Mediciones Eléctricas I Introducción a los instrumentos digitales 1 Instrumentos digitales Ve Condicionador Conversor A/D Lógica Contador Contador 1999 U R I 2 Amplificador Integrador 3 Convertidor Simple Rampa C Contador Oscilador 4 Convertidor rampa v C Ve Contador Oscilador t A B 5 Convertidor Simple Rampa BC tg cte. AC v vx B BC AC . tg A α C t Comparador A Vx nT tg Comparador B Oscilador Patrón Vx K. n nT Figura 6 T=cte. 6 Convertidor doble rampa Contador Oscilador 1999 Lógic a Ve Dete ctor de cer o v2 Vr Figura 7 v1 t0 Tiempo Fijo vr t1 Tiempo Variable t2 7 Números de dígitos • Cristal Líquido (depende de la luz exterior) • LEDs • 3 – 4 o 5 dígitos. A mayor cantidad de dígitos mayor resolución • 3 ½ dígitos: duplica el alcance y la resolución (999 1999) 8 TECNICAS DE INDICACIÓN SISTEMA MÓVIL •Aguja •Indice luminoso LCD LED ERRORES EN LA LECTURA ERRORES: PARALAJE, ESTIMACION Y PODER SEPARADOR DEL OJO NO TIENE RESOLUCIÓN BAJA MANUAL POLARIDAD ALTA AUTOMATICA IMPEDANCIA DE ENTRADA BAJA MUY ALTA 9 Instrumentos digitales: definiciones EXACTITUD a) 0,01% Lectura 0,01% Rango b) 0,01% Lectura 1_ Digito ESTABILIDAD A CORTO PLAZO Permanencia de una lectura durante un periodo de 24 horas con Variaciones de temperatura de 1ºC o 5ºC Velocidad de Lectura: a) El tiempo que requiere para responder a un cambio de señal de entrada b) Cantidad de lecturas en 1 segundo 10 OSCILOSCOPIOS FUNCIONAMIENTO ETAPAS DE AJUSTES Y CONTROL 11 Osciloscopios: Analógicos y digital 12 OSCILOSCOPIO •Dispositivo que permite visualizar señales eléctricas variables con el tiempo Que permite medir? Determinar el período y la tensión de una señal Indirectamente la “f” Determinar que parte de la señal es DC y que parte AC. Medir la diferencia de fase entre dos señales Determinar la secuencia de las fases (Sistema Trifásico) Identificar transitorios rápidos 13 OSCILOSCOPIO ANALÓGICO 14 OSCILOSCOPIO ANALÓGICO 15 Principios básicos del funcionamiento de un osciloscopio analógico VX VY 16 Principios básicos del funcionamiento de un osciloscopio analógico VX VY 17 Principios básicos del funcionamiento de un osciloscopio analógico Generación de la escala horizontal de tiempo: VX VX VY La persistencia de la retina y del propio fósforo que recubre la pantalla hace que se perciba una línea continua en vez de un punto en movimiento 18 Principios básicos del funcionamiento de un osciloscopio analógico Generación de la escala horizontal de tiempo: VX VX VY VY 19 Sincronización de la señal: el disparo (TRIGGER) Es necesario conseguir que comience cada barrido siempre en el mismo punto 20 Sincronización de la señal: el disparo (TRIGGER) Pendiente de disparo Nivel de disparo La selección de un nivel de disparo correcto es fundamental para obtener una imagen estable de la señal 21 Secciones del Osciloscopio analógico PINTEK PS-205 22 23 24 Secciones del Osciloscopio Control Trigger El control “intensity” cambia el brillo de la señal. El control “focus” cambia la nitidez de la onda. Botón de Encendido Control Vertical mide tensión. Control Horizontal medición del tiempo 25 Secciones del Osciloscopio Canal A Canal B 26 Punta de Prueba Medir una señal con exactitud es dificil por la carga del circuito. Existe una inexactitud por la interacción entre la punta de prueba y el osciloscopio. Para prevenir esta interaccion, la Pinza a punta tiene un atenuador, que puede ser masa conmutada x10 ó por x1. Cuando usamos x10, la amplitud es reducida por una factor =10, pero la lectura será más exacta Punta retráctil conectada al circuito a medir. 27 OSCILOSCOPIO DIGITAL 28 Principio de funcionamiento de un osciloscopio digital Tm Tm = tiempo de muestreo fm = 1/Tm Frecuencia de muestreo (se indica en megamuestras/seg) Es necesario que la frecuencia de muestreo sea mucho más alta que la de la señal muestreada para poder reconstruir la señal original 29 Principio de funcionamiento de un osciloscopio digital Diagrama de bloques simplificado de un osciloscopio digital Teclado Memoria Señal Cto. de muestreo Conversor A/D Microprocesador sdjfhkjsdhf Pantalla Principio de funcionamiento de un osciloscopio digital Representación de formas de ondas periódicas en pantalla Señal de entrada Para ver una señal estable es preciso que la forma de onda aparezca en la misma posición relativa cada vez que se refresca la pantalla 31 Principio de funcionamiento de un osciloscopio digital El disparo (TRIGGER) en un osciloscopio digital Posición de disparo Nivel de disparo El disparo marca un punto de referencia para la representación de la forma de onda en la pantalla. Tanto el nivel como la posición de disparo se pueden ajustar. 32 Principio de funcionamiento de un osciloscopio digital Operaciones matemáticas: Canal matemático (MATH): C1 + C2 C1 - C2 M C1 x C2 Medidas que realiza el osciloscopio (MEASURE): - Frecuencia, valor medio, valor eficaz, valor de pico, … 34 Osciloscopio digital (LabVIEW) 36 PRACTICA DE LABORATORIO 37 Funcionamiento osciloscopio Pintek PS-205 38 Funcionamiento osciloscopio 39 Funcionamiento osciloscopio 40 Medición de la Frecuencia •Posicionar la onda en la pantalla. •Determinar los puntos de inicio y fin de la señal. •Leer el número de divisiones. •Multiplicar por la base de tiempo. •Calcular la frecuencia. 41 Funcionamiento osciloscopio 5 div 2 div T 5 div x 0.2 ms 1ms 1 f 1000 Hz 1kHz T Vp p 2 div x 1 V 2V 42 Funcionamiento osciloscopio 43 Funcionamiento osciloscopio 44 Funcionamiento osciloscopio 45 ACOPLAMIENTO 46 OSCILOSCOPIO ANALÓGICO Control HOLD-OFF Señal Original 47 Control HOLD-OFF 48 49 OSCILOSCOPIO DIGITAL FLUKE SCOPEMETER 97 MULTIMETRO DIGITAL OSCILOSCOPIO CON MEMORIA 50 51 52 53 Conexiones de Medida 54 Prácticas con el Scopemeter •Meter •HOLD (Congela la lectura) 55 Prácticas con el Scopemeter •Activando la primera tecla SOFT KEY 1. El instrumento indica el valor eficaz de la tensión (valor numérico) y además una traza de osciloscopio que proporciona una representación gráfica de la forma de onda. 56 Prácticas con el Scopemeter •Activando la primera tecla SOFT KEY 1, se muestra “Display Modes”, seleccionamos frecuencia, activando la última tecla indicada como “ENTER” (SOFT KEY 5). 57 Prácticas con el Scopemeter •MODO DE REGISTRO DEL MULTIMETRO • Pulsando la tecla RECORD, se activa las lecturas máximas, mínimas y medias, acompañadas con las indicaciones horarias, tomadas desde el tiempo que se activó el modo registro. 58 Prácticas con el Scopemeter GRABACIÓN DE SEÑALES EN MEMORIA 59 Prácticas con el Scopemeter 60 Medición de Potencia con Fluke MATH 61 Medición de Potencia con Fluke WAVE FORM 62 Medición de Potencia con Fluke WAVE FORM 63 PRACTICAS CON EL SCOPEMETER 64 PRACTICAS CON EL SCOPEMETER 65 66