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TEMA 5 “INSTRUMENTOS DE
MEDIDA Y MEDICIÓN”
USO PRÁCTICO DE LA MEDICIÓN DE
OBJETOS Y HECHOS COTIDIANOS
La medición es
una
actividad
necesaria
prácticamente
en
todas las actividades
humanas y es parte
del desarrollo de la ciencia y
tecnología.
Para
medir
es
necesario determinar unidades y
construir patrones instrumentos de
medida. La ciencia y la tecnología
requieren de instrumentos de
medición cada vez más precisos y
complejos.
Las
personas
realizan
diariamente
mediciones
con
unidades
fundamentales,
por
ejemplo, cuando se
mide la masa de la
carne o vegetales, la
longitud de una tela, los cables
qué se usarán en una instalación
eléctrica o el tiempo que dura la
clase de física.
Las mediciones de longitudes
derivadas también se utilizan
cotidianamente.
Ejemplo,
el
consumo de gas se mide en m3, los
terrenos en m2 y la leche en litros.
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN
Los instrumentos de medición a
través
del
tiempo
han
evolucionado
como:
reglas,
balanzas,
cronómetros,
voltímetros,
amperímetros
y
termómetros de mercurio; en el
ámbito de la ciencia y la tecnología
se han desarrollado nuevos y más
precisos
instrumentos
que
aprovechan
otro
tipo
de
fenómenos, como lo es ondas
electromagnéticas o los proceso
atómicos.
En
la
ciencia,
también se lleva a
cabo
mediciones
diariamente.
Los
astrónomos,
miden la distancia a que se
encuentran las estrellas y galaxias
y el tamaño de éstas, en los
laboratorios de física se miden
entre otras magnitudes, las bajas
temperaturas
que
alcanzan
algunos
gases
cuando
se
solidifican y la energía de las
partículas que forman la materia.
Ejemplos
estos
son
antenas
de
las
parabólicas que permiten medir la
distancia a la que se encuentran
los satélites artificiales, o los
contadores o detectores de GeigerMuller, que detectan y miden las
emanaciones
nucleares,
rayos
cósmicos y partículas subatómicas
de los materiales. Con ellos se
pueden determinar la antigüedad
de restos fósiles en millones de
años.
ALGUNOS INSTRUMENTOS DE
MEDICIÓN (PRECISIÓN) DEL
LABORATORIO EXPERIMENTAL
DE FISICA
El cronómetro mide el
tiempo en segundos y en
milésimas de segundo con suma
precisión.
Calibrador
de
corredera, vernier,
nonio o también
llamado pie de rey.
Este aparto mide
con exactitud el
espesor o diámetro de una pieza
redonda.
Termómetro. Mide la
temperatura
en
centígrados.
Dinamómetro. Mide con
exactitud
de
un
objeto
instrumento o destinado a
medir una fuerza animal o
mecánica.
LOS SENSORES UTILIZADOS EN
EL AULA DE MEDIOS DE FÍSICA
(LABORATORIO EXPERIMENTAL)
REGISTRAN CON EXACTITD
MEDICIONES ANALÓGICAS PARA
LEERLAS EN FORMA DIGITAL EN
LA COMPUTADORA
INTERFASE
Es el aparato
principal del kit
de sensores. Su
función
es
convertir
la
lectura analógica
de los sensores, a señal digital
para ser leída por la computadora.
SENSOR DE FUERZA
Mide fuerzas entre –
20 a 20 N. La fuerza
se obtiene de la
resistencia
en
tensión-calibre (empuje y tirón). La
gama
puede
ser
cambiada
ajustando un tornillo. El sensor se
puede adaptar a un soporte o
utilizarse como un reemplazo para
una escala hand-held del resorte.
SENSOR DE FUERZA
Mide fuerzas entre 5
a 50 N. La fuerza se
obtiene
de
la
resistencia
en
tensión-calibre
(empuje y tirón). La gama puede
ser
cambiada
ajustando
los
tornillos. El sensor se puede
adaptar a un soporte o utilizarse
como un reemplazo para una
escala hand-held del resorte.
SENSOR
PRESION
DE
El sensor de
presión
se
puede utilizar
para medir la
presión de fluidos de 0 a 7 bar.
La presión de un fluido se mide a
través de una válvula de presión
que esta colocada en la tapa de la
caja.
Los fluidos pueden ir de adentro o
hacia fuera cuando se abre la
válvula.
Se anexa una jeringa hipodérmica
(20 cm3) para el uso en los
experimentos simples de Boyle y
una
manguera
de
plástico
(aproximadamente de 45 cm).
SENSOR DE MOVIMIENTO
DETECTOR
ULTRASONIC
O
DE
MOVIMIENTO
.
Mide continuamente la posición de
un cuerpo, sin disturbar dicho
movimiento. La medición se basa
en la reflexión de los pulsos
ultrasónicos que se emiten de la
hoja dorada del transductor. La
distancia se determina a partir del
tiempo de desplazamiento de un
pulso ultrasónico transductor al
objeto lo cual será a partir de 40
cm como mínimo y hasta 6 m como
máximo.
SENSOR DE LUZ
Registra la
intensidad de
luz. El voltaje de
la salida del
sensor es
proporcional a la intensidad de la
luz que cae sobre él. La gama del
sensor es de 0 a 200 luxes.
El sensor alcanza una salida
máxima cuando el extremo de la
punta de prueba se señala
directamente en la fuente de luz.
El sensor es sensible en la gama
ligera (IR) visible y cercanoinfrarroja. Esto significa que el
sensor se puede utilizar para las
medidas de diodos que emiten IR
así como fuentes de luz visibles.
SENSOR DE LUZ
El sensor de luz es
un fototransistor que
recibe la luz a través
de una fibra de
cristal. El fototransistor convierte
la intensidad de luz en el voltaje de
la salida. El sensor se puede
utilizar para medir la luz, pero
también
para
detectar
acontecimientos tales como gotitas
del agua que caen.
El sensor es sensible en la gama
ligera (IR) visible y cercanoinfrarroja. Esto significa que el
sensor se puede utilizar para las
medidas de diodos que emiten IR
así como fuentes de luz visibles.
Este sensor está diseñado para
trabajar en aire solamente; no es
impermeable.
SENSOR DE TEMPERATURA
El sensor
de temperatura
utiliza un
termistor
(resistor
termal) para
las mediciones de temperaturas.
El voltaje de la salida del
termistor no varía con la
temperatura.
El sensor es sensible a partir de
-20 a 125°C.
Es resistente a estar en agua
pero se debe tener cuidado de no
dejarse por más de 10 horas.
SENSOR DE TEMPERATURA
El
sensor
de
temperatura
permite
el
registro
de
temperaturas
y diferencias de temperaturas de –
18 a 110°C. el transductor está
colocado en un tubo inoxidable,
que convierte la temperatura en un
valor de voltaje. El contacto
terminal entre el transductor y el
tubo de acero se observa por
medio de una gama que conduce el
calor.
En los líquidos la respuesta del
sensor es vista rápidamente. En el
aire es perceptiblemente más lenta
puesto que el calor se puede
transmitir o absorber solamente
por medio de la radiación.
SENSOR DE VOLTAJE
El sensor de
voltaje
es
un
voltímetro
que
mide diferencias
de potencial de 10 hasta +10 volts. Puede calcular
la carga eléctrica de un circuito en
serie o paralelo. Tiene una gran
versatilidad, debido a que nos da
lecturas de hasta centésimas de
volts.
SENSOR DE SONIDO
El sensor de sonido
es un micrófono con
una
amplificador
interno, que mide
variaciones en la
presión del aire.
Debido a su gran sensibilidad
detecta el pulso de las ondas de
sonido que viajan por el aire; esto
ofrece la medición de la velocidad
del sonido o de los pulsos de una
onda que se aleja.
El sensor mide Decibeles dentro
de una gama de 50 a 110 Db.
POLEA INTELIGENTE
La
polea
inteligente
consiste en un
Photogate y un
accesorio
inteligente de la polea.
La polea inteligente es un sensor
simple y versátil que traduce el
movimiento de objetos móviles a
los datos de la medida para la
computadora. Tiene rayos en los
intervalos regulares. Un LED y un
sensor infrarrojos que detecta el
movimiento de los rayos mientras
que la polea da vuelta. El sensor da
el máximo (4,95 V) cuando es ligero
y bajo (0,15 V) cuando es oscuro.
Un indicador LED en la puerta
ligera es encendido cuando no se
recibe ninguna luz.
La puerta ligera se puede utilizar
por
separado
de
la
polea.
El uso del infrarrojo hace el sensor
relativamente insensible a la
iluminación del sitio.
 PRECISION Y EXACTITUD.
 ANALISIS DE ERRORES E
INCERTIDUMBRE EN LA
MEDICION.
 INTRODUCCION DE GRAFICAS
DE RESULTADOS.