer lugar pasaríamos a
    centígrada y de esta última a la escala
    Kelvin

    TIPOS DE TERMÓMETROS

    Hay varios tipos de dispositivos que se utilizan
    como termómetros. El requisito fundamental es que
    empleen una propiedad
    fácil de medir (como la longitud de una columna de
    mercurio) que cambie de forma marcada y predecible al variar
    la temperatura. Además, el cambio de esta propiedad
    termométrica debe ser lo más lineal posible con
    respecto a la variación de temperatura. En otras
    palabras, un cambio de dos grados en la temperatura debe
    provocar una variación en la propiedad
    termométrica dos veces mayor que un cambio de un
    grado, un cambio de tres grados una variación tres
    veces mayor, y así sucesivamente

    TERMÓMETROS DE
    LÍQUIDO

    Los termómetros de líquido encerrado
    en vidrio son, ciertamente, los más familiares: el de
    mercurio se emplea mucho para tomar la temperatura de las
    personas, y, para medir la de interiores, suelen emplearse
    los de alcohol coloreado en tubo de vidrio.

    Los de mercurio pueden funcionar en la gama que va
    de -39 °C (punto de congelación del mercurio) a
    357 °C (su punto de ebullición), con la ventaja de
    ser portátiles y permitir una lectura directa. No son,
    desde luego, muy precisos para fines
    científicos.

    El termómetro de alcohol coloreado es
    también portátil, pero todavía menos
    preciso; sin embargo, presta servicios
    cuando más que nada importa su cómodo empleo.
    Tiene la ventaja de registrar temperaturas desde -112 °C
    (punto de congelación del etanol, el alcohol empleado
    en él) hasta 78 °C (su punto de
    ebullición), cubriendo por lo tanto toda la gama de
    temperaturas que hallamos normalmente en nuestro
    entorno.

    

    TERMÓMETROS DE
    GAS

    El termómetro de gas de volumen
    constante es muy exacto, y tiene un margen de
    aplicación extraordinario: desde -27 °C hasta 1477
    °C. Pero es más complicado, por lo que se utiliza
    más bien como un instrumento normativo para la
    graduación de otros termómetros.
    El termómetro de gas a volumen constante se compone de
    una ampolla con gas -helio, hidrógeno o nitrógeno,
    según la gama de temperaturas deseada- y un
    manómetro medidor de la presión. Se pone la
    ampolla del gas en el ambiente
    cuya temperatura hay que medir, y se ajusta entonces la
    columna de mercurio (manómetro) que está en
    conexión con la ampolla, para darle un volumen fijo al
    gas de la ampolla. La altura de la columna de mercurio indica
    la presión del gas. A partir de ella se puede calcular
    la temperatura.

    

    TERMÓMETRO DE RESISTENCIA

    La resistencia eléctrica de un conductor o un
    semiconductor varía con la temperatura. En este
    fenómeno se basa el termómetro de resistencia,
    en el que se aplica una tensión eléctrica
    constante al termistor, o elemento censor. Para un termistor
    dado, a cada temperatura le corresponde una resistencia
    eléctrica diferente. La resistencia se puede medir
    mediante un galvanómetro lo que permite hallar la
    temperatura. Para medir temperaturas entre -50 y
    150 ºC se utilizan diferentes termistores
    fabricados con óxidos de níquel, manganeso o
    cobalto. Para temperaturas más altas se emplean
    termistores fabricados con otros metales o aleaciones; Usando circuitos
    electrónicos adecuados, la lectura del
    galvanómetro se puede convertir directamente en una
    indicación digital de la temperatura.

    

    Termómetro de resistencia
    de platino

    El termómetro de resistencia de platino
    depende de la variación de la resistencia a la
    temperatura de una espiral de alambre de platino. Es el
    termómetro más preciso dentro de la gama de
    -259 °C a 631 °C, y se puede emplear para medir
    temperaturas hasta de 1127 °C. Pero reacciona despacio a
    los cambios de temperatura, debido a su gran capacidad
    térmica y baja conductividad, por lo que se emplea
    sobre todo para medir temperaturas fijas.

    TERMÓMETRO
    DIGITAL

    Con excelente precisión repetibilidad, tienes
    construcciones robustas y son inmunes a las vibraciones, a la
    humedad y a las interferencias. Se emplean display luminoso
    que permite la lectura inclusive en la oscuridad. Poseen una
    resolución de 1°C, es decir que cambian la
    indicación de grado en grado. Sin embargo, a pedido se
    pueden suministrar con una resolución de
    0,1°C

    

    TERMOPAR

    Un termopar es un dispositivo utilizado para medir
    temperaturas basado en la fuerza electromotriz que se genera
    al calentar la soldadura
    de dos metales distintos. Es posible efectuar mediciones de
    temperatura muy precisas empleando termopares en los que se
    genera una pequeña tensión (del orden de
    milivoltios) al colocar a temperaturas distintas las uniones
    de un bucle formado por dos alambres de distintos metales.
    Para incrementar la tensión se pueden conectar en
    serie varios termopares para formar una termopila. Como la
    tensión depende de la diferencia de temperaturas en
    ambas uniones, una de ellas debe mantenerse a una temperatura
    conocida; en caso contrario hay que introducir en el
    dispositivo un circuito electrónico de
    compensación para hallar la temperatura del censor.
    Los termistores y termopares tienen a menudo elementos
    censores de sólo uno o dos centímetros de
    longitud, lo que les permite responder con rapidez a los
    cambios de la temperatura y los hace ideales para muchas
    aplicaciones en biología e ingeniería.

    

    Partes: , 2, 3

11. micrómetros de
    interiores: al igual que los
    micrómetros de exteriores los de interiores están
    diversificados en muchos tipos para aplicaciones
    específicas y pueden clasificarse en los siguientes
    tipos: