contrastacion

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Medidas Electrónicas I
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CONTRASTACION DE INTRUMENTOS
OBJETO:
El objeto de este práctico es explicar la base, importancia y la forma de contrastar
instrumentos.
Contrastar es comparar un instrumento desconocido con otro conocido y perfectamente
calibrado (patrón) para poder conocer los errores del primero.
Se debe contrastar periódicamente todos los instrumentos de medida para saber el error
con que se trabaja (mide) y si es posible corregirlo, algunos instrumentos traen puntos
de ajuste o calibración.
Las normas de calidad ( por ejemplo las ISO) exigen la contrastación de todos los
instrumentos de medida indicando: los datos del instrumento patrón, nro. de serie del
mismo, fabricante, clase, etc.. Este procedimiento debe realizarse periódicamente de
acuerdo a lo indicado por las normas. Además se debe llevar registro escrito de las
contrastaciones y sus resultados.
Existen 2 formas de contrastación:
Contrastación Directa: es cuando se contrastan instrumentos del mismo tipo, por
ejemplo voltímetros o amperímetros.
Contrastación Indirecta: cuando se contrastan un tipo de aparatos en función de otros,
por ejemplo contrastar vatímetros contra amperímetros y voltímetros.
DESARROLLO:
Se contrastaran diversos tipos de instrumentos: amperímetros voltímetros vatímetros de
acuerdo a lo indicado realizando las correspondientes tablas de datos, gráficos de
errores y de corrección de los mismos.
Además se realizará una planilla para llevar el registro de los contrastes de un
instrumento indicando los datos del instrumento: tipo, nro. de serie, fabricante, clase,
modelo, etc..
Fecha del contraste, instrumento patrón y sus datos, resultado, observaciones,
responsable y se volcaran los datos de los contrastes realizados
Instrumento:
Clase:
Patrón
Clase:
Fecha:
Fabricante:
Fabricante:
Resultado
Responsable
Modelo:
Modelo:
N° de serie:
N° de serie
Observaciones
Ejemplos de contraste:
CONTRASTE DIRECTO, CONTRASTE DE VOLTIMETROS
Uno o varios voltímetros se conectan entre si y con un voltímetro patrón; se procede a
alimentar con una fuente de tensión variable.
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Vx
v
Fig. 1
Fig. 2
Vp
La Fig. 2 representa la curva de conversión o contrastación: que convierte el valor de la
lectura del voltímetro en la del voltímetro patrón.
Graficando el valor de ε para cada valor de Vx
ε0
Fig. 3 Curva de error
Vx
-ε0
Para conocer los errores del instrumento que se ensaya se lo compara con otro
instrumento cuya exactitud es superior y reconocida.
La contrastación se realiza variando la tensión que se aplica a los instrumentos: se
realiza la lectura del patrón y la del contrastado, luego podemos calcular el error
absoluto εa en cada caso. Se realiza la correspondiente tablas de valores y se grafica
como indica las figuras. La curva de la Fig. 2 es muy cómoda porque permite la
conversión directa de los valores que se midan con el Vx en Vp.
La curva de la Fig.. 3 permite conocer para cada valor de la escala de Vx el error que
presenta la medición. Otra forma de presentar la corrección es la llamada “curva de
corrección “, que es simplemente la curva de la Fig. 3 cambiada de signo Fig. 4.
La corrección es igual al error absoluto pero con signo contrario.
Corrección = - εa
εa = Xm – Xv
εo
-εo
Vx
Vx
Fig. 4
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CONTRASTE DE VATÍMETROS
Contrastar vatímetros significa alimentar al circuito con potencia lo cual puede
significar un problema por la energía que se consume y la disipación de la misma con la
consiguiente generación de calor.
Las bobinas amperométricas de los vatímetros generalmente tienen una intensidad
nominal de entre 2 y 5 A. Los circuitos voltimétricos tienen tensiones variables que
normalmente superan los 100 V, siendo valores típicos 120 – 150 V.
Adoptando los valores de 5 A y 120 V un contraste a fondo de escala exige ensayos
entre 0 y 600 W, lo cual exige una carga capaz de disipar dicha potencia. En cambio si
la bobina amperométrica tuviera un alcance de 0,5 o 1 A las potencias puestas en juego
son aceptables.
Por lo expuesto la contrastación directa solo se realiza con vatímetros de bajos alcances
y se realiza en forma indirecta para los de mayor alcance.
CONTRASTACIÓN DIRECTA
Para realizar esta forma de contrastar se usa el circuito de la figura:
a
Www
1
W2
En este contraste puede usarse con base de comparación un vatímetro patrón o bien en
CC un voltímetro y un amperímetro. Las gráficas o tablas de contrastación se obtienen
de la misma forma que en el caso anterior.
CONTRASTACION INDIRECTA
Se realiza con el circuito de la figura. Para evitar el consumo de energía y la elevada
disipación de potencia, se utilizan dos circuitos totalmente independientes: uno para
alimentar las bobinas amperométricas y el otro par las voltimétricas. De este modo los
instrumentos se excitan con U e I y por lo tanto indicaran una potencia que en realidad
es ficticia, porque U e I pertenecen a distintos circuitos y solo se componen a través de
los pares dentro de los vatímetros.
A
Wp
Wx
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Cuando se necesita contrastar vatímetros en CA se utilizan auto-transformadores
variables para excitar los dos circuitos. Se mide V, I y cos de ϕ. En este caso el
Vatímetro patrón no es imprescindible aunque para contrastes rápidos se lo prefiere.
El contraste completo de un vatímetro incluye variaciones del cos de ϕ que deben
producirse deliberadamente, por lo cual uno de los generadores tendrá que experimentar
variación de fase. Para eso se usa un variador de fase que es un simple motor trifásico
de inducción con el rotor bloqueado al cual se le puede dar corrimientos angulares a
voluntad. Alimentando el estator con CA trifásica se genera un campo rotante que
excita a cada bobinado del rotor un poco antes o después en el tiempo según la posición
angular o desfasaje que se da al rotor.
De este modo se puede graduar con mucha precisión el desfasaje α entre las tensiones
del estator y rotor. Además da la ventaja que permite adelantar o atrasar una tensión
respecto de otra sin cambiar la tensión. Cuando se usa un variador de fase este mismo
da el valor del desfasaje con lo que se puede suprimir el uso del cosfimétro en el
circuito de contrastación.
En caso de nuestra práctica como son circuitos de baja potencia se puede hacer la
contrastación sin el agregado de resistencias variables, quedando el diagrama así.
A
Wp
Wx