Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS
Básicamente, hay tres tipos de instrumentos de medición y son
- Instrumentos de medida eléctricos
- Instrumentos de medida mecánicos.
- Instrumentos de medida electrónicos.
Aquí estamos interesados en los instrumentos de medición eléctricos, por lo que los discutiremos en detalle. Instrumentos eléctricos miden las distintas magnitudes eléctricas como factor de la energía eléctrica , potencia, voltaje y corriente etc. Todos analógico instrumentos eléctricos utilizan sistema mecánico para la medición de diferentes magnitudes eléctricas pero como sabemos que el sistema mecánico de todo tiene cierta inercia por lo tanto, los instrumentos eléctricos tienen una respuesta por tiempo limitado.
Ahora bien, hay varias formas de clasificar los instrumentos. A gran escala podemos categorizarlos como:
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Instrumentos de medida absoluta
Estos instrumentos dan salida en términos de constante física de los instrumentos. Por ejemplo, el balance de corriente de Rayleigh y el galvanómetro de tangente son instrumentos absolutos.
Instrumentos de medida secundarios
Estos instrumentos se construyen con la ayuda de instrumentos absolutos. Los instrumentos secundarios se calibran en comparación con los instrumentos absolutos. Estos se utilizan con más frecuencia en la medición de las cantidades en comparación con los instrumentos absolutos, ya que trabajar con instrumentos absolutos lleva mucho tiempo.
Otra forma de clasificar los instrumentos de medición eléctricos depende de la forma en que producen el resultado de las mediciones. Sobre esta base pueden ser de dos tipos:
Instrumentos de tipo deflexión
En este tipo de instrumentos , el puntero del instrumento de medición eléctrico se desvía para medir la cantidad. El valor de la cantidad se puede medir midiendo la desviación neta del puntero desde su posición inicial. Para comprender este tipo de instrumentos, tomemos un ejemplo de amperímetro de bobina móvil de imán permanente de tipo deflexión que se muestra a continuación:
El diagrama que se muestra arriba tiene dos imanes permanentes que se denominan parte estacionaria del instrumento y la parte móvil que se encuentra entre los dos imanes permanentes que consta de un puntero. La deflexión de la bobina móvil es directamente proporcional a la corriente. Por tanto, el par es proporcional a la corriente que viene dada por la expresión T d = KI, donde T d es el par deflector.
K es la constante de proporcionalidad que depende de la fuerza del campo magnético y del número de vueltas de la bobina. El puntero se desvía entre las dos fuerzas opuestas producidas por el resorte y los imanes. Y la dirección resultante del puntero está en la dirección de la fuerza resultante. El valor de la corriente se mide por el ángulo de deflexión θ y el valor de K.
Instrumentos de tipo nulo
A diferencia del tipo de instrumentos de deflexión, los instrumentos de medición eléctricos de tipo nulo o cero tienden a mantener la posición del puntero estacionaria. Mantienen la posición del puntero estacionaria produciendo un efecto opuesto. Por lo tanto, para el funcionamiento de instrumentos de tipo nulo se requieren los siguientes pasos:
- Debe conocerse el valor del efecto opuesto para calcular el valor de la cantidad desconocida.
- El detector muestra el equilibrio y la condición de desequilibrio con precisión.
El detector también debe tener los medios para restaurar la fuerza.
Veamos las ventajas y desventajas de la deflexión y el tipo nulo de instrumentos de medición :
- Los instrumentos de tipo deflexión son menos precisos que los de tipo nulo. Esto se debe a que, en los instrumentos de deflexión nula, el efecto opuesto se calibra con un alto grado de precisión, mientras que la calibración de los instrumentos de tipo deflexión depende del valor de la constante del instrumento, por lo que normalmente no tiene un alto grado de precisión.
- Los instrumentos de tipo de punto nulo son más sensibles que los de tipo deflexión.
- Los instrumentos de tipo deflexión son más adecuados en condiciones dinámicas que los instrumentos de tipo nulo, ya que las respuestas intrínsecas de los instrumentos de tipo nulo son más lentas que los instrumentos de tipo deflexión.
A continuación se presentan las tres funciones importantes de los instrumentos de medición eléctricos.
Función indicadora
Estos instrumentos proporcionan información sobre la cantidad variable que se está midiendo y la mayoría de las veces esta información la proporciona la desviación del puntero. Este tipo de función se conoce como función indicadora de los instrumentos.
Función de grabación
Estos instrumentos suelen utilizar el papel para registrar la salida. Este tipo de función se conoce como función de grabación de los instrumentos.
Función de control
Esta función es ampliamente utilizada en el mundo industrial. En este tema estos instrumentos controlan los procesos.
Ahora bien, hay dos características de los instrumentos y sistemas de medición eléctricos . Están escritos a continuación:
Características estáticas
En este tipo de características, la medición de cantidades es constante o varía lentamente con el tiempo. Algunas características estáticas principales se describen a continuación:
- Precisión :
Es la calidad deseable en la medición. Se define como el grado de cercanía con el que la lectura del instrumento se aproxima al valor real de la cantidad que se mide. La precisión se puede expresar de tres formas- Precisión puntual
- Precisión como porcentaje de escala de rango
- Precisión como porcentaje del valor real.
- Sensibilidad :
También es calidad deseable en la medición. Se define como la relación entre la respuesta de magnitud de la señal de salida y la respuesta de magnitud de la señal de entrada. - Reproducibilidad :
nuevamente es una cualidad deseable. Se define como el grado de cercanía con el que se puede medir repetidamente una determinada cantidad. Un alto valor de reproducibilidad significa un bajo valor de deriva. La deriva son de tres tipos- Deriva cero
- Deriva de tramo
- Deriva zonal
Características dinámicas
Estas características están relacionadas con las cantidades rápidamente cambiantes, por lo tanto, para comprender este tipo de características, debemos estudiar las relaciones dinámicas entre la entrada y la salida.
