Instrumentos de medición analógicos y digitales

Introducción

En hombre en su naturaleza, se enfrascó en la comparación de diversas cantidades parapoder transportar, vender, comprar y demás transacciones diarias, que harían la obtenciónde materiales en raciones equitativas. A partir de esto, nace lo que ahora conocemos como instrumentos de medición, que noes nada más que instrumentos especializados en alguna magnitud específica y así podercomparar objetos con los requeridos por nuestras necesidades. En nuestro diario vivir usamos el más famoso instrumento de medición, que es la regla, enel cual nos ayuda a comparar longitudes que se usarán a futuro, ya sea para trabajoseducativos o construcciones diversas. Todo lo que nos rodea puede ser medido, sea este muy pequeño (bacterias, virus,átomos), o muy grande (distancia entre planetas, estrellas, etc.) Debido a saber cuál es la magnitud y cantidad de ciertos objetos, se desarrollaron estosinstrumentos tomando como referencia un patrón establecido por científicos y estudiososdel tema, para así poder tener un sistema de unidades al cual recurrir. En la actualidad, por medio del avance de la tecnología, hemos llegado a desarrollar y aobtener instrumentos más precisos que los que se tenían desde hace siglos desde suinvención, usando como referencia un patrón visible y que se operaba manualmente, elcual se los denomina instrumentos de medición analógicos. Y los que ya carecen deun patrón visible, mas bien contienen sistemas tecnológicos, que sin la ayuda del conteodel patrón visible, nos muestra la cifra indicada en una pequeña pantalla al medir ciertoobjeto, a estos se les denomina instrumentos de medición digitales.

Antecedentes

“Desde la antigüedad medir es una necesidad vital para el hombre. La medida surgedebido a la necesidad de informar a los demás de las actividades de caza y recolección,como por ejemplo: a que distancia estaba la presa, que tiempo transcurría para larecolección; hasta donde marcaban los límites de la población. En último lugar surgieronlos sistemas de medidas, en las poblaciones con las actividades del mercado.

Todos los sistemas de medidas de longitud derivaron de las dimensiones del cuerpohumano (codo, pie...), de sus acciones y de las acciones de los animales. Otros sistemascomo los del tiempo también derivaron del ser humano y más concretamente de losfenómenos cíclicos que afectaban a la vida del hombre.Los sistemas de medidas concretos, tales como las de longitud, superficie, tuvieron unaevolución muy distinta. Los de longitud derivaron de las dimensiones que se recorrían. Sinembargo en las medidas de capacidad hubo un doble sistema según fuera para medirlíquido o sólido, y los nombres de ambos sistemas derivaron de los recipientes en los queeran contenidos o de sus divisores.”1

1 http://centros4.pntic.mec.es/ies.zurbaran/REPERCUTEC/Actividades/Medidas/Historia_de_la_medida.htm

“En los intercambios comerciales donde el trueque suponía intercambiar unos productospor otros, era necesario conocer la cantidad exacta del producto que se pretendíaintercambiar, así comenzaron las mediciones en los productos alimenticios y de objetosde valor como el oro y la plata. Así se estima que los comienzos de la balanza se remontan al año 5.000 a.C. EnMesopotamia y Egipto comienzan a utilizarse en hacia el año 3.000 a.C. siendo susvalores múltiplos de una unidad común: el pesode un grano de trigo. Es posible que el uso delas pesas para la medición fuese posterior al usodel peso de grano. La ciencia griega, a partir delaño 500 a.C. tuvo necesidad de instrumentos deprecisión para determinar la pureza de metalespreciosos. Desde el siglo VIII, los árabesmejoraron el diseño de la balanza. En Europadesde el siglo XII, aprendieron a fabricarbalanzas a través de tratados antiguos y fueronbalanzas más simples las utilizadas en la AltaEdad Media. Aún es posible encontrar enmercadillos la balanza "romana" aunque lo máshabitual es que se trate de objeto de decorativosy las básculas de precisión electrónica son lasque se utilizan en los comercios.

Papiro egipcio del Libro de la Muerte de AniTribunal de Osiris. Tebas 1250 a.C.

En el año 280 a.C. Eratóstenes realizó un cálculo muy aproximado de la circunferenciaterrestre del siguiente modo:1.- Observó que en el mismo momento del día, en la actual ciudad de Asuán y enAlejandría, las varas colocadas verticalmente producían en una sombra y en otra no.¿Cómo era esto posible?2.- Al estar el sol a una distancia tan enorme, se considera que los rayos son paralelos.3.- Si no hubiese sombra en ninguna de las dos varas, o fuesen iguales, esto supondríaque la tierra era plana.

4.- Pero como en Asuán no tenía sombra y en Alejandría si, la conclusión es que lasuperficie de la tierra era curva. Por tanto a mayor curvatura, mayor longitud de sombra.5.- Calculó que si las varas se prolongasen hasta el centro de la tierra, formarían un ángulo de 7º que es la 1/50 parte de 360. Balanza de la Era Romana6.- Eratóstenes encargo a una persona que midiese con suspasos la distancia entre las dos ciudades que aproximadamente era de 800 km.7.- Por lo tanto multiplicó 800 km x 50 = 40.000 km que es la longitud aproximada de lacircunferencia terrestre.”2

Justificación

2 http://mimosa.pntic.mec.es/mlucas2/softEduca/umedida/la_medicion_en_la_historia.html

Investigar las diversas diferencias, ventajas y desventajas de los instrumentos demedición analógicos y digitales del sistema internacional, que existen en el mercado y sonde importancia general.

Objetivos

Objetivos Generales:1. Determinar las diferencias entre los instrumentos de medición analógicos

y digitales. 2. Obtener las existentes desventajas y ventajas de los instrumentos de

medición analógicos y digitales. 3. Desarrollar y dar a conocer las respectivas recomendaciones de los

instrumentos de medición. Objetivos específicos:

1. Ayudar al lector interesado en el tema, a guiarlo en una completainformación sobre los diversos instrumentos de medición y facilitarle eluso y manejo de alguno en particular.

2. Proporcionar al lector, por medio de la redacción, de una ayuda adecuadapara elegir el instrumento que más le convenga y le sea fácil deproporcionar.

Aspectos benéficos

Facilitar al lector la información adecuada para que, por medio de esta investigación,ayudar con un concepto claro de cada uno de los instrumentos de medición existentes ymostrarle los tipos analógicos y digitales que existen para que así pueda llegar a unaconclusión por él mismo.

Proporcionar los aspectos más sobresalientes de cada uno de los instrumentosredactados como: magnitud usada, escalas, precisión y clasificarlos de acuerdo a sumagnitud.

Descripción y desarrollo

Definición

“Un instrumento de medición es un aparato que se usa para comparar magnitudes físicasmediante un proceso de medición. Como unidades de medida se utilizan objetos ysucesos previamente establecidos como estándares o patrones y de la medición resultaun número que es la relación entre el objeto de estudio y la unidad de referencia. Losinstrumentos de medición son el medio por el que se hace esta lógica conversión.

Principales Características

Las características importantes de un instrumento de medida son:

Precisión: es la capacidad de un instrumento de dar el mismo resultado enmediciones diferentes realizadas en las mismas condiciones.

Exactitud: es la capacidad de un instrumento de medir un valor cercano al valor dela magnitud real.

Apreciación: es la medida más pequeña que es perceptible en un instrumento demedida.

Sensibilidad: es la relación de desplazamiento entre el indicador de la medida y lamedida real.

Tipos

Se utilizan una gran variedad de instrumentos para llevar a cabo mediciones de lasdiferentes magnitudes físicas que existen. Desde objetos sencillos como reglas ycronómetros hasta los microscopios electrónicos y aceleradores de partículas.

A continuación se indican algunos instrumentos de medición existentes en función de lamagnitud que miden.” 3

1. Para medir masa: Balanza

“La balanza es un instrumento que sirve para medir la masa de un objeto.

Es una palanca de primer género de brazos iguales que, mediante el establecimiento deuna situación de equilibrio entre los pesos de dos cuerpos, permite medir masas.

Para realizar las mediciones se utilizan patrones de masa cuyo grado de exactituddepende de la precisión del instrumento. Al igual que en una romana, pero a diferencia deuna báscula o un dinamómetro, los resultados de las mediciones no varían con lamagnitud de la gravedad.El rango de medida y precisión de una balanza puede variar desde varios kilogramos (conprecisión de gramos), en balanzas industriales y comerciales; hasta unos gramos (conprecisión de miligramos) en balanzas de laboratorio.“Las balanzas se utilizan para pesar los alimentos que se venden a granel, al peso: carne,pescado, frutas, etc. Con igual finalidad puede utilizarse en los hogares para pesar losalimentos que componen una receta. También se emplean en los laboratorios para pesarpequeñas cantidades de masa de reactivos para realizar análisis químicos o biológicos.

3 http://es.wikipedia.org/wiki/Instrumento_de_medici%C3%B3n

Estas balanzas destacan por su gran precisión. Muchas aplicaciones han quedadoobsoletas debido a la aparición de las básculas electrónicas.”4

Balanza analógica

Balanza digital

“La balanza digital es un instrumento de medición se caracteriza por dos rasgos fundamentales: su gran rango de pesaje y su capacidad para obtener el peso con una precisión asombrosa.

En cuanto a su constitución, la conforman un plato cuya función es la del pesado, queademás es extraíble, con lo cual la limpieza del aparato en su totalidad podrá serejecutada sin demasiadas dificultades. Los equipamientos más comunes poseen,asimismo, una función destinada al cómputo de piezas.

En lo que respecta a la energía, el suministro energético que va a recibir será de 240 V.Esto se produce mediante un mediador que es el adaptador de red de dicho envío deenergía. Sin embargo, también es posible alimentar la balanza digital mediante el uso debaterías. Debido a esto, casi nunca es necesario mantenerlo en un anclaje establecido ofijo. Además del plato, también se encuentran otros elementos constitutivos. Entre ellosestán los pies de ajuste y de nivelación que cumplen la función, justamente, de mantenernivelada la balanza. Una de las ventajas de este modelo digital es su capacidad paratransmitir el resultado del pesaje que se ha efectuado a la memoria de una computadora.

Este modelo de medidor de medición digital es normalmente usado en sectores talescomo la producción, los laboratorios (donde es clave la precisión y velocidad en elresultado de la medición), el control de entradas y salidas, y también el uso móvil, comoes el caso del servicio técnico externo. Entre las características y opciones que compartenla mayoría de los medidores móviles podemos destacar su programa de ajuste. Como sunombre lo indica, la balanza digital, ajusta la precisión mediante esos pesos que, por otrolado, son opcionales en su empleo. Además de esto, cabe aclararse que los pesos deajuste se emplean solamente cuando la recalibración es interna y cuando se busca quehaya un control regular. En cuanto a la función que computa las piezas, lo que hace es

4 http://es.wikipedia.org/wiki/Balanza

determinar el número de piezas de referencia con las que se cuenta, junto con elmomento en el que se produce el cambio del indicador de piezas al indicador de peso.

Otra de las funciones es la del taraje, que cuenta con la opción de ser ejecutada variasveces en la mitad del rango. En este modelo digital, debido a sus rasgos de avanzada,también tenemos la iluminación de la pantalla del medidor, que se produce de maneraautomática. Dentro de esta opción, encontramos también aquella que nos avisa con unindicador de estabilidad en la misma pantalla que el instrumento está, justamente,estabilizado enteramente. Entre las partes constitutivas también está el teclado. Gracias aéste lo que se puede hacer es seleccionar diferentes unidades de pesado según lo que seesté queriendo medir o el medio en el que se esté utilizando la balanza digital.

Balanza Digital

También tenemos al plato extraíble que facilita la limpieza, sobre el cual hemos hechohincapié anteriormente y que está construido en acero noble. Por supuesto, es posibletambién contar con el adaptador de red para el suministro energético de 240 V. Como yahemos dicho, este tipo de medidor garantiza una limpieza sencilla, y a esto se le suma elprotector contra cualquier polvo o salpicadura que pueda comprometer la integridad y elfuncionamiento del aparato.

En cuanto a la posibilidad de hacerlo funcionar de por la alimentación con las baterías,podemos mencionar que también hay un indicador que nos informa acerca del estado dedicha batería, es decir, nos alerta acerca de cuándo hay que cambiarla y de cuánto faltapara que se produzca esta situación. La balanza digital, cuando es adquirida, tieneconsigo un certificado destinado tanto a aquellas empresas que quieran utilizar a losoperadores electrónicos de medición como a los usuarios particulares. Dicho certificadotiene un documento de control que detalla todos los valores de medición. Asimismo,podemos mencionar otro elemento de estos operadores digitales: la impresora, cuya tareainherente es la de dejar constancia de los resultados de la medición. La misma se utilizageneralmente en los laboratorios donde se siempre se busca documentar los resultadosde los análisis y estudios. Entre los distintos modelos digitales podemos encontrar una gran variedad según el rangode pesaje, como el caso de las digitales compactas que son ideales cuando no se quiere

extraer el peso de un producto de gran magnitud, razón por la cual su operación essencilla.” 5

Básculas

“La báscula (del francés bascule) es un aparato que sirve para pesar; esto es, paradeterminar el peso (básculas con muelle elástico), o la masa de los cuerpos (básculas concontrapeso).

Normalmente una báscula tiene una plataforma horizontal sobre la que se coloca el objetoque se quiere pesar. Dado que, a diferencia de una romana, no es necesario colgar elobjeto a medir de ganchos ni platos, resulta más fácil pesar cuerpos grandes y pesadosencima de la plataforma, lo que hizo posible construir básculas con una capacidad depeso muy grande, como las utilizadas para pesar camiones de gran tonelaje.

Actualmente existen dos tipos de básculas: mecánicas y electrónicas. En el caso de lasbásculas mecánicas, las mismas pueden ser por contrapeso o con muelle elástico.

Básculas Mecánicas

Básculas con contrapeso

Actúan por medio de un mecanismo de palancas. Ese mecanismo de palancas transformala fuerza correspondiente al peso del objeto a medir en unmomento de fuerzas, que se equilibra mediante eldesplazamiento de un pilón a lo largo de una barragraduada, donde se lee el peso de la masa. El principiode funcionamiento de estas básculas es similar al de unaromana o una balanza, comparando masas, mediante unamedición indirecta a través del peso.

Básculas con muelle elástico

Los avances en las técnicas de pesado, han hechoprácticamente desaparecer las básculas de palanca concontrapeso, y ahora se usan básculas con muelle elástico,basadas en la deformación elástica de un resorte quesoporta la acción gravitatoria del peso del objeto a medir, en lugar de realizar unacomparación de masas. Por esta razón, actualmente el nombre báscula se aplica tambiéna toda una serie de sistemas de pesada basados en la gravedad, del tipo dinamómetro.

Al funcionar por muelle elástico, estas básculas miden la fuerza ejercida por un objetosujeto a la fuerza de gravedad, es decir, el peso.

Balanzas digitales o electrónicas

Actualmente las básculas funcionan con métodos y sistemas electrónicos, mostrando enuna pantalla de fácil lectura la masa del objeto que se pesa. Las básculas electrónicasutilizan sensores conocidos como célula de carga o celda de carga. Las celdas de cargaconvencionales consisten en una pieza de metal a la que se adhieren galgas

5 http://www.basculasbalanzas.com/tipos/digital.html

extensométricas. Estas galgas cambian su resistencia eléctrica al traccionarse ocomprimirse cuando se deforma la pieza metálica que soporta el peso del objeto. Portanto, miden peso. El metal se calcula para que trabaje en su zona elástica; esto es lo quedefine la operatividad de una celda. El ajuste de las resistencias se hace con un puentede Wheatstone, de modo que al alimentarse con un voltaje entregan una salida de voltajeproporcional a la fuerza aplicada en el metal (en el orden de milivoltios). Asimismo seutilizan filtros electrónicos de pasa bajo para disminuir el efecto de las perturbaciones dealta frecuencia.

Cuando la celda se somete a esfuerzos por encima de sucapacidad, el metal del cuerpo de la celda pasa a unazona inelástica, adquiriendo deformaciones plásticas opermanentes y ya no regresa a su estado inicial. Antesde llegar a la zona plástica, se sale de la zona deelasticidad lineal, dando lugar a que las deformacionesno sean proporcionales a la fuerza que soporta la célulade carga y, en consecuencia, la salida de voltaje no varíede manera lineal a la deformación de la pieza metálica yla célula de carga no funcione correctamente. Para evitar

esto, los fabricantes colocan tornillos ajustables para limitar el movimiento de laplataforma de la báscula de manera que la celda no se flexione más allá de su rango defuncionamiento.

Calibración

En estas básculas que miden peso mediante la deformación de un elemento elástico, lamasa indicada es una medida indirecta que resulta de evaluar el esfuerzo correspondienteal peso del objeto. Tienen que calibrarse periódicamente y cuando son trasladadas,debido a las variaciones en la intensidad gravitatoria de unos lugares a otros. Lacalibración se hace por comparación con pesas patrones que a su vez estén calibradascon mayor precisión que la correspondiente a la balanza a calibrar según un sistemainternacional de trazabilidad y certificación.”6

Espectrómetro de masas

“La espectrometría de masas es una técnica de análisis quepermite la medición de moléculas. El espectrómetro de masases un artefacto que permite analizar con gran precisión lacomposición de diferentes elementos químicos e isótoposatómicos, separando los núcleos atómicos en función de surelación carga-masa (z/m). Puede utilizarse para identificar losdiferentes elementos químicos que forman un compuesto, opara determinar el contenido isotópico de diferentes elementosen un mismo compuesto. Con frecuencia se encuentra como detector de un cromatógrafode gases, en una técnica híbrida conocida por sus iniciales en inglés, GC-MS.

El espectrómetro de masas mide razones carga/masa de iones, calentando un haz dematerial del compuesto a analizar hasta vaporizarlo e ionizar los diferentes átomos,el hazde iones produce un patrón específico en el detector, que permite analizar el compuesto.

6 http://es.wikipedia.org/wiki/B%C3%A1scula

En la industria es altamente utilizada en el análisis elemental de semiconductores,biosensores y cadenas poliméricas complejas. Drogas, fármacos, productos de síntesisquímica, pesticidas, plaguicidas, análisis forense, contaminación medioambiental,perfumes y todo tipo de analitos que sean susceptibles de pasar a fase vapor e ionizarsesin descomponerse.”7

Partes de un espectrómetro de masas

2. Para medir tiempo: Cronómetro

“El cronómetro es un reloj cuya precisión ha sidocomprobada y certificada por algún instituto o centro decontrol de precisión. La palabra cronómetro es unneologismo de etimología griega: Χρόνος Cronos es elTitan del tiempo, μετρον -metron es hoy un sufijo quesignifica aparato para medir.

Con normalidad se suele confundir el términocronómetro y cronógrafo; el primero como se ha especificado es todo reloj que ha sidocalificado como tal por algún organismo de observación de la precisión de mecanismos ocalibres. En la actualidad el Control Oficial Suizo de Cronómetros (COSC) es el organismoque certifica la mayor parte de los cronómetros fabricados. Durante al menos dossemanas, en diferentes posiciones y temperaturas se prueba el comportamiento ydiferencias obtenidas respecto a los criterios y desviaciones máximas permitidas. Paramayor información de dichas desviaciones consultar la página oficial del COSC:www.cosc.ch

Los relojes certificados como cronómetros van acompañados normalmente de unatestado de cronometría y por una mención en la esfera. Según informa el COSC en supágina web se certifican como cronómetros un millón de relojes al año lo que representasólo un 3% del total de la fabricación suiza.

Un cronógrafo es un reloj que, mediante algún mecanismo de complicación, permite lamedición independiente de tiempos. Normalmente, en su versión analógica van provistosde un pulsador de puesta en marcha y paro así como otro segundo pulsador de puesta acero.

7 http://es.wikipedia.org/wiki/Espectr%C3%B3metro_de_masa

Ejemplo de cronómetro de pulsera: Rolex Oyster Perpetual Datejust. Fue el primer reloj depulsera con indicación de fecha en una ventanilla abierta sobre la esfera. Ejemplo de relojcon función de cronógrafo: Omega Speedmaster Professional.

Fue el cronógrafo elegido por la Nasa para acompañar a los astronautas en las misionesApolo que culminaron con la llegada del hombre a la luna. Ejemplo de reloj cronómetrocon función de cronógrafo: Breitling Navitimer, primer reloj en incorporar una regla decálculo logarítmica para la realización de cálculos relativos a consumos de carburante,distancias recorridas, multiplicaciones, divisiones, reglas de tres, etc.”8

Cronómetro Rolex Daytona

Los cronómetros y cronógrafos pueden presentarse analógicamente, digitalmente oambos; siendo la diferencia, sus manecillas en lugar de la pantalla que indicadirectamente la hora entre otras funciones. Ya se presentó medidores analógicos así quea continuación uno digital.

Cronómetro digital

Reloj

“Se denomina reloj al instrumento capaz de medir el tiempo natural (días, años, faseslunares, etc.) en unidades convencionales (horas, minutos o segundos).

8 http://es.wikipedia.org/wiki/Cron%C3%B3metro

Fundamentalmente permite conocer la hora actual, aunque puede tener otras funciones,como medir la duración de un suceso o activar una señal en cierta hora específica. }

Los relojes se utilizan desde la antigüedad y a medida que ha ido evolucionando latecnología de su fabricación han ido apareciendo nuevos modelos con mayor precisión,mejores prestaciones y presentación y menor coste de fabricación. Es uno de losinstrumentos más populares, ya que prácticamente muchas personas disponen de uno ovarios relojes, principalmente de pulsera, de manera que en muchos hogares puede habervarios relojes, muchos electrodomésticos los incorporan en forma de relojes digitales y encada computadora hay un reloj.

El reloj, además de su función práctica, se ha convertido en un objeto de joyería, símbolode distinción y valoración.

La mayor precisión conseguida hasta ahora es la del último reloj atómico desarrollado porla Oficina Nacional de Normalización (NIST) de los Estados Unidos, el NIST-F1, puesto enmarcha en 1999, es tan exacto que tiene un margen de error de solo un segundo cada 30millones de años.

Hoy en día existen una gran cantidad de compañías relojeras, fabricantes de relojesmecánicos, tanto personales como fijos, países como Alemania, Suiza, Japón, China,Reino Unido, Estados Unidos y Rusia, albergan importantes compañías del sector. En elformato analógico existe una escala fija y dos agujas que giran a velocidad constante; laaguja más corta y ancha indica las horas, y tarda doce horas en completar una vueltacompleta, la aguja más delgada y larga, el minutero, indica los minutos y tarda una horaen completar una vuelta completa a la esfera del reloj. Puede existir una tercera aguja enel mismo eje o con un eje distinto que señala los segundos y tarda un minuto en dar unavuelta completa.

En los relojes digitales, hay dos grupos de dos dígitos cada uno, separados por el signode dos puntos (:), los dos primeros indican la hora en formato de 24 horas de 0 a 23 o enformato de 12 horas de 1 a 12; el segundo grupo de dígitos indica los minutos en un rangode 0 a 59, en algunos casos puede existir un tercer grupo de dos dígitos que indica lossegundos en un rango de 0 a 59 segundos.

Relojes de pulsera

Los relojes de pulsera vienen todos con dos correas ajustables que se colocan en algunade las muñecas para su lectura. Son de tipo analógico y digital. Aunque la carátula de lamayoría de ellos es generalmente redonda, también existen de carátula cuadrada,hexagonal y hasta pentagonal.

En los relojes analógicos (de variable continua) la hora se indica en la carátula mediantedos o tres manecillas: una corta para la hora, una larga para los minutos y, opcionalmente,una tercera manecilla también larga que marca los segundos. En los relojes digitales (devariable discreta) se lee la hora directamente en números sobre la pantalla. Tambiénexisten relojes mixtos, es decir, analógicos y digitales en la misma carátula.

Los relojes calendarios son relojes mecánicos o digitales que marcan el año en vigor, elmes, el día de la semana, la hora, los minutos e incluso los segundos

Reloj RelojAnalógico DigitalDe pulsera De pulsera

Reloj Atómico

Un reloj atómico es un tipo de reloj que para alimentar su contador utiliza unafrecuencia de resonancia atómica normal. Los primeros relojes atómicos tomaban sureferencia de un máser.1 Las mejores referencias atómicas de frecuencia (o relojes)modernas se basan en físicas más avanzadas, que involucran átomos fríos y fuentesatómicas. Las agencias de normas nacionales mantienen una exactitud de 10-9segundos por día2 y una precisión igual a la frecuencia del transmisor de la radio quebombea el máser.

Los relojes atómicos mantienen una escala detiempo continua y estable, el Tiempo AtómicoInternacional (TAI). Para uso cotidiano se difundeotra escala cronológica: el Tiempo UniversalCoordinado (UTC). El UTC deriva del TAI, pero sesincroniza usando segundos de intercalación con elTiempo Universal (UT1), el cual se basa en latransición día–noche según las observacionesastronómicas.

En el año 1967 los relojes atómicos basados en cesio habían conseguido fiabilidadsuficiente como para que la Oficina Internacional de Pesas y Medidas eligiera lafrecuencia de vibración atómica de los dispositivos creados y perfeccionados porEssen como nuevo patrón base para la definición de la unidad de tiempo físico. Segúneste patrón, un segundo se corresponde con 9.192.731.770 ciclos de la radiaciónasociada a la transición hiperfina desde el estado de reposo del isótopo de cesio 133:(133Cs).

La precisión alcanzada con este tipo de reloj atómico es tan elevada que admiteúnicamente un error de un segundo en 30 000 años. El reloj más preciso del mundo sediseña en el Observatorio de París, donde los actuales relojes atómicos tardarían 52millones de años para desfasarse un segundo. El nuevo objetivo de la investigaciónfrancesa es aumentar ese plazo a 32 mil millones de años. El estándar actual de losrelojes atómicos en activo permite el atraso de un segundo cada 3 700 millones deaños (NIST).”9

9 http://es.wikipedia.org/wiki/Reloj

3. Para medir longitud: Cinta Métrica

“Una cinta métrica o un flexómetro es un instrumento de medida que consiste en una cintaflexible graduada y se puede enrollar, haciendo que el transporte sea más fácil. Tambiénse pueden medir líneas y superficies curvas.”10

Cinta métrica digital

Este instrumento es muy similar al analógico pero su diferencia es en la lectura ya que consta de una pantalla en su parte superior que nos indica la longitud de la cinta que se ha desplegado hasta cierto punto en particular.

Cinta métrica digital láser

Este tipo de instrumento, en vez de usar una cinta métricafísica y visible, usa un láser para la medición. Este láserparte del instrumento pudiendo medir la distancia que hayentre el aparato hasta la superficie dada, teniendo unrango de limitación del alcance del láser.

Calibre

10 http://es.wikipedia.org/wiki/Cinta_m%C3%A9trica

“El calibre, también denominado calibrador, cartabón de corredera, pie de rey, pie demetro, forcípula (para medir árboles) o Vernier, es un instrumento utilizado para medirdimensiones de objetos relativamente pequeños, desde centímetros hasta fracciones demilímetros (1/10 de milímetro, 1/20 de milímetro, 1/50 de milímetro). En la escala de laspulgadas tiene divisiones equivalentes a 1/16 de pulgada, y, en su nonio, de 1/128 depulgada.

Es un instrumento sumamente delicado y debe manipularse con habilidad, cuidado, delicadeza, con precaución de no rayarlo ni doblarlo (en especial, la colisa de profundidad). Deben evitarse especialmente las limaduras, que pueden alojarse entre sus piezas y provocar daños.”11

Calibre digital

Este tipo de calibre es muy similar al analógico, lo que lo diferencia es su lectura que está dada por una pantalla. No es tan precisa como el instrumento analógico.

Micrómetro

11 http://es.wikipedia.org/wiki/Calibre_(instrumento)

“El micrómetro, que también es denominado tornillo de Palmer, calibre Palmer osimplemente palmer, es un instrumento de medición cuyo nombre derivaetimológicamente de las palabras griegas μικρο (micros, pequeño) y μετρoν (metron,medición); su funcionamiento se basa en un tornillo micrométrico que sirve para valorar eltamaño de un objeto con gran precisión, en un rango del orden de centésimas o demilésimas de milímetro, 0,01 mm ó 0,001 mm (micra) respectivamente.

Para proceder con la medición posee dos extremos que son aproximados mutuamentemerced a un tornillo de rosca fina que dispone en su contorno de una escala grabada, lacual puede incorporar un nonio. La longitud máxima mensurable con el micrómetro deexteriores es de 25 mm normalmente, si bien también los hay de 0 a 30, siendo por tantopreciso disponer de un aparato para cada rango de tamaños a medir: 0-25 mm, 25-50mm, 50-75 mm...

Además, suele tener un sistema para limitar la torsión máxima del tornillo, necesario puesal ser muy fina la rosca no resulta fácil detectar un exceso de fuerza que pudiera sercausante de una disminución en la precisión.

Micrómetro digital

Micrómetros que emplean tecnología digital para su medición en vez de los patrones visibles.”12

Reloj Comparador

12 http://es.wikipedia.org/wiki/Micr%C3%B3metro_(instrumento)

“Un reloj comparador o comparador de cuadrante es un instrumento de medición dedimensiones que se utiliza para comparar cotas mediante la medición indirecta deldesplazamiento de una punta de contacto esférica cuando el aparato está fijo en unsoporte. Constan de un mecanismo de engranajes o palancas que amplifica el movimientodel vástago en un movimiento circular de las agujas sobre escalas graduadas circularesque permiten obtener medidas con una precisión de centésimas o milésimas de milímetro(micras). Además existen comparadores electrónicos que usan sensores dedesplazamiento angular de los engranajes y representan el valor del desplazamiento delvástago en un visualizador.

La esfera del reloj que contiene la escala graduada puede girarse de manera que puedeponerse el cero del cuadrante coincidiendo con la aguja y realizar las siguientes medidaspor comparación. El reloj comparador debe estar fijado a un soporte, cuya base puede sermagnética o fijada mecánicamente a un bastidor.

Es un instrumento que permite realizar controles dimensionales en la fabricación demanera rápida y precisa, por lo que es muy utilizado en la inspección de la fabricación deproductos en series grandes.” 13

Reloj comparador digital

Consta del eje de profundidad, y en vez de las manecillas, una pantalla indicadora de las cifras respectivas.

4. Para medir temperatura: Termómetro

13 http://es.wikipedia.org/wiki/Reloj_comparador

“El termómetro (del griego θερμός (thermos), el cual significa "caliente" y metro, "medir")es un instrumento de medición de temperatura. Desde su invención ha evolucionadomucho, principalmente a partir del desarrollo de los termómetros electrónicos digitales.

Inicialmente se fabricaron aprovechando el fenómeno de la dilatación, por lo que seprefería el uso de materiales con elevado coeficiente de dilatación, de modo que, alaumentar la temperatura, su estiramiento era fácilmente visible. El metal base que seutilizaba en este tipo de termómetros ha sido el mercurio, encerrado en un tubo de vidrioque incorporaba una escala graduada.

Termómetros digitales

Son aquellos que, valiéndose de dispositivos transductores, utilizan luego circuitoselectrónicos para convertir en números las pequeñas variaciones de tensión obtenidas,mostrando finalmente la temperatura en un visualizador. Una de sus principales ventajases que por no utilizar mercurio no contaminan el medio ambiente cuando sondesechados.” 14

5. Para medir presión: Barómetro

14 http://es.wikipedia.org/wiki/Term%C3%B3metro

“Un barómetro es un instrumento que mide la presión atmosférica. La presión atmosféricaes el peso por unidad de superficie ejercida por la atmósfera. Uno de los barómetros másconocidos es el de mercurio.

Los primeros barómetros estaban formados por una columna de líquido encerrada en untubo cuya parte superior está cerrada. El peso de la columna de líquido compensaexactamente el peso de la atmósfera.” 15

Barómetro digital

“Se lo usa comúnmente en la meteorología para analizar las condiciones del clima en elsitio en el que se desarrolla. Debido a su memoria incluida ayuda a registrar y guardar lasdiferentes marcas de presión atmosférica que se hayan realizado. Para captarla utilizanun pequeño censor de silicio, llamado BAROCAP, que es básicamente un diminutoaneroide monocristalino sensible a la presión. Dado su estabilidad y rango de vida útil, noes necesario realizarle tareas de recalibración, cuestión que si ocurre con otro tipo debarómetro. Pero más allá de esto quedemos destacar algunos de loselementos que contienen este tipo de instrumentos. Uno muy útil, es que el barómetrodigital posee un monitor LCD, que no solo marca la presión atmosférica y sus variables,sino que también refleja otras variables climáticas como el estado del tiempo, latemperatura ambiente, pronostico del tiempo.”16

Manómetro

15 http://es.wikipedia.org/wiki/Bar%C3%B3metro

16 http://www.nauticayembarcaciones.com/articulos-nauticos/barometro-digital.html

“El manómetro (del gr. μανός, ligero y μέτρον, medida) es un instrumento de mediciónpara la presión de fluidos contenidos en recipientes cerrados. Se distinguen dos tipos demanómetros, según se empleen para medir la presión de líquidos o de gases.

Todos los manómetros tienen un elemento que cambia alguna propiedad cuando sonsometidos a la presión, este cambio se manifiesta en una escala o pantalla calibradadirectamente en las unidades de presión correspondientes.”17

Manómetro digital

“Los manómetros digitales son ideales para obtener una medida de presión rápida yprecisa en un punto concreto de una instalación o ensayo. Tienen la particularidad deunir un sensor de presión y un visualizador LCD de bajo consumo. El resultado finales un elemento para la medida de presión con pantalla digital.

Los rangos y características son variados, las mismas que en los sensores de presiónconvencionales pero con la ventaja de tener la medida in situ. A diferencia de losmanómetros analógicos en estas series digitales no se tienen problemas de rotura deaguja y errores en la medida por una mala ubicación del lector.”18

6. Para medir ángulos: Goniómetro

17 http://www.sabelotodo.org/aparatos/manometros.html

18http://www.sensores-de-medida.es/sensing_sl/SENSORES-Y-TRANSDUCTORES_35/Sensores-de-presi%C3%B3n_107/Man%C3%B3metros-digitales_115/

“Un goniómetro es un semicírculo o círculo graduado en 180º o 360º, utilizado para mediro construir ángulos. Este instrumento permite medir ángulos entre dos objetos, tales comodos puntos de una costa, o un astro -tradicionalmente el Sol- y el horizonte. Con esteinstrumento, si el observador conoce la elevación del Sol y la hora del día, puededeterminar con bastante precisión la latitud a la que se encuentra, mediante los cálculosmatemáticos sencillos de efectuar.

También se le puede llamar sextante. Este instrumento, que reemplazó al astrolabiopor tener mayor precisión, ha sido durante varios siglos de gran importancia en lanavegación marítima, hasta que en los últimos decenios del siglo XX se impusieronsistemas más modernos, sobre todo la determinación de la posición mediante satélites. Elnombre sextante proviene de la escala del instrumento, que abarca un ángulo de 60grados, o sea, un sexto de un círculo completo.

Goniómetros digitales

Los goniómetros digitales son instrumentos para la medición directa o absoluta deángulos, basados en el principio de la regla circular, con un soporte de contacto fijo yotro móvil, lo que los hace similares a los pies de rey en el terreno de la medida delongitudes.

Los goniómetros digitales pueden efectuar medidas sobre todo el campo angular C=360°, alcanzando valores de división de escala de hasta 0,01°.

En cuanto a su exactitud y precisión es necesario calibrar goniómetro digital paratrabajar conforme a un sistema de calidad. Es recomendable que la calibración degoniómetro digital sea realizada por laboratorios de calibración acreditados por ENAC.Estos dos parámetros son fundamentales para un buen control de la calidad de losproductos. En el proceso de medición no es tan importante la precisión de la medidasino la fiabilidad del resultado y que el técnico conozca bien los distintos conceptosestadísticos y metrológicos.”19

7. Para medir velocidad: Velocímetro

“Un velocímetro es un instrumento que mide el valor de la rapidez promedio de unvehículo. Debido a que el intervalo en el que mide esta rapidez es generalmente muypequeña se aproxima mucho a la magnitud es decir la rapidez instantánea.

Los velocímetros tradicionales están controlados por un cable recubierto que estensionado por un conjunto de pequeñas ruedas dentadas en el sistema de transmisión.Sin embargo, los primeros Volkswagen Escarabajo y las motocicletas emplean un cabletorsionado por una rueda del frontal.

La forma más común de un velocímetro depende de la interacción de un pequeño imánfijado al cable con una pequeña pieza de aluminio con forma de dedal fijada al eje delindicador. A media que el imán rota cerca del dedal, los cambios en el campo magnéticoinducen corriente en el dedal, que produce a su vez un nuevo campo magnético. El efectoes que el imán arrastra al dedal—así como al indicador—en la dirección de su rotación sinconexión mecánica entre ellos.

El eje del puntero es impulsado hacia el cero por un pequeño muelle. El par de torsión enel dedal se incrementa con la velocidad de la rotación del imán (que está controlada por latransmisión del vehículo). Así que un incremento de la velocidad del coche hace que eldedal rote y que el indicador gire en el sentido contrario al muelle. Cuando el par detorsión producido por las corrientes inducidas iguala al del muelle del indicador éste se

19 http://es.wikipedia.org/wiki/Goni%C3%B3metro

detiene apuntando en la dirección adecuada, que corresponde a una cifra en la ruedaindicadora.

El muelle se calibra de forma que una determinada velocidad de revolución del cablecorresponde a una velocidad específica en el velocímetro. Este calibrado debe derealizarse teniendo en cuenta muchos factores, incluyendo las proporciones de las ruedasdentadas que controlan al cable flexible, la tasa del diferencial y el diámetro de losneumáticos. El mecanismo del velocímetro a menudo viene acompañado de un odómetroy de un pequeño interruptor que envía pulsos a la computadora del vehículo.

Otra forma de velocímetro se basa en la interacción entre un reloj de precisión y unpulsador mecánico controlado por la transmisión del vehículo. El mecanismo del relojimpulsa al indicador hacia cero, mientras que el pulsador controlado por el vehículo loempuja hacia la indicación máxima. La posición del indicador refleja la relación entre lassalidas de los dos mecanismos.”20

Velocímetro digital

Actualmente se los usa en la mayoría de automóviles y consta de una pantalla LCD para que muestre las cifras respectivas de las unidades medidas.

Anemómetro

20 http://es.wikipedia.org/wiki/Veloc%C3%ADmetro

“El anemómetro o anemógrafo es un aparato meteorológico que se usa para lapredicción del clima y, específicamente, para medir la velocidad del viento. Asimismoes uno de los instrumentos de vuelo básico en el vuelo de aeronaves más pesadas queel aire.

En meteorología, se usan principalmente los anemómetros de cazoletas o de molinete,especie de diminuto molino de tres aspas con cazoletas sobre las cuales actúa lafuerza del viento; el número de vueltas puede ser leído directamente en un contador oregistrado sobre una banda de papel (anemograma), en cuyo caso el aparato sedenomina anemógrafo. Aunque también los hay de tipo electrónicos.

Para medir los cambios repentinos de la velocidad del viento, especialmente en lasturbulencias, se recurre al anemómetro de filamento caliente, que consiste en un hilode platino o níquel calentado eléctricamente: la acción del viento tiene por efectoenfriarlo y hace variar así su resistencia; por consiguiente, la corriente que atraviesa elhilo es proporcional a la velocidad del viento.”21

Anemómetro digital

21 http://es.wikipedia.org/wiki/Anem%C3%B3metro

Permite la medición rápida y eficaz de la velocidad del viento.

8. Para medir corrientes eléctricas: Multímetro

“Un multímetro, también denominado polímetro, o tester, es un instrumento eléctricoportátil para medir directamente magnitudes eléctricas activas como corrientes ypotenciales (tensiones) o pasivas como resistencias, capacidades y otras. Lasmedidas pueden realizarse para corriente continua o alterna y en varios márgenes demedida cada una. Los hay analógicos y posteriormente se han introducido los digitalescuya función es la misma (con alguna variante añadida).

Multímetro analógico

1. Las tres posiciones del mando sirven para medir intensidad en corriente continua(D.C.), de izquierda a derecha, los valores máximos que podemos medir son: 500 μA,10 mA y 250 mA (μA se lee microamperio y corresponde a 10^{-6}A=0,000001 A y mAse lee miliamperio y corresponde a 10^{-3} =0,001 A).

2. Vemos 5 posiciones, para medir tensión en corriente continua (D.C.= DirectCurrent), correspondientes a 2.5 V, 10 V, 50 V, 250 V y 500 V, en donde V=voltios.

3. Para medir resistencia (x10 Ω y x1k Ω); Ω se lee ohmio. Esto no lo usaremosapenas, pues observando detalladamente en la escala milimetrada que está debajodel número 6 (con la que se mide la resistencia), verás que no es lineal, es decir, nohay la misma distancia entre el 2 y el 3 que entre el 4 y el 5; además, los valoresdecrecen hacia la derecha y la escala en lugar de empezar en 0, empieza en (un valorde resistencia igual a significa que el circuito está abierto). A veces usamos estasposiciones para ver si un cable está roto y no conduce la corriente.

4. Como en el apartado 2, pero en este caso para medir corriente alterna(A.C.:=Alternating Current).

5. Sirve para comprobar el estado de carga de pilas de 1.5 V y 9 V.

6. Escala para medir resistencia.

7. Escalas para el resto de mediciones. Desde abajo hacia arriba vemos una de 0 a10, otra de 0 a 50 y una última de 0 a 250.

Multímetro digital

Para medir con un multímetro digital:

Midiendo tensiones

Para medir una tensión, colocaremos las bornas en las clavijas, y no tendremosmás que colocar ambas puntas entre los puntos de lectura que queramos medir. Silo que queremos es medir voltaje absoluto, colocaremos la borna negra encualquier masa (un cable negro de molex o el chasis del ordenador) y la otra bornaen el punto a medir. Si lo que queremos es medir diferencias de voltaje entre dospuntos, no tendremos más que colocar una borna en cada lugar.

Midiendo resistencias

El procedimiento para medir una resistencia es bastante similar al de medirtensiones. Basta con colocar la ruleta en la posición de ohmios y en la escalaapropiada al tamaño de la resistencia que vamos a medir. Si no sabemos cuántosohmios tiene la resistencia a medir, empezaremos con colocar la ruleta en laescala más grande, e iremos reduciendo la escala hasta que encontremos la quemás precisión nos da sin salirnos de rango.

Midiendo intensidades

El proceso para medir intensidades es algo más complicado, puesto que en lugarde medirse en paralelo, se mide en serie con el circuito en cuestión. Por esto, paramedir intensidades tendremos que abrir el circuito, es decir, desconectar algúncable para intercalar el tester en medio, con el propósito de que la intensidadcircule por dentro del tester. Precisamente por esto, hemos comentado antes queun tester con las bornas puestas para medir intensidades tiene resistencia internacasi nula, para no provocar cambios en el circuito que queramos medir.

Para medir una intensidad, abriremos el circuito en cualquiera de sus puntos, yconfiguraremos el tester adecuadamente (borna roja en clavija de amperios demás capacidad, 10 A en el caso del tester del ejemplo, borna negra en clavijacomún COM).

Una vez tengamos el circuito abierto y el tester bien configurado, procederemos a cerrarel circuito usando para ello el tester, es decir, colocaremos cada borna del tester en cadauno de los dos extremos del circuito abierto que tenemos. Con ello se cerrará el circuito yla intensidad circulará por el interior del multímetro para ser leída.”22

Osciloscopio

“Un osciloscopio es un instrumento de medición electrónico para la representación gráficade señales eléctricas que pueden variar en el tiempo. Es muy usado en electrónica deseñal, frecuentemente junto a un analizador de espectro.

Presenta los valores de las señales eléctricas en forma de coordenadas en una pantalla,en la que normalmente el eje X (horizontal) representa tiempos y el eje Y (vertical)representa tensiones. La imagen así obtenida se denomina oscilograma. Suelen incluirotra entrada, llamada "eje THRASHER" o "Cilindro de Wehnelt" que controla laluminosidad del haz, permitiendo resaltar o apagar algunos segmentos de la traza.

Los osciloscopios, clasificados según su funcionamiento interno, pueden ser tantoanalógicos como digitales, siendo el resultado mostrado idéntico en cualquiera de los doscasos, en teoría.

Osciloscopio analógico

22 http://es.wikipedia.org/wiki/Mult%C3%ADmetro

La tensión a medir se aplica a las placas de desviación vertical oscilante de un tubo derayos catódicos (utilizando un amplificador con alta impedancia de entrada y gananciaajustable) mientras que a las placas de desviación horizontal se aplica una tensión endiente de sierra (denominada así porque, de forma repetida, crece suavemente y luegocae de forma brusca). Esta tensión es producida mediante un circuito oscilador apropiadoy su frecuencia puede ajustarse dentro de un amplio rango de valores, lo que permiteadaptarse a la frecuencia de la señal a medir. Esto es lo que se denomina base detiempos.

Figura 1.- Representación esquemática de un osciloscopio.

En la Figura 1 se puede ver una representación esquemática de un osciloscopio conindicación de las etapas mínimas fundamentales. El funcionamiento es el siguiente:

En el tubo de rayos catódicos el rayo de electrones generado por el cátodo y aceleradopor el ánodo llega a la pantalla, recubierta interiormente de una capa fluorescente que seilumina por el impacto de los electrones.

Si se aplica una diferencia de potencial a cualquiera de las dos parejas de placas dedesviación, tiene lugar una desviación del haz de electrones debido al campo eléctricocreado por la tensión aplicada. De este modo, la tensión en diente de sierra, que se aplicaa las placas de desviación horizontal, hace que el haz se mueva de izquierda a derecha ydurante este tiempo, en ausencia de señal en las placas de desviación vertical, dibuje unalínea recta horizontal en la pantalla y luego vuelva al punto de partida para iniciar unnuevo barrido. Este retorno no es percibido por el ojo humano debido a la velocidad a que

se realiza y a que, de forma adicional, durante el mismo se produce un apagado (borrado)parcial o una desviación del rayo.

Si en estas condiciones se aplica a las placas de desviación vertical la señal a medir (através del amplificador de ganancia ajustable) el haz, además de moverse de izquierda aderecha, se moverá hacia arriba o hacia abajo, dependiendo de la polaridad de la señal, ycon mayor o menor amplitud dependiendo de la tensión aplicada.

Al estar los ejes de coordenadas divididos mediante marcas, es posible establecer unarelación entre estas divisiones y el período del diente de sierra en lo que se refiere al eje Xy al voltaje en lo referido al Y. Con ello a cada división horizontal corresponderá un tiempoconcreto, del mismo modo que a cada división vertical corresponderá una tensiónconcreta. De esta forma en caso de señales periódicas se puede determinar tanto superíodo como su amplitud.

El margen de escalas típico, que varía de microvoltios a unos pocos voltios y demicrosegundos a varios segundos, hace que este instrumento sea muy versátil para elestudio de una gran variedad de señales.

Limitaciones del osciloscopio analógico

El osciloscopio analógico tiene una serie de limitaciones propias de su funcionamiento:

a. Las señales deben ser periódicas. Para ver una traza estable, la señal debe serperiódica ya que es la periodicidad de dicha señal la que refresca la traza en lapantalla. Para solucionar este problema se utilizan señales de sincronismo con laseñal de entrada para disparar el barrido horizontal (trigger level) o se utilizanosciloscopios con base de tiempo disparada.

b. Las señales muy rápidas reducen el brillo. Cuando se observa parte del período dela señal, el brillo se reduce debido a la baja persistencia fosfórica de la pantalla.Esto se soluciona colocando un potencial post-acelerador en el tubo de rayoscatódicos.

c. Las señales lentas no forman una traza. Las señales de frecuencias bajasproducen un barrido muy lento que no permite a la retina integrar la traza. Esto sesolventa con tubos de alta persistencia. También existían cámaras Polaroidespecialmente adaptadas para fotografiar las pantallas de osciloscopios.Manteniendo la exposición durante un periodo se obtiene una foto de la traza. Otraforma de solucionar el problema es dando distintas pendientes al diente de sierradel barrido horizontal. Esto permite que tarde más tiempo en barrer toda lapantalla, y por ende pueden visualizarse señales de baja frecuencia pero se veráun punto desplazándose a través de la pantalla debido a que la persistenciafosfórica no es elevada.

d. Sólo se pueden ver transitorios si éstos son repetitivos; pero puede utilizarse unosciloscopio con base de tiempo disparada. Este tipo de osciloscopio tiene unmodo de funcionamiento denominado "disparo único". Cuando viene un transitorioel osciloscopio mostrará este y sólo este, dejando de barrer una vez que la señalya fue impresa en la pantalla.

Osciloscopio digital

En la actualidad los osciloscopios analógicos están siendo desplazados en gran medidapor los osciloscopios digitales, entre otras razones por la facilidad de poder transferir lasmedidas a una computadora personal o pantalla LCD.

En el osciloscopio digital la señal es previamente digitalizada por un conversor analógicodigital. Al depender la fiabilidad de la visualización de la calidad de este componente, estadebe ser cuidada al máximo.

Las características y procedimientos señalados para los osciloscopios analógicos sonaplicables a los digitales. Sin embargo, en estos se tienen posibilidades adicionales, talescomo el disparo anticipado (pre-triggering) para la visualización de eventos de cortaduración, o la memorización del oscilograma transfiriendo los datos a un PC. Esto permitecomparar medidas realizadas en el mismo punto de un circuito o elemento. Existenasimismo equipos que combinan etapas analógicas y digitales.

La principal característica de un osciloscopio digital es la frecuencia de muestreo, lamisma determinara el ancho de banda máximo que puede medir el instrumento, vieneexpresada generalmente en MS/s (millones de muestra por segundo).

La mayoría de los osciloscopios digitales en la actualidad están basados en control porFPGA (del inglés Field Programmable Gate Array), el cual es el elemento controlador delconversor analógico al digital de alta velocidad del aparato y demás circuitería interna,como memoria, buffers, entre otros.

Estos osciloscopios añaden prestaciones y facilidades alusuario imposibles de obtener con circuitería analógica,como los siguientes:

Medida automática de valores de pico, máximos ymínimos de señal. Verdadero valor eficaz.

Medida de flancos de la señal y otros intervalos.

Captura de transitorios.

Cálculos avanzados, como la FFT para calcular el espectro de la señal. también sirve para medir señales de tensión.”23

9. Para medir volúmenes: Pipeta

“La pipeta es un instrumento volumétrico de laboratorio que permite medir la alícuotade líquido con bastante precisión. Suelen ser de vidrio. Está formada por un tubo

23 http://es.wikipedia.org/wiki/Osciloscopio

transparente que termina en una de sus puntas de forma cónica, y tiene unagraduación (una serie de marcas grabadas) con la que seindican distintos volúmenes.

Algunas son graduadas o de simple aforo, es decir, seenrasa una vez en los cero mililitros, y luego se dejavaciar hasta el volumen que se necesite; en otras, lasdenominadas de doble enrase o de doble aforo, se enrasa en la marca o aforosuperior y se deja escurrir el líquido con precaución hasta enrasar en el aforo inferior.Si bien poseen la desventaja de medir un volumen fijo de líquido, las pipetas de dobleaforo superan en gran medida a las graduadas en que su precisión es mucho mayor,ya que no se modifica el volumen medido si se les rompe o si se deforma la puntacónica.

Para realizar las succiones de líquido con mayor precisión, se utiliza, más que nada enlas pipetas de doble aforo, el dispositivo conocido como propipeta.

Según su volumen, las pipetas tienen un límite de error.

Modo de uso

Se introduce la pipeta (con la punta cónica para abajo) en el recipiente del cual sedesea extraer un volumen determinado de muestra.

Se coloca la propipeta o una perita en la punta libre y se hace ascender el líquidopor encima del aforo superior.

Rápidamente se gradúa con la propipeta o se saca la perita colocando el dedoíndice obturando la punta, para evitar que descienda.

Se disminuye leve y lentamente la presión ejercida por el dedo, hasta que ellíquido comience a descender. Se vuelve a presionar cuando el menisco dellíquido llegó a 0. Si el líquido descendió demasiado, se comienza nuevamente.

Se traslada la pipeta al recipiente destino.

Se disminuye nuevamente la presión del dedo hasta llegar a la cantidad demililitros necesarios.

En el caso de las pipetas graduadas, para vaciarla completamente se saca el dedocompletamente y se deja caer; pero no se debe forzar la caída de las últimasgotas, sino que éstas deben quedar en la punta cónica de la pipeta.

En la pipeta graduada se pueden medir distintos volúmenes de líquido, ya quelleva una escala graduada.

La pipeta aforada posee un único enrase superior, por lo que sólo puede medir undeterminado volumen.”24

24 http://es.wikipedia.org/wiki/Pipeta

Buretas

“Las buretas son tubos gruesos, cortos, graduados, de diámetro interno uniforme,dependiendo del volumen, de décimas de mililitro o menos. Su uso principal se da envolumetrías, debido a la necesidad de medir con precisión volúmenes de líquido variables.

Los dos tipos principales de buretas son:

a. Buretas de Geissler, la llave es de vidrio esmerilado; se debe evitar que el líquido esté mucho tiempo en contacto con la bureta, pues determinados líquidos llegan a obstruir, e incluso inmovilizar, este tipo de llaves.

b. Bureta de Mohr, la llave ha sido sustituida por un tubo de goma con una bola de vidrio en su interior, que actúa como una válvula.

Las llaves están fabricadas con materiales comoel vidrio (que es atacado por bases), y teflón,inerte, resistente y muy aconsejable para disolversustancias orgánicas. En el caso de usar llaves devidrio, es recomendable no usar un lubricante paraasegurar un buen cierre, debido a que arruinaría lasustancia a medir. Un tipo de llave más simple esla llave Bunsen, que consiste simplemente ensituar una perla de vidrio firmemente sujeta dentrode un tubo de goma. Al deformar el tubo medianteuna llave, éste deja pasar el líquido.

Otras fuentes de error son las gotas que quedanadheridas en la parte inferior (error por defecto),pequeñas burbujas de aire situadas tras la llave(también error por defecto) y procurar que elvaciado no sea demasiado rápido, para evitar quequede líquido adherido al interior de la bureta.También es muy conveniente proteger la partesuperior para evitar contaminación por polvo.

Al llegar al punto final, si queda una gota colgando del orificio de salida, es convenienterecogerla tocándola suavemente con el recipiente receptor (usualmente será un matraz),para evitar errores por defecto. Esto es debido a que una gota son aproximadamente 0,05ml y en ocasiones en volúmenes pequeños puede suponer un error importante.”25

25 http://es.wikipedia.org/wiki/Bureta

Probeta

“La probeta es un instrumento volumétrico que consiste en un cilíndro graduado de vidrioque permite contener líquidos y sirve para medir volúmenes de forma aproximada.

Está formado por un tubo generalmente transparente de unos centímetros de diámetro ytiene una graduación desde 5 ml hasta el máximo de la probeta, indicando distintosvolúmenes. En la parte inferior está cerrado y posee una base que sirve de apoyo,mientras que la superior está abierta (permite introducir el líquido a medir) y suele tenerun pico (permite verter el líquido medido). Generalmente miden volúmenes de 25 o 50 ml,pero existen probetas de distintos tamaños; incluso algunas que pueden medir unvolumen hasta de 2 000 ml.

Puede estar constituido de vidrio (lo más común), o de plástico. En este últimocaso puede ser menos preciso; pero posee ciertas ventajas, por ejemplo,es más difícil romperla, y no es atacada por el ácido fluorhídrico (ácido que nose puede poner en contacto con el vidrio ya que se corroe, en cuyo caso laprobeta sí lo soporta). Esta adicionalmente se utiliza para las medicionesdel agua y otros líquidos.

Las probetas suelen ser graduadas, es decir, llevan grabada una escala por laparte exterior que permite medir un determinado volumen, aunque sinmucha exactitud. Cuando se requiere una mayor precisión se recurre aotros instrumentos, por ejemplo, la pipeta.” 26

Matraz aforado

Un matraz aforado se emplea para medir con exactitud unvolumen determinado de líquido. La marca de graduaciónrodea todo el cuello de vidrio, por lo cual es fácil determinarcon precisión cuándo el líquido llega hasta la marca. La formacorrecta de medir volúmenes es llevar el líquido hasta que laparte inferior del menisco sea tangente a la marca. El hechode que el cuello del matraz sea estrecho es para aumentar laexactitud, de esta forma un cambio pequeño en el volumen setraduce en un aumento considerable de la altura del líquidodel matraz aforado. Existen de vidrio incoloro y en colorámbar. Los matraces de color ámbar son usados parapreservar soluciones que son lábiles a la luz ambiente.

10. Para medir otras magnitudes: Caudalímetro

26 http://es.wikipedia.org/wiki/Probeta_(qu%C3%ADmica)

“Un caudalímetro es un instrumento de medida para la medición de caudal o gastovolumétrico de un fluido o para la medición del gasto másico. Estos aparatos suelencolocarse en línea con la tubería que transporta el fluido. También suelen llamarsemedidores de caudal, medidores de flujo o flujómetros.

Existen versiones mecánicas y eléctricas. Un ejemplo de caudalímetro eléctrico lopodemos encontrar en los calentadores de agua de paso que lo utilizan para determinar elcaudal que está circulando o en las lavadoras para llenar su tanque a diferentes niveles.”27

Caudalímetro digital

Es mucho más preciso y más cómodo de visualizar,constando una pantalla LCD para la visualización de losdatos obtenidos y diversos botones para la configuración ymanejo de este.

Dinamómetro

27 http://es.wikipedia.org/wiki/Caudal%C3%ADmetro

“Un dinamómetro es una herramienta que, a partir de los cambios en la elasticidad de unmuelle con una determinada calibración, permite calcular el peso de un cuerpo o realizarla medición de una fuerza.

Este dispositivo fue inventado por Sir Isaac Newton (1643-1727) a partir de la ley deHooke, tomando los límites de medición a través de la capacidad de un resorte paraestirarse.

Con el muelle resguardado dentro de un cilindro, el dinamómetro suele disponer de un parde ganchos (uno en cada uno de sus puntas). En el cilindro de tipo hueco que seencuentra alrededor del muelle, por otra parte, aparece la escala con las correspondientesunidades. Cuando se aplica una fuerza en el gancho que se encuentra del lado exterior, elcursor de dicho extremo se moviliza sobre la escala y señala el valor.

El dinamómetro puede tener un diseño específico de acuerdo a su aplicación. Esteinstrumento puede emplearse para pesar una cosa y conocer su masa. En este caso, eldinamómetro debe calibrarse cada vez que es cambiado de lugar ante las modificacionesdel vínculo entre la masa y el peso.

Los materiales sometidos a esfuerzos también pueden ser medidos a través de losdinamómetros para descubrir cuánto se deforman. Incluso en el ámbito de la ortodonciapueden emplearse dinamómetros para establecer qué fuerzas se aplican en eltratamiento.”28

Dinamómetro analógico (normal)

Dinamómetro digital

“A diferencia del analógico, este viene con alguna de las siguientes características:

Rango: 50, 200, 1000 N

A indicar en el pedido

Medido en tracción compresión

28 http://definicion.de/dinamometro/

Pantalla digital y reversible

Programación de menú.

Modo de medición continuo / pico / PC

Recalibración de cero a un toque

Precisión: 0,05 N

Viendo el umbral (límite)

Elección de la unidad:. Kgf / lbf / N

Batería integrada con cargador”29

29

http://www.boustens.com/dinamometros-digitales-sh/

Metodología

La metodología de esta investigación realizada se ha hecho gracias a la recolección dedatos, hecha desde el portal web de diferentes páginas existentes, proveyéndonos así deimportante información para poder sacar conclusiones.

Evaluación de resultados

Hemos expuesto durante todo el documento las características de algunos instrumentosde medición, sean estos analógicos o digitales. Por un lado tenesmo la forma másconvencional y manual de realizar las mediciones y por el otro tenemos una mássofisticada y moderna de realizarlo.

Entre las ventajas que existen entre estos dos tipos, es que los analógicos son de fácilmanejo y son de bajos costos ya que se los fabrica con elementos comunes. Mientrasque en los digitales, tenemos una medición mucho más rápida y en la mayoría de loscasos, con la misma precisión y aún más, que la obtenida con los anteriores.

En las desventajas tenemos que en los analógicos su lectura puede llegar a ser un pococomplicada, tediosa y conlleva tiempo, mientras que con los digitales no sucede estos, yaque las cifras requeridas son obtenidas rápidamente por un pantalla. En cambio unadesventaja de estos es su precio, llegando a costar mucho más de lo que tenemos conlos analógicos.

A fin de cuentas los dos tipos de instrumentos son usados, requeridos y en la mayoría,llegan a tener una precisión similar pudiendo así confiar en la tecnología moderna comoen la antigua.