Osciloscopio analógico y digital

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)
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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
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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
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OSCILOSCOPIOS
FUNCIONAMIENTO
ETAPAS DE AJUSTES Y
CONTROL
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Osciloscopios: Analógicos y digital
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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
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OSCILOSCOPIO ANALÓGICO
14
OSCILOSCOPIO ANALÓGICO
15
Principios básicos del funcionamiento
de un osciloscopio analógico
VX
VY
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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
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Principios básicos del funcionamiento de un osciloscopio analógico
Generación de la escala horizontal de tiempo:
VX
VX
VY
VY
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Sincronización de la señal: el disparo (TRIGGER)
Es necesario conseguir que comience cada barrido siempre en el mismo
punto
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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
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Secciones del Osciloscopio
Canal
A
Canal
B
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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.
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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
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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
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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.
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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, …
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Osciloscopio digital (LabVIEW)
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PRACTICA DE LABORATORIO
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Funcionamiento osciloscopio
Pintek PS-205
38
Funcionamiento osciloscopio
39
Funcionamiento osciloscopio
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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.
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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
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Funcionamiento osciloscopio
43
Funcionamiento osciloscopio
44
Funcionamiento osciloscopio
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ACOPLAMIENTO
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OSCILOSCOPIO ANALÓGICO
Control HOLD-OFF
Señal Original
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Control HOLD-OFF
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OSCILOSCOPIO DIGITAL



FLUKE SCOPEMETER 97
MULTIMETRO DIGITAL
OSCILOSCOPIO CON MEMORIA
50
51
52
53
Conexiones de Medida
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Prácticas con el Scopemeter
•Meter
•HOLD (Congela la
lectura)
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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.
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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).
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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.
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Prácticas con el Scopemeter
GRABACIÓN DE SEÑALES EN MEMORIA
59
Prácticas con el Scopemeter
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Medición de Potencia con Fluke
MATH
61
Medición de Potencia con Fluke
WAVE FORM
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Medición de Potencia con Fluke
WAVE FORM
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PRACTICAS CON EL SCOPEMETER
64
PRACTICAS CON EL SCOPEMETER
65
66