FUNDAMENTOS DE INSTRUMENTACION Y MEDICION INGENIERIA ELECTRICA OHMIOMETRO TIPO SERIE El óhmetro tipo serie consta de un galvanómetro o movimiento D`Arsonal conectado en serie con una resistencia y una batería, con un par de terminales a los cuales se conecta la resistencia desconocida. La corriente que circula a través del galvanómetro depende de la magnitud de la resistencia desconocida y la indicación del medidor es proporcional a su valor, siempre y cuando se hayan tomado en cuenta una debida calibración. Para poder simularlo consideremos el siguiente circuito equivalente Dónde: RM: resistencia interna del galvanómetro. RA: resistencia ajuste a cero. RP: resistencia limitadora de corriente. E: batería interna. RX: resistencia desconocida. Alumno: Joaquin Quispe Núñez FUNDAMENTOS DE INSTRUMENTACION Y MEDICION INGENIERIA ELECTRICA Cuando la resistencia desconocida Rx = 0 (terminales A y B en cortocircuito), circula corriente máxima en el circuito. En estas condiciones, la resistencia de derivación RA se ajusta hasta que el galvanómetro indique la corriente a escala completa (Ifsd). La posición de la aguja para la corriente de escala completa se marca "0 Ω ". En forma similar, cuando RX = (terminales A y B abiertas) la corriente en el circuito es cero y el galvanómetro indica cero corrientes, esta posición se marca " ∞" en la escala. Se colocan las marcas intermedias en la escala conectando valores conocidos de resistencia RX en las terminales del instrumento. La exactitud de estas marcas depende de la exactitud respectiva del galvanómetro y de las tolerancias de las resistencias de calibración. Aun cuando el óhmetro tipo serie es un diseño popular y se utiliza extensamente en los instrumentos portátiles para servicio general, tiene ciertas desventajas. Las más importantes se relacionan con la disminución del voltaje de la batería interna con el tiempo y el uso, de forma que la corriente a escala completa disminuye y el medidor no lee "0" cuando A y B están en cortocircuito. La resistencia de derivación RA provee un ajuste para contrarrestar el efecto de la descarga de la batería. Es posible ajustar la aguja a escala completa con RP eliminando a RA, pero esto cambiaría la calibración en toda la escala. El ajuste de RA es una mejor solución, ya que la resistencia equivalente del paralelo de RA y la bobina RM siempre es baja Comparada con RP, y por consiguiente el cambio requerido en RA para el ajuste no cambia mucho de calibración. Una cantidad conveniente al uso en el diseño de un óhmetro tipo serie es el valor de RX que origina media deflexión en el medidor. A esta posición, la resistencia a través de las terminales A y B se define como la resistencia de media escala RH. El circuito es analizable a partir de la corriente a escala completa Ifsd y la resistencia interna del galvanómetro RM, se reduce la corriente a 1/2 Ifsd, y la resistencia desconocida debe ser igual a la resistencia interna total del óhmetro. Por ejemplo, en este caso analizaremos con un óhmetro con un galvanómetro de 0.5mA y 100Ω de resistencia interna con una fuente de 3 voltios, por conveniencia determinamos el valor de resistencia de ajuste RA que vendría ser 5 veces mayor de la resistencia interna del galvanómetro RM, para así obtener 5 veces menor de la corriente del galvanómetro en el máximo rango de RA. Calculamos 𝑅𝐴 = 5 ∗ 𝑅𝑀 = 500Ω Luego calculamos resistencia de protección: 𝑅𝑃 = 𝐸 − 𝐼𝑓𝑠𝑑 ∗𝑅𝑀 𝐼𝑓𝑠𝑑 + 𝐼𝑓𝑠𝑑 5 = 4916.666 ≈ 4.916 𝐾Ω Alumno: Joaquin Quispe Núñez FUNDAMENTOS DE INSTRUMENTACION Y MEDICION INGENIERIA ELECTRICA Ahora calculamos la resistencia de media escala de la corriente de escala completa del galvanómetro ( 𝐼𝑓𝑠𝑑 2 ), que es igual a la resistencia total del óhmetro. 𝑅𝐻 = 𝑅𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒𝑙 𝑜ℎ𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 = 𝑅𝑃 + 𝑅𝑀//𝑅𝐴 𝑅𝐻 = 4999.33 ≈ 5𝐾Ω , este valor se colocaría en RX (RH=RX) Con el valor de las resistencias RA, RP y RH empezamos a simular en proteus 8, calibrando el óhmetro colocando la aguja del galvanómetro marcando 0Ω, es decir a corriente a escala completa (Ifsd), cortocircuitando la resistencia RH, como se observa en la figura. Se realiza el ajuste en RA con ayuda del amperímetro mostrado, 5 veces menor que la corriente de escala completa. Y luego en RX colocamos RH, la resistencia de media escala; quedando el óhmetro calibrado para poder medir resistencias en el rango correspondiente. Alumno: Joaquin Quispe Núñez
