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INFORME DE LABORATORIO Nº1

INSTRUMENTOS PARA MEDICIÓN EN CIRCUITOS

ELECTRÓNICOS

INTEGRANTES Geraldo AranedaContreras

Mario Donoso Silva

Javier Rebolledo Molina

DOCENTE Nathalie Risso



FECHA 10/04/12



Laboratorio Medidas EléctricasInforme Nº01 “Instrumentos para Medición en Circuitos Electrónicos.”

ÍNDICE

1 RESUMEN 4

2. DESARROLLO 5

3 ANÁLISIS 11

4 CONCLUSIONES 15

5 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 16

6 LISTADO DE MATERIALES 17

17

2




1 RESUMEN

En la experiencia Nº1 se buscó como objetivo primordial el identificar y reconocercaracterísticas de instrumentos de medida electrónicos, esto para poder comprender el uso decada uno de ellos, su rango de funcionalidad, su sensibilidad y precisión para poder determinarcual instrumentos nos sirve mas para distintas situaciones y dependiendo del tipo de circuito;otro objetivo fue el familiarizarse con los diversos instrumentos y el armado de circuitos simples.

La metodología de trabajo que se desarrolló fue la de ordenar e identificar los diversos equipos,instrumentos y componentes a utilizar, se comenzó con la actividad Nº1 donde se montaron dosresistencias en serie sobre el project board, una vez montadas se midió la impedancia total delcircuito mientras este se encontraba desenergizado pues de lo contrario se habría dañado elinstrumento, posteriormente se ajusto la fuente de poder a 6 V para alimentar el circuitopreviamente armado, una vez conectados se procedió a realizar las mediciones de tensión ycorriente en la segunda resistencia; para realizar la medida de tensión se ajustaron losmultímetros a la opción voltímetro continuo y se conectaron en paralelo a la resistencia antesmencionada, mientras que para la medición de corriente se ajustaron los multímetros a la opción

amperímetro continuo y se abrió es circuito para conectar el instrumento en serie, posterior aesto se compararon los valores teóricos y prácticos. Para la siguiente actividad el circuito se vioreducido a solo una resistencia que en paralelo a al generador de funciones, cabe destacar quefueron dos resistencias distintas para las que se realizaron la mediciones, al igual que en laprimera parte se midió tensión y corriente, pero esta vez la alimentación era alterna por lo quelos instrumentos debieron ser puestos en la posición para medir corriente-tensión alterna, otradiferencia es que se debió medir para distintos tipos de onda, Senoidal, cuadrada y triangular,una vez obtenidos los valores se procedió a analizar y comparar los valores obtenidos con loscalculados previamente. En la parte final del laboratorio se conecto una resistencia en paraleloal generador de funciones y se procedió a medir la tensión con todos los instrumentos a la vez,además con el generador de funciones se fue modificando la frecuencia de la señal, todo estopara ver la respuesta que tenían los instrumentos al cambio frecuencia, así como paradeterminar su sensibilidad y precisión para en un futuro saber distinguir entre varios

instrumentos cuales realmente nos sirven mas; posterior a las mediciones se procedió al análisisde los datos obtenidos.

4




2. DESARROLLO

2.1 Descripción

El primer circuito en estudio constó de una fuente de alimentación de 6V en serie con 2resistencias, R1 y R2, en el cual se debió medir la impedancia total del circuito al utilizar elmultímetro amprobe LCR55A, esto se realizo colocando cada punta del multímetros en unextremo del circuito.

Figura Nº 01: “Circuito resistivo con fuente CC”

Tabla 1: “Valor Esperado de Impedancia de Circuito”.

Variable a medir Valor Teórico Valor Medido(Amprobe LCR55A)

% Error

Impedancia delcircuito

Ω K 250 Ω K 2.250••− 008.0

Cabe destacar que la tolerancia del multímetro resulto ser muy pequeña, produciendo que elerror entre el valor calculado y el valor medido con el instrumento no supero el 0.008%.

Posteriormente se energizó el circuito con una fuente de tensión continua, se alimentó con 6Vrms para poder medir tensión y corriente en R2. En la medición de la tensión se utilizo 4

multímetros distintos (3 digitales y uno analógico) y su forma de conexión fue en paralelo a laresistencia, es decir, cada punta debió colocarse en cada extremo de la resistencia; en cambiopara la medición de corriente se debió abrir el circuito, dejando el instrumento conectado enserie con R2, es decir, una punta del instrumento se coloco en el final de la resistencia y la otrapunta al cable negativo de la alimentación.

5




Figura Nº 02: “Voltaje en R2”

Tabla 2: “Valor Esperado tensión y corriente de R2”.

ValorTeórico

Fluke

79III

%Error

Fluke

79III

Kyoritsu

1200

%Error

Kyoritsu

1200

Intronsa

DM747

%Error

Intronsa

DM747

MASTECH

MS8217

%Error

MASTECH

MS8217

Voltaje[ ] RMS V

en R2

V 6.3 V 558.3•

•16.1 V 5.3•

•77.2 V 52.3•

•22.2 V 56.3•

•11.1

Corriente[ ]

RMS A en R2

A µ 24 ×•

•× A µ 23•

•16.4 ×•

•× A µ 8.23•

•83.0

X = no posee fusible para realizar medición

X% = no se pudo determinar el porcentaje de error de medición del instrumento

Conclusión tabla nº2:

Según las mediciones con respecto a la tensión es posible concluir que los instrumentos poseendistintos grados de error con respecto a los valores teóricos, siendo el MASTECH MS8217 elinstrumento con menor error; mientras que para la corriente se produjeron ciertos problemas porla falta de fusibles en ciertos instrumentos, lo que impidió medir corriente con ellos, en relación aque instrumento fue el más preciso en las mediciones, pudimos determinar que el MASTECHMS8217 no supera el 0.83% de error.

6




Para la tercera actividad, se debió conectar solo R2 en serie con un generador de funciones de

valor 6V y 50Hz, esto se hizo para determinar las tensiones y corrientes tanto para señalessenoidales, cuadradas y triangulares; también para comprobar la sensibilidad y precisión de losinstrumentos de medida empleados.

Tabla 3: “Valores Tensión y Corriente Resistencia”

ValorTeórico

Fluke

79III

%Error

Fluke

79III

Kyoritsu1200

%Error

Kyoritsu

1200

Intronsa

DM747

%Error

Intronsa

DM74

7

MASTECHMS8217

% Error

MASTECH

MS8217

Voltaje[ ] RMS V

en R2 Ω K 150

Onda Senoidal

V 6 V 6 ••0 V 90.5

•

•66.1 V 91.5•

•5.1 V 95.5•

•83.0

Voltaje[ ] RMS V

en R2 Ω K 150

OndaTriangular

V 6 V 97.5 ••5.0 V 5

•

•66.16 V 85.5•

•5.2 V 89.5•

•83.1

Voltaje[ ] RMS V

en R2 Ω K 150

OndaCuadrada

V 6 V 16.9 ••− 66.52 V 10 •− 66.66 V 24.10 •− 66.70 V 06.10 •

•− 66.67

Corriente[ ]

RMS A en R2

Ω K 150

Onda Senoidal

A µ 40 A µ 40•

•0 *•

•× ×•

•× A µ 7.33•

•75.15

Corriente[ ]

RMS A en R2

Ω K 150

OndaTriangular

A µ 40 ×•

•× *•

•× ×•

•× A µ 2.39•

•2

Corriente[ ]

RMS A en R2

Ω K 150

OndaCuadrada

A µ 40 ×•

•× *•

•× ×•

•× A µ 5.33•

•25.16

7




X = no posee fusible para realizar medición.

X% = no se pudo determinar el porcentaje de error de medición del instrumento.

*= el instrumento no mostró ningún valor al momento de efectuar la medición.

Comentario: El valor RMS obtenido en las lecturas de voltaje y corriente de los instrumentos

no dependen de la forma de onda que se le aplica al circuito, siendo mas exacta en la entregade mediciones para onda senoidales sin distorsión, lo cual fue el caso del multímetroanalógico. Los TRMS tienen en cuenta la forma de onda y, por tanto da la lectura correcta de lacorriente y voltaje, por consiguiente es mas precisa en términos de medición, ya que se apreciacon mayor exactitud en casos donde la señal presenta interferencia o el comportamiento de laonda es de forma cuadrada o triangular (multímetros digitales).

8




2.2 Mediciones Realizadas

Para la tercera actividad se debió modificar al valor de R2 para el mismo circuito de la actividad2, esto fue para determinar la precisión y comportamiento de los instrumentos de medida frente

a la variación en la frecuencia del sistema, esto fue porque la misma fuente de 6V se debiómodificar la frecuencia repetidamente para analizar las diferencias con respecto a los valoresteóricos. De esta manera se logró demostrar que la mayoría de los instrumentos digitalescomenzaba a fallar a medida que la frecuencia iba en aumento, mientras que el analógicoocurría lo contrario; demostrando que los instrumentos analógicos como el Kyoritsu 1200 estamas capacitado para funcionar a altas frecuencias, mientras que los digitales son las precisos abajas frecuencias.

Tabla 4:” Valores Tensión y corriente 100 ohms”

ValorTeórico

Fluke

79III

%Error

Fluke

79III

Kyoritsu

1200

%Error

Kyoritsu

1200

IntronsaDM747

%Error

Intronsa

DM747

MASTECHMS8217

% Er

MASH

MS8

Voltaje[ ] RMS V en R2

Ω100

V 6 V 02.4•

•33 V 2•

•66.66 V 9.3•

•35 V 95.3 1.34

Corriente[ ] RMS

A en

R2 Ω100

mA60 ×•

•× mA50•

•66.16 ×•

•× mA3.34 8.42



Se observó que los multímetros análogo digitales obtuvieron un porcentaje de error mayoral del instrumento digitales debido a que los segundos poseen una impedancia mayor a las quepuede tener un instrumento mecánico o análogo, por lo tanto, se efectúo un consumo porparte del instrumento Kyoritsu 1200 que afectó por unos volts a las medidas. Este error sepresentó en las mediciones de los tres circuitos realizados.

9




Tabla 5:” Valores Tensión y corriente 100 Kohms”

ValorTeórico

Fluk e

79III

%Error

Fluk e79III

Kyoritsu

1200

%Error

Kyoritsu

1200

IntronsaDM747

%Error

IntronsaDM747

MASTECHMS8217

% Er

MASHMS8


Ω K 100

V 6 V 6•

•0 V 9.5•

•66.1 V 9.5•

•66.1 V 94.5 1

Corriente[ ] RMS

A en

R2 Ω K 100

A µ 60 ×•

•× *•

•× ×•

•× A µ 7.50 .15




10




3 ANÁLISIS

3.1 Obtención de Indicadores

En base a los valores teóricos obtenidos en el preinforme Nº 01 de la experiencia, se obtuvieronlos porcentajes de error asociados a las mediciones, los cuales se muestran en la Tabla Nº 04

Para la tercera actividad se debió modificar al valor de R2 para el mismo circuito de la actividad2, esto fue para determinar la precisión y comportamiento de los instrumentos de medida frentea la variación en la frecuencia del sistema, porque para la misma fuente de 6V se debiómodificar la frecuencia repetidamente en función a analizar las diferencias con respecto a losvalores teóricos de corriente y tensión. De esta manera se logró demostrar que la mayoría de losinstrumentos digitales comenzaba a fallar a medida que la frecuencia iba en aumento, mientrasque el analógico ocurría lo contrario; demostrando que los instrumentos analógicos como elKyoritsu 1200 esta mas capacitado para funcionar a altas frecuencias, mientras que los digitalesson más precisos a bajas frecuencias.

Tabla 4:” Valores Tensión y corriente 100 ohms”

ValorTeórico

Fluke

79III

%Error

Fluke

79III

Kyoritsu

1200

%Error

Kyoritsu

1200

IntronsaDM747

%Error

Intronsa

DM747

MASTECHMS8217

% Er

MASH

MS8


Ω100

V 6 V 02.4•

•33 V 2•

•66.66 V 9.3•

•35 V 95.3 1.34

Corriente[ ] RMS

A en

R2 Ω100

mA60 ×•

•× mA50•

•66.16 ×•

•× mA3.34 8.42



11




Tabla 5:” Valores Tensión y corriente 100 Kohms”

Valor

Teórico

Fluk

e79III

%

ErrorFluk e79III

Kyorit

su1200

%

ErrorKyoritsu

1200

Intro

nsaDM747

%

ErrorIntronsaDM747

MASTE

CHMS8217

% Er

MASHMS8


Ω K 100

V 6 V 6•

•0 V 9.5•

•66.1 V 9.5•

•66.1 V 94.5 1

Corriente[ ] RMS

A en

R2 Ω K 100

A µ 60 ×•

•× *•

•× ×•

•× A µ 7.50 .15




3.2 Comentarios:

•

Es posible notar que el circuito en general se comporta en forma parcial de acuerdo a loesperado en forma teórica, porque los rangos de errores que presentaron los instrumentoscon relación a dichos valores teóricos en algunos casos fue excesivamente grande.

• Respecto a las formas de onda de las magnitudes medidas se pudo observar que mientrasla onda se encontraba en estado Senoidal el error era casi de un 0% y mientras la señal dela onda se distorsionaba tanto cuadradamente o triangularmente este error que medianlos instrumentos era mayor

• Los porcentajes de error asociados al instrumento Kyoritsu 1200 son mayores, respeto alFluke 79III, lo cual puede atribuirse a la naturaleza análoga que posee este primerinstrumento mencionado para las mediciones realizadas.

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Tabla 6: Valores de Tensión Medidas a Distintas Frecuencias.

Frecuencias(Hz)

Fluke 79III Kyoritsu 1200 IntronsaDM747

MASTECHMS8217

50 V 4.0 V 1.0 V 3.0 V 6.0

100 V 37.0 V 1.0 V 41.0 V 1.6

500 V 24.0 V 5.0 V 22.0 V 3.6

1000 V 29.0 V 1 V 24.0 V 43.6

5000 V 58.0 V 2.1 V 57.0 V 2.6

10000 V 69.0 V 5.2 V 74.0 V 05.6

15000 V 1.2 V 3 V 8.1 V 01.6

20000 V 1.2 V 4 V 74.0 V 3.6

30000 V 1.2 V 5 V 31.1 V 27.6

50000 V 3.2 V 6 V 8.2 V 25.6

13

0,4

0,8

1,2

1,6

2

2,4

2,83,2

3,6

4

4,4

4,8

5,2

5,6

6

6,4

6,8

Fluke 79III

kyoritsu 1200

Introsa DM747

Mastech ms48217




Grafico de tabla 6:” Valores de Tensión Medidas a Distintas Frecuencias”

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4 CONCLUSIONES

En el laboratorio Nº se ha podido determinar que a pesar de que hay múltiples instrumentos

para medir parámetros eléctricos como tensión, corriente e impedancia, cada uno poseecaracterísticas propias y capacidades distintas, esto se debe a su resistencia interna quedependiendo de su valor muestra mayor eficacia o exactitud a frecuencias definidas o a ciertosrangos de corriente y tensión.

Al trabajar con corriente alterna fue posible establecer que los instrumentos de medidaanalógicos demuestran mayor precisión al trabajar con frecuencias altas, mientras que losdigitales se mostraron más exactos a frecuencias bajas.

La sensibilidad del instrumento también fue un factor importante al momento de realizar lasmediciones, pues como se menciono anteriormente la resistencia interna influye en lasensibilidad del instrumento, mientras mas sensible sea la precisión aumentara

significativamente en relación a uno que es menos sensible, esto es debido a que un instrumentopoco sensible le es difícil detectar los cambios del sistema al momento de trabajo.

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5 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] Apuntes Teoría de Circuitos IIProf. Raúl Vera

Universidad del Bío Bío

[2] Beech, Martin. “The Ellipsoidal Variables”.

Astrophysics and Space Science,

Departamento de Física, Universidad de Alberta, Edmonton, Canadá. Mayo1985

[3] Fluke Corporation. “Manual de uso del Tester Fluke 41”.

http://us.fluke.com/usen/support/manuals/default.htm

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6 LISTADO DE MATERIALES

Instrumento /elemento Marca y modelo / Capacidad- Multitester Digital

- Multitester Digital




-Generador de Funciones

-Resistencia de Carbón

Fluke 79III

Kyoritsu 1200

Intronsa DM747

MASTECH MS8217

Amprobe LCR55A

100 Ω K

- Resistencia de Carbón

-Resistencia de Carbón

-Alambre 24 AWG

150 Ω K

100 Ω

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