Mediciones Electricas

Nos vamos a ocupar de las mediciones destinadas a la determinación de magnitudes eléctricas, como ser: intensidad de corriente, tensión, potencia, resistencia, inductancia, capacidad, frecuencia, etc.

Estas magnitudes pueden medirse con instrumentos que dan directamente el valor correspondiente, mediante una lectura clara y constante, mediante instrumentos que reciben el nombre de la magnitud a medir, como ser, amperímetro, voltímetro, vatímetro, etc.

Dentro de los instrumentos nos encontramos con los analógicos, los cuales son de medición directa, basándose la lectura en la posición de una aguja sobre una escala adecuada y los digitales, en los cuales el instrumento por “si” lee el valor de la medición y la misma aparece en un display.

1.1 SISTEMA DE UNIDADES Y PATRONES

Un patrón de unidades es una característica particular en la que se define claramente la cantidad física y se toma como nivel para comparar otras magnitudes de su misma especie. Las características básicas de un patrón de medida y que lo hacen realmente útil son:

Invariabilidad (no cambia en el tiempo ni en el espacio)

Reproducibilidad (con un mínimo de tecnología puede reproducirse en cualquier punto del Universo)

Accesibilidad (se puede disponer de él con un mínimo de esfuerzo) Como ya se mencionó, un sistema de unidades es una convención internacional, en nuestro país por Ley de la República es obligatorio utilizar el Sistema Internacional de Unidades cuyas siglas son S.I.U. o más comúnmente S.I.

Desde el año 1970, el único patrón basado sobre un artefacto es el kilogramo.

Todos los demás se han definido a partir de fenómenos físicos absolutos, cuyo alcance ha sido permitido por los avances tecnológicos.

Al lado del sistema basado sobre unidades anglo-sajón, existen los varios sistemas métricos, cuya base es una relación decimal en casi todos los casos. Los principales son el sistema CGS (centímetro-gramo-segundo) y el sistema MKSA (metro-kilogramo-segundo-amperio). Este último se ha transformado recientemente en el

Sistema Internacional, en abreviación SI.

La historia vio desfilar varios sistemas de unidades, cada vez mejores y más sofisticados. Los cambios de sistemas se hacen en forma muy cuidadosa porque implican consecuencias sociales y económicas muy serias, en particular cuando el cambio es drástico como aquel del pase de unidades anglo-sajón a unidades métricas.

1.2 CONCEPTOS DE MEDIDA

Medición es el proceso mediante el cual se asignan numerales a características o atributos de un objeto o proceso a través de un conjunto de reglas definidas. Con la medición se busca conocer la magnitud de los fenómenos que nos interesa estudiar.

Una medida puede ser directa, si inmediatamente conocemos su valor, o indirecta, si a partir de otra medida calculamos el valor deseado.

1.3 PRECISIÓN Y EXACTITUD

Precisión:

Se denomina precisión a la capacidad de un instrumento de dar el mismo resultado en mediciones diferentes realizadas en las mismas condiciones. O bien, la precisión es lo cerca que los valores medidos están unos de otros.

Exactitud:

En términos sencillos, la exactitud de una medición es la concordancia del resultado de la misma comparada con el valor verdadero del objeto que está siendo medido, o también

La exactitud es lo cerca que el resultado de una medición está del valor verdadero.

1.4 SENSIBILIDAD

La resolución de un dispositivo electrónico, por ejemplo un receptor de comunicaciones, es la mínima magnitud en la señal de entrada requerida para producir una determinada magnitud en la señal de salida, dada una determinada relación señal/ruido, u otro criterio especificado. En resumen, sensibilidad es la capacidad de detectar ondas o señales de forma mas precisa. Si un aparato no dispone de mayor sensibilidad, este tendrá más problemas en detectar ondas o señales.

Relación de las señales de salida o respuesta de instrumentos respecto al cambio de la entrada o variable medida.

1.5 ERRORES DE MEDICIÓN Y REDUCCIÓN

Al hacer mediciones, las lecturas que se obtienen nunca son exactamente iguales, aun cuando las efectúe la misma persona, sobre la misma pieza, con el mismo instrumento, el mismo método y en el mismo ambiente (receptibilidad). Los errores surgen debido a la imperfección de los sentidos, de los medios, de la observación, de las teorías que se aplican, de los aparatos de medición, de las condiciones ambientales y de otras causas.

Medida del error: En una serie de lecturas sobre una misma dimensión constante, la inexactitud o incertidumbre es la diferencia entre los valores máximo y mínimo obtenidos.

Incertidumbre = valor máximo - valor mínimo

El error absoluto es la diferencia entre el valor leído y el valor convencionalmente verdadero correspondiente.

Error absoluto = valor leído - valor convencionalmente verdadero

Error sistemático: se deben a fallas de los instrumentos, como partes defectuosas o gastadas; y efectos ambientales.

Errores aleatorios: ocurren por causas que no pueden establecer directamente debido a variaciones aleatorias en los parámetros o en los sistemas de medición.

La persona que realiza la medición.

Presiones desiguales entre la pieza y palpado, en función de la fuerza que hace el operador.

Dificultad de apreciar la coincidencia entre los trazos del nonio y regla.

Incertidumbre.- Es el error experimental que se encuentra en toda medición.

Error absoluto.- Error total que se produce al medir una magnitud. Se considera siempre en valor absoluto.

ERROR ABSOLUTO = VALOR DE LA MEDICIÓN - VALOR REAL

Error relativo.- Es el producido por la unidad de medición utilizada. Se expresa en porcentaje y nos indica el grado de precisión y de exactitud de la medición.

Error relativo = (Error relativo/Magnitud real) x 100

1.6 CALIBRACIÓN

Operación que bajo condiciones específicas establece, en una primera etapa, una relación entre los valores de la magnitud y sus incertidumbres de medida asociadas, obtenidas a partir de los patrones de medida y las correspondientes indicaciones con sus incertidumbres asociadas y, en una segunda etapa, utiliza esta información para establecer una relación que permita obtener un resultado de medida a partir de una indicación.

Los factores que determinan la calidad de una calibración son:

• Precisión de la medida: Se estima a partir de la repetitividad y la reproductibilidad

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