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2.1._Operacion, ventajas y desventajas de medidores electromecnicos(analgicos) y electrnicos(digitales)
INSTITUTO TECNOLOGICO DE SALINA CRUZ
INTEGRANTES DEL EQUIPO:
MIGUEL ANGEL HERNANDEZ CRUZ
ALEXANDER CORDERO AGUSTIN
JOSE FRANCISCO OVIEDO UGALDE
JOSE MANUEL CABRERA LEY
NOMBRE DEL DOCENTE:
ING. JUAN SERVANDO REYNA ALTAMARINO
MATERIA:
MEDIONES ELECTRICAS
TEMA:
INSTRUMENTOS BASICOS Y AVANZADOS
2 UNIDAD
GRUPO: 2-C SEMESTRE: 2 semestre
SALINA CRUZ OAXACA A 21 DE ABRIL DEL 2015
2.1._Operacion, ventajas y desventajas de medidores electromecnicos(analgicos) y electrnicos(digitales)
2.1.1._ Voltmetro
Voltmetro analgico
Ventajas:
tiene una mejor lectura y no desprecia ninguna cantidad. Solo debe estar bien calibrado y de ser posible contener un espejo detrs de la aguja para hacer una lectura correcta.
Desventajas:
La lectura se atiene a un numero reducido de margen de error y es el mismo en el que esta calibrada la escala. ejemplo: si mide cada 1volts, el margen de error no es demasiado grande, pero si mide cada 2 o mas volts, el margen se agranda y si la aguja queda entre dos rayas nos dar una lectura insegura.La aguja tiene una tendencia a bajar rpidamente debido a la fuerza de gravedad, y tiene un cierto grado de error debido a eso.
Ventajas:
la lectura por lo general se establece en un numero definido, con un margen de error considerable.
Voltmetro digital
Desventajas:
La lectura varia constantemente debido a que este sistema mide con una velocidad asombrosa y detecta prcticamente todas las pequeas oscilaciones de la tensin y la corriente.el margen de error es muy grande debido a que no se sabe que criterio toma el aparato para despreciar las cifras significativas de los ltimos dgitos.ni se sabe cuantos dgitos mas habra detrs.entre otros problemas la alimentacin de esos sistemas debe ser muy buena, y estable.
2.1.2._ hmetro
Ventajas:
usando las lecturas fluctuantes existen, son capaces de medir estas fluctuaciones. La aguja del medidor analgico se mover desde una posicin a otra constantemente con el fin de representar a la fluctuacin. Cuando existe una fluctuacin, un medidor digital no es capaz de representar la variacin, sino que registra un error o calcula una lectura. A pesar de esto, el nico tipo de fluctuaciones que un medidor analgico puede medir son las fluctuaciones de baja frecuencia, lo que no deja a los medidores digitales en una gran situacin de desventaja.
hmetro analgico
Desventajas:
Menor precisin, la cual tiene una gran fragilidad para conservarla. Basta con un pequeo golpe, para perderla. Con un pequeo golpe, basta para perder su precisin hasta el punto de poderse convertir en inservible.
hmetro digital
Ventajas:
El hecho de que un medidor digital realiza el clculo y muestra la lectura, en lugar de confiar en la habilidad del lector para calcular la lectura correcta, hace que sean de uso fcil. Todo lo que un usuario tiene que hacer, con el fin de obtener una lectura precisa, es colocar las agujas del medidor digital en el lugar donde la lectura se debe tomar, esperar a que el medidor digital visualice la lectura y anotarla o de lo contrario anotar la lectura. La facilidad de uso hace que un medidor digital sea ms fcil de utilizar, y consuma menos tiempo, ambas grandes ventajas sobre los medidores analgicos.
Desventajas:
es que un dispositivo digital hace un muestreo cada intervalo de tiempo.
2.2._ Manejo, ventajas y desventajas de los medidores electromecnicos y los electrnicos en la medicin de corriente y voltaje de c.a. y c.d.
Manejo
Para realizar una medida debemos fijar inicialmente el mayor fondo de escala del aparato, seguidamente despus de realizar la lectura iremos disminuyendo el fondo de la escala, girando muy suavemente el conmutador hasta que hagamos una medida en la que no nos salgamos del fondo de la escala.Los voltmetros se daan cuando la aguja intenta salirse del dial, por lo que nunca debemosconsentir que la medida sea mayor que el fondo de escala en el que trabajamos, y, si sucede por un descuido, debemos desconectar rpidamente el voltmetro.
medidores analgicos
Ventajas:
Los medidores analgicos tienen la ventaja de que, cuando las lecturas fluctuantes existen, son capaces de medir estas fluctuaciones. La aguja del medidor analgico se mover desde una posicin a otra constantemente con el fin de representar a la fluctuacin. Cuando existe una fluctuacin, un medidor digital no es capaz de representar la variacin, sino que registra un error o calcula una lectura. A pesar de esto, el nico tipo de fluctuaciones que un medidor analgico puede medir son las fluctuaciones de baja frecuencia.
Desventajas:
Si observas una aguja analgica en un ngulo hacia la derecha o hacia la izquierda, puedes obtener una lectura incorrecta debido a una peculiaridad ptica llamada paralaje. Un medidor digital simplemente muestra un nmero y es inmune al error de paralaje.
Medidores digitales
Ventajas:
A diferencia de los medidores analgicos, los digitales no requieren de averiguar exactamente lo que la lectura de la aguja est marcando con el fin de obtener el voltaje, amperes u ohm. En su lugar, toman una precisa lectura, generada por computadora y la muestran en una pantalla. Aunque las computadoras no son infalibles, los procesadores de medidores digitales son muy confiables y no requieren que realices los clculos. Adems, la precisin de la lectura de un medidor analgico depende en gran medida del lector y su competencia para leer medidores analgicos. Un medidor digital no depende de su usuario de tal manera.
Desventajas
Las pantallas digitales numricas muestran las variaciones de cantidades de forma deficiente. Los dgitos aparecen errticos. Una aguja analgica te muestra la lectura general de inmediato, y la aguja mvil indica los cambios de forma intuitiva.
2.3._Normas de Seguridad
Normas de seguridad
OBJETIVOS
Conocer las normas de seguridad dentro de un laboratorio electrnico, un taller o una empresa
Seguridad en el uno de instrumental y material de mediciones electrnicas
Aprendizaje de las tcnicas de soldar y desoldar conectores y tarjetas de circuitos electrnicos.
Se entiende por Norma a una regla a la que se debe ajustar la puesta en marcha de una operacin. Tambin se puede definir como una gua de actuacin por seguir o como un patrn de referencia.
Se conoce como normas de seguridad a las precauciones que debe tener un determinado trabajo con determinadas herramientas manuales o con maquinas herramientas. Cada herramienta tiene se parte peligrosa al emplearla, pero ese riesgo queda anulado cuando se toman las precauciones de seguridad.
Todo practicante que manipule una herramienta deber tener presente que medida de seguridad va a adoptar para cada herramienta.
La mejor forma de evitar los accidentes y desarrollar una conducta consciente del factor de seguridad personal, es instruyendo a los practicantes en la forma correcta de actuar para que la conviertan en un habito.
Las normas de seguridad se pueden considerar prcticamente como:
a. Normas de carcter general: son las universalmente aceptadas.
b. Normas de carcter especfico: las que regulan una funcin, trabajo u operacin especfica
2.- Describa las diferentes clases de normas de seguridad
Al empezar un trabajo:
se debe tener en cuenta las siguientes normas de seguridad:
Use la manga de la camisa por encima del codo.
Evite que alguna prenda sea cogida equipos
Qutese todas las prendas o joyas, por ser causantes de ciertos accidentes.
Pnganse siempre las prendas de proteccin tales como: Guantes, lentes, casco, etc.
Al empezar a trabajar con herramientas:
Cuide el manejo y empleo de las herramientas en forma correcta, no solo cuando esta trabajando sino en cualquier momento.
Emplee los dispositivos protectores para guardar las herramientas en el lugar correspondiente del almacn.
Evite emplear equipos defectuosos si desconoce su funcionamiento o aplicacin.
Al empezar a trabajar con maquinas:
Ponga en funcionamiento una maquina teniendo en cuanta que las partes mecnica y elctrica estn en perfectos condiciones.
Desconecte las lneas de alimentacin de la maquina cuando no se usen.
Haga la limpieza de la maquina diariamente y al final de cada trabajo, pues es esencial para su mantenimiento.
No se aproxime a ninguna maquina que no tiene relacin con su trabajo.
En el laboratorio:
Cuando tenga que desbastar alambres, corte siempre del cuerpo hacia afuera.
No es permitido que un estudiante cierre un circuito, antes que no revise bien toda la instalacin.
Antes de poner en funcionamiento una maquina fjese que las dems personas estn a cierta distancia
Nunca ponga un fusible en un tablero de distribucin sin antes cortar la corriente y verificar el origen del desperfecto.
Para hacer funcionar una mquina, siempre debe constatar que se encuentre en perfectas condiciones, tanto mecnicas como elctricas.
Antes de usar herramienta cercirese si estn en buenas condiciones.
Mantenga los dedos fuera de la mordaza de los alicates cuando deber usarse empalmes
No debe permitirse que nadie trabaje en el taller sin ropa adecuada.
Mantenga la llama o chispa alejada de cualquier material inflamable, como el alcohol, aguarrs, kerosene, gasolina, etc.
Reglas para preservar la salud y la vida de las personas que laboran en un laboratorio de electrnica.
Cuando se trabaja en el taller de electrnica o cuando se emplea equipo elctrico, el seguir las precauciones es tan importante como llevar a cabo mediciones exactas. Existen peligros potencialmente mortales en el ambiente del laboratorio elctrico, y si no se siguen con cuidado procedimientos de seguridad se puede ocasionar un accidente serio en la propia persona o en algn compaero. El mejor modo de evitar accidentes es reconocer sus causas y apegarse con cuidado a los procedimientos de seguridad bien establecidos. Una completa concientizacin acerca de los peligros y las consecuencias posibles de los accidentes ayuda a desarrollar la motivacin adecuada para seguir el procedimiento correcto. El peligro mas comn y serio es el choque elctrico (shock).
Otros peligros que tambin deben tomarse en cuenta comprenden el empleo de:
Sustancias qumicas peligrosas.
Maquinaria en movimiento.
Cautines (instrumento para soldar).
Herramientas pesadas.
Herramientas punzocortantes.
1.- No introducir alimentos y bebidas al taller.
2.- No correr dentro del taller.
3.- Procurar el orden en todo momento al realizar una prctica; y abandonar el taller una vez que se haya terminado la prctica.
4.- Manejar los aparatos del taller con el mayor cuidado posible, siguiendo las indicaciones del maestro y de los alumnos asesores.
5.- Ser puntual al momento de comenzar la prctica.
6.- Guardar los instrumentos, dispositivos, tarjetas y accesorios en general al momento de terminar la prctica.
7.- Presentarse higinicamente al taller y mantener la higiene durante todo la estancia en l.
8.- Evitar el portar joyas en el taller, por ejemplo: cadenas, esclavas, etc.
9.- Si algn alumno porta aparatos de comunicacin inalmbrica, se pide que evite la interferencia en el trabajo.
10.- Todos los alumnos debern conocer la ubicacin y control de la energa elctrica del taller, con la finalidad de des energizar el taller en una situacin de emergencia.
11.- Nunca se debe trabajar solo. Asegrese de que haya personas en el taller a quienes recurrir en caso de accidentes.
12.- sese solo los instrumentos y herramientas elctricas que tengan cables de corriente con tres conectores.
13.- Antes de manipular conductores desconctese siempre la corriente.
14.- Revsense todos los cables de corriente para ver si tienen seales de deterioro. Cmbiese o represe los conductores o las puntas de prueba daadas.
15.- Use siempre zapatos. Mantenga secos sus zapatos evite estar parado sobre metales o concreto muy mojado. No use artculos metlicos como anillos, aretes, pulseras, etc. (estas precauciones evitan que uno se convierta en un trayecto de baja impedancia o resistencia).
16.- Nunca se deben operar los instrumentos con la piel mojada (la humedad disminuye la resistencia de la piel y permite que fluya con mayor cantidad la corriente a travs del cuerpo).
17.- Nunca se deben dejar desatendidos los cautines calientes. Mantnganse en depsitos o soportes cuando no se este soldando. Algunos cautines de menor calidad necesitan reposos frecuentes es decir, el usuario deber soldar unos cinco minutos y dejar lo desconectado otros cinco minutos.
18.- Nunca se debe usar ropa suelta cuando este cerca de una maquinaria. Use siempre gafas de proteccin en casos necesarios.
19.- Conctese siempre al final, el cable o la punta de prueba al punto de mayor voltaje. Esto es no se conecte primero el conductor al lado vivo del circuito porque se terminara sujetando un conductor que cierre el circuito.
2.4._Funcionamiento, Operacin y Aplicacin de :
2.4.1_Generador de seales
Introduccin:
Un Generador de Funciones es un aparato electrnico que produce ondas senoidales, cuadradas y triangulares, adems de crear seales TTL. Sus aplicaciones incluyen pruebas y calibracin de sistemas de audio, ultrasnicos y servo.Este generador de funciones, especficamente trabaja en un rango de frecuencias de entre 0.2 Hz a 2 MHz. Tambin cuenta con una funcin de barrido la cual puede ser controlada tanto internamente como externamente con un nivel de DC. El ciclo de mquina, nivel de offset en DC, rango de barrido y la amplitud y ancho del barrido pueden ser controlados por el usuario.
Funcionamiento y usos generales:
Un generador de funciones es un instrumento verstil que genera diferentes formas de onda cuyas frecuencias son ajustables en un amplio rango. Las salidas ms frecuentes son ondas senoidales, triangulares, cuadradas y diente de sierra. Las frecuencias de estas ondas pueden ser ajustadas desde una fraccin de hertz hasta varios cientos de kilo hertz.
Las diferentes salidas del generador se pueden obtener al mismo tiempo. Por ejemplo, proporcionando una sola cuadrada para medir la linealidad de un sistema de audio, la salida en diente de sierra simultnea se puede usar para alimentar el amplificador de deflexin horizontal de un osciloscopio, con lo que se obtiene la a exhibicin visual de los resultados de las mediciones. La capacidad de un generador de funciones de fijar la fase de una fuente externa de seas es otra de las caractersticas importantes y tiles. Un generador de funciones puede fijar la fase de un generador de funciones con una armnica de una onda senoidal del otro generador. Mediante el ajuste de fase y amplitud de las armnicas permite general casi cualquier onda obteniendo la suma de la frecuencia fundamental generada por un generador de funciones de los instrumentos y la armnica generada por el otro. El generador de funciones tambin se puede fijar en fase a una frecuencia estndar, con lo que todas las ondas de salida generadas tendrn la exactitud y estabilidad en frecuencia de la fuente estndar.
El generador de funciones tambin puede proporcionar ondas a muy bajas frecuencias. Ya que la frecuencia baja de un oscilador RC es limitada, la figura ilustrada otra tcnica. Este generador entrega ondas senoidales triangulares y cuadradas con un rango de frecuencias de 0.01 Hz hasta 100 kHz. La red de control de frecuencia est dirigida por el selector fino de frecuencia en el panel frontal del instrumento o por un voltaje de control aplicado externamente. El voltaje de control de frecuencia regula dos fuentes de corriente.
La fuente de corriente superior aplica una corriente constante al integrador, cuyo voltaje de salida se incrementa en forma lineal con el tiempo. La conocida relacin da el voltaje de salida. Un incremento o decremento de la corriente aplicada por la fuente de corriente superior aumenta o disminuye la pendiente del voltaje de salida. El multivibrador comparador de voltaje cambia de estado a un nivel predeterminado sobre la pendiente positiva del voltaje de salida del integrador. Este cambio de estado desactiva la fuente de corriente superior y activa la fuente inferior.
Dicha fuente aplica una corriente distinta inversa al integrador, de modo que la salida disminuya linealmente con el tiempo. Cuando el voltaje de salida alcanza un nivel predeterminado en la pendiente negativa de la onda de la salida, el comparador de voltaje cambia de nuevo, desactiva la fuente de corriente inferior y activa al mismo tiempo la fuente superior.
El voltaje a la salida del integrador tiene una forma de onda triangular cuya frecuencia est determinada por la magnitud de la corriente aplicada por las fuentes de corriente constante. El comparador entrega un voltaje de salida de onda cuadrada de la misma frecuencia. La tercera onda de salida se deriva de la onda triangular, la cual es sintetizada en oda senoidal por una red de diodos y resistencias. En ese circuito la pendiente de la onda triangular se altera a medida que su amplitud cambia resultado una onda senoidal con menos del 1% de distorsin. Los circuitos de salida del generador de funciones consisten de dos amplificadores que proporcionen dos salidas simultneas seleccionadas individualmente de cualquiera de las formas de onda.
Controles, Conectores e Indicadores (Parte Frontal)
1. Botn de Encendido (Power button). Presione este botn para encender el generador de funciones. Si se presiona este botn de nuevo, el generador se apaga.
2. Luz de Encendido (Power on light). Si la luz est encendida significa que el generador esta encendido.
3. Botones de Funcin (Function buttons). Los botones de onda senoidal, cuadrada o triangular determinan el tipo de seal provisto por el conector en la salida principal.
4. Botones de Rango (Range buttons) (Hz). Esta variable de control determina la frecuencia de la seal del conector en la salida principal.
5. Control de Frecuencia (Frecuency Control). Esta variable de control determina la frecuencia de la seal del conector en la salida principal tomando en cuenta tambin el rango establecido en los botones de rango.
6. Control de Amplitud (Amplitude Control). Esta variable de control, dependiendo de la posicin del botn de voltaje de salida (VOLTS OUT), determina el nivel de la seal del conector en la salida principal.
7. Botn de rango de Voltaje de salida (Volts Out range button). Presiona este botn para controlar el rango de amplitud de 0 a 2 Vp-p en circuito abierto o de 0 a 1 Vp-p con una carga de 50W . Vuelve a presionar el botn para controlar el rango de amplitud de 0 a 20 Vp-p en circuito abierto o de 0 a 10 Vp-p con una carga de 50W .
8. Botn de inversin (Invert button). Si se presiona este botn, la seal del conector en la salida principal se invierte. Cuando el control de ciclo de mquina esta en uso, el botn de inversin determina que mitad de la forma de onda a la salida va a ser afectada. La siguiente tabla, muestra esta relacin.
9. Control de ciclo de mquina (Duty control). Jala este control para activar esta opcin.
10. Offset en DC (DC Offset). Jala este control para activar esta opcin. Este control establece el nivel de DC y su polaridad de la seal del conector en la salida principal. Cuando el control esta presionado, la seal se centra a 0 volts en DC.
11. Botn de Barrido (SWEEP button). Presiona el botn para hacer un barrido interno. Este botn activa los controles de rango de barrido y de ancho del barrido. Si se vuelve a presionar este botn, el generador de funciones puede aceptar seales desde el conector de barrido externo (EXTERNAL SWEEP) localizado en la parte trasera del generador de funciones.
12. Rango de Barrido (Sweep Rate). Este control ajusta el rango del generador del barrido interno y el rango de repeticin de la compuerta de paso.
13. Ancho del Barrido (Sweep Width). Este control ajusta la amplitud del barrido.
14. Conector de la salida principal (MAIN output connector). Se utiliza un conector BNC para obtener seales de onda senoidal, cuadrada o triangular.
15. Conector de la salida TTL (SYNC (TTL) output connector). Se utiliza un conector BNC para obtener seales de tipo TTL.
Controles, Conectores e Indicadores (Parte Trasera):
1R. Fusible (Line Fuse). Provee de proteccin por sobrecargas o mal funcionamiento de equipo.
2R. Entrada de alimentacin (Power Input). Conector de entrada para el cable de alimentacin.
3R. Conector de entrada para barrido externo. (External Sweep input connector). Se utiliza un conector de entrada tipo BNC para controlar el voltaje del barrido. Las seales aplicadas a este conector controlan la frecuencia de salida cuando el botn de barrido no est presionado. El rango total de barrido es tambin dependiente de la frecuencia base y la direccin deseada del barrido.
4R. Selector de voltaje (Line Voltaje Selector). Estos selectores conectan la circuitera interna para distintas entradas de alimentacin.
Funciones y Aplicaciones:
Onda senoidal
Una onda senoidal se puede obtener en el conector de la salida principal cuando se presiona la opcin de onda senoidal en el botn de funcin y cuando cualquier botn del rango de frecuencia est tambin presionado. La frecuencia de la onda se establece por la combinacin del botn de rango y el control de variacin de frecuencia. La salida tendr que ser revisada con un osciloscopio.Se debe proceder de la siguiente manera:
1. Para obtener una seal senoidal, se deben seguir las siguientes instrucciones:
2. La conexin de cables se muestra en la sig. figura:
3. Fija la perilla de volts por divisin (VOLTS/DIV) a 2 V, la perilla de segundos por divisin (SEC/DIV) a 0.2 ms y el resto de los controles en la posicin de operacin normal.
4. La frecuencia de salida puede ser calculada tomando el recproco del perodo de la forma de la seal.
5. La frecuencia de salida puede establecerse con mayor precisin utilizando un contador de frecuencia (Frequency Counter) conectando la salida del generador de funciones directamente al contador, o usando un cable BNC con conexin en T de la salida del generador de funciones al osciloscopio y al contador al mismo tiempo. Cuando se familiariza con la configuracin para lograr una seal senoidal a la frecuencia del ejemplo anterior, cambie el rango de frecuencias y rote el disco de frecuencias, observando el osciloscopio o el display del contador. Lea el voltaje de salida del generador conectando a ste un multmetro, situado en la funcin de voltaje en AC (AC Volts). Con esto, ser posible leer el valor rms de la seal senoidal y compararla con la seal pico a pico (p-p) vista en el osciloscopio. El valor rms debe ser 0.3535 veces el valor p-p visto en el osciloscopio. Las ondas senoidales son utilizadas para checar circuitos de audio y de radio frecuencia.
Onda Cuadrada:
Una onda cuadrada se puede obtener en el conector de la salida principal cuando se presiona la opcin de onda cuadrada en el botn de funcin y cuando cualquier botn del rango de frecuencia est tambin presionado. La frecuencia de la onda se establece por la combinacin del botn de rango y el control de variacin de frecuencia.La salida puede verificarse con un osciloscopio utilizando la misma conexin utilizada en la onda senoidal. La frecuencia de salida puede establecerse con mayor precisin utilizando un contador de frecuencia (Frequency Counter) conectando la salida del generador de funciones directamente al contador, o usando un cable BNC con conexin en T de la salida del generador de funciones al osciloscopio y al contador al mismo tiempo.
Para ajustar el generador de funciones para que opere con una onda cuadrada, los controles pueden estar ajustados de la misma manera con la que se obtuvo la seal senoidal, excepto la opcin de onda cuadrada en el botn de funcin debe estar presionada. No se podr tener un valor rms muy exacto para una onda cuadrada con el multmetro o cualquier otro medidor digital o analgico, porque estn calibrados para obtener valores rms de seales senoidales.La seal de onda cuadrada puede ser utilizada para simular seales pulsantes. La onda cuadrada es frecuentemente usada para pruebas y calibracin de circuitos de tiempo.
Onda Diente de Sierra:
Una onda triangular se puede obtener en el conector de la salida principal cuando se presiona la opcin de onda triangular en el botn de funcin y cuando cualquier botn del rango de frecuencia est tambin presionado. La frecuencia de la onda se establece por la combinacin del botn de rango y el control de variacin de frecuencia.La salida puede verificarse con un osciloscopio utilizando la misma conexin utilizada en la onda senoidal. La frecuencia de salida puede establecerse con mayor precisin utilizando un contador de frecuencia (Frequency Counter) conectando la salida del generador de funciones directamente al contador, o usando un cable BNC con conexin en T de la salida del generador de funciones al osciloscopio y al contador al mismo tiempo.
Para ajustar el generador de funciones para que opere con una onda triangular, los controles pueden estar ajustados de la misma manera con la que se obtuvo la seal senoidal, excepto la opcin de onda cuadrada en el botn de funcin debe estar presionada. No se podr tener un valor rms muy exacto para una onda cuadrada con el multmetro o cualquier otro medidor digital.Uno de los usos ms comunes de la onda triangular es para hacer un control de barrido externo para un osciloscopio. Es tambin usada para calibrar los circuitos simtricos de algunos equipos.
TTL:
Una seal TTL (Transistor-Transistor-Logic) puede obtenerse a la salida del conector SYNC. El rango del pulso es controlado por los botones de rango y el disco de frecuencia. La simetra de esta forma de onda puede ser controlada con el control de ciclo de trabajo. La seal TTL est tambin disponible en el modo de barrido. La amplitud de la seal TTL se fija a 2 Vp-p (onda cuadrada).El pulso TTL es utilizado para inyectar seales a circuitos lgicos con el propsito de hacer pruebas.
Salida del Barrido:
Todas las salidas que se pueden obtener del generador de funciones pueden utilizarse en modo de barrido. Estas salidas son utilizadas en conjunto con otros instrumentos de prueba para producir una seal de frecuencia modulada. El uso de una seal de barrido es un mtodo comn en circuitos de sintonizacin y para controlar el ancho de banda de circuitos de audio y de radio frecuencia.
Voltaje controlado por la entrada para barrido externo
Esta caracterstica permite que el generador de barrido sea controlado por una fuente de voltaje externa. Cuando est en operacin este modo, el botn de barrido no debe estar presionado por lo que los controles de rango de barrido y ancho de banda de barrido tampoco estn en operacin. El voltaje en DC aplicado a la entrada determina las caractersticas del barrido de la seal a la salida del conector principal o SYNC (TTL).
2.4.2_Osciloscopio Analgico y Digital
CONCEPTO
El osciloscopio es un instrumento que permite visualizar fenmenos transitorios as como formas de ondas en circuitos elctricos y electrnicos. Por ejemplo en el caso de los televisores, las formas de las ondas encontradas de los distintos puntos de los circuitos estn bien definidas, y mediante su anlisis podemos diagnosticar con facilidad cules son los problemas del funcionamiento.
Los osciloscopios son de los instrumentos ms verstiles que existen y los utilizan desde tcnicos de reparacin de televisores hasta mdicos. Un osciloscopio puede medir un gran nmero de fenmenos, provisto del transductor adecuado (un elemento que convierte una magnitud fsica en seal elctrica) ser capaz de darnos el valor de una presin, ritmo cardiaco, potencia de sonido, nivel de vibraciones en un coche, etc.
Es importante que el osciloscopio utilizado permita la visualizacin de seales de por lo menos 4,5 ciclos por segundo, lo que permite la verificacin de etapas de video, barrido vertical y horizontal y hasta de fuentes de alimentacin.
PARMETROS QUE INFLUYEN EN LA CALIDAD DE UN OSCILOSCOPIO
ANCHO DE BANDA
Especifica el rango de frecuencias en las que el osciloscopio puede medir con precisin. Por convenio el ancho de banda se calcula desde 0Hz (continua) hasta la frecuencia a la cual una seal de tipo senoidal se visualiza a un 70.7% del valor aplicado a la entrada (lo que corresponde a una atenuacin de 3dB).
TIEMPO DE SUBIDA
Es otro de los parmetros que nos dar, junto con el anterior, la mxima frecuencia de utilizacin del osciloscopio. Es un parmetro muy importante si se desea medir con fiabilidad pulsos y flancos (recordar que este tipo de seales poseen transiciones entre niveles de tensin muy rpidas). Un osciloscopio no puede visualizar pulsos con tiempos de subida ms rpidos que el suyo propio.
SENSIBILIDAD VERTICAL
Indica la facilidad del osciloscopio para amplificar seales dbiles. Se suele proporcionar en mV por divisin vertical, normalmente es del orden de 5 mV/div (llegando hasta 2 mV/div).
VELOCIDAD
Para osciloscopios analgicos esta especificacin indica la velocidad mxima del barrido horizontal, lo que nos permitir observar sucesos ms rpidos. Suele ser del orden de nanosegundos por divisin horizontal.
EXACTITUD EN LA GANANCIA
Indica la precisin con la cual el sistema vertical del osciloscopio amplifica atena la seal. Se proporciona normalmente en porcentaje mximo de error.
EXACTITUD DE LA BASE DE TIEMPOS
Indica la precisin en la base de tiempos del sistema horizontal del osciloscopio para visualizar el tiempo. Tambin se suele dar en porcentaje de error mximo.
RESOLUCIN VERTICAL
Se mide en bits y es un parmetro que nos da la resolucin del conversor A/D del osciloscopio digital. Nos indica con que precisin se convierten las seales de entrada en valores digitales almacenados en la memoria. Tcnicas de clculo pueden aumentar la resolucin efectiva del osciloscopio.
FUNCIONAMIENTO DEL OSCILOSCOPIO
Los siguientes son los pasos para el correcto manejo del osciloscopio:
PONER A TIERRA
Una buena conexin a tierra es muy importante para realizar medidas con un osciloscopio. Por seguridad es obligatorio colocar a tierra el osciloscopio. Si se produce un contacto entre un alto voltaje y la carcasa de un osciloscopio no puesto a tierra, cualquier parte de la carcasa, incluidos los mandos.. Mientras que un osciloscopio bien colocado a tierra, la corriente, que en el anterior caso atravesara al usuario, se desva a la conexin de tierra.
Para conectar a tierra un osciloscopio se necesita unir el chasis del osciloscopio con el punto de referencia neutro de tensin (comnmente llamado tierra). Esto se consigue empleando cables de alimentacin con tres conductores (dos para la alimentacin y uno para la toma de tierra).
El osciloscopio necesita, por otra parte, compartir la misma masa con todos los circuitos bajo prueba a los que se conecta.
Algunos osciloscopios pueden funcionar a diferentes tensiones de red y es muy importante asegurarse que esta ajustado a la misma de la que disponemos en las tomas de tensin.
AJUSTE INICIAL DE LOS CONTROLES
Despus de conectar el osciloscopio a la toma de red y de alimentarlo pulsando en el interruptor de encendido:
Es necesario familiarizarse con el panel frontal del osciloscopio. Todos los osciloscopios disponen de tres secciones bsicas que llamaremos: Vertical, Horizontal, y Disparo. Dependiendo del tipo de osciloscopio empleado en particular, podemos disponer de otras secciones.
Existen unos conectores BNC, donde se colocan las sondas de medida.
La mayora de los osciloscopios actuales disponen de dos canales etiquetados normalmente como I y II ( A y B). El disponer de dos canales nos permite comparar seales de forma muy cmoda.
Algunos osciloscopios avanzados poseen un interruptor etiquetado como AUTOSET PRESET que ajustan los controles en un solo paso para ajustar perfectamente la seal a la pantalla. Si el osciloscopio no posee esta caracterstica, es importante ajustar los diferentes controles del aparato a su posicin estndar antes de proceder a medir.
Ajustar el osciloscopio para visualizar el canal I. (Al mismo tiempo se colocar como canal de disparo el I).
Ajustar a una posicin intermedia la escala voltios/divisin del canal I (por ejemplo 1v/cm).
Colocar en posicin calibrada el mando variable de voltios/divisin (potencimetro central).
Desactivar cualquier tipo de multiplicadores verticales.
Colocar el conmutador de entrada para el canal I en acoplamiento DC.
Colocar el modo de disparo en automtico.
Desactivar el disparo retardado al mnimo desactivado.
Situar el control de intensidad al mnimo que permita apreciar el trazo en la pantalla, y el trazo de focus ajustado para una visualizacin lo ms ntida posible (generalmente los mandos quedaran con la sealizacin cercana a la posicin vertical).
EJEMPLO PARA UN CIRCUITO
Cuando se conecta la sonda a un circuito, la seal atraviesa esta ltima y se dirige a la seccin vertical. Dependiendo de donde situemos el mando del amplificador vertical atenuaremos la seal la amplificaremos. En la salida de este bloque ya se dispone de la suficiente seal para atacar las placas de deflexin verticales y que son las encargadas de desviar el haz de electrones, que surge del ctodo e impacta en la capa fluorescente del interior de la pantalla, en sentido vertical. Hacia arriba si la tensin es positiva con respecto al punto de referencia (GND) hacia abajo si es negativa.La seal tambin atraviesa la seccin de disparo para de esta forma iniciar el barrido horizontal (este es el encargado de mover el haz de electrones desde la parte izquierda de la pantalla a la parte derecha en un determinado tiempo). El trazado (recorrido de izquierda a derecha) se consigue aplicando la parte ascendente de un diente de sierra a las placas de deflexin horizontal, y puede ser regulable en tiempo actuando sobre el mando TIME-BASE. El trazado (recorrido de derecha a izquierda) se realiza de forma mucho ms rpida con la parte descendente del mismo diente de sierra.De esta forma laaccincombinada del trazado horizontal y de la deflexin vertical traza la grfica de la seal en la pantalla. La seccin de disparo es necesaria para estabilizar las seales repetitivas (se asegura que el trazado comience en el mismo punto de la seal repetitiva)
El trazado (recorrido de izquierda a derecha) se consigue aplicando la parte ascendente de un diente de sierra a las placas de deflexin horizontal (las que estn en posicin vertical), y puede ser regulable en tiempo actuando sobre el mando TIME-BASE. El retrasado (recorrido de derecha a izquierda) se realiza de forma mucho ms rpida con la parte descendente del mismo diente de sierra.
De esta forma la accin combinada del trazado horizontal y de la deflexin vertical traza la grfica de la seal en la pantalla. La seccin de disparo es necesaria para estabilizar las seales repetitivas (se asegura que el trazado comience en el mismo punto de la seal repetitiva).
En la siguiente figura puede observarse la misma seal en tres ajustes de disparo diferentes: en el primero disparada en flanco ascendente, en el segundo sin disparo y en el tercero disparada en flanco descendente.
Como conclusin para utilizar de forma correcta un osciloscopio analgico necesitamos realizar tres ajuste bsicos:
La atenuacin amplificacin que necesita la seal. Utilizar el mando AMPL. para ajustar la amplitud de la seal antes de que sea aplicada a las placas de deflexin vertical. Conviene que la seal ocupe una parte importante de la pantalla sin llegar a sobrepasar los lmites.
La base de tiempos. Utilizar el mando TIMEBASE para ajustar lo que representa en tiempo una divisin en horizontal de la pantalla. Para seales repetitivas es conveniente que en la pantalla se puedan observar aproximadamente un par de ciclos.
Disparo de la seal. Utilizar los mandos TRIGGER LEVEL (nivel de disparo) y TRIGGER SELECTOR (tipo de disparo) para estabilizar lo mejor posible seales repetitivas.
Por supuesto, tambin deben ajustarse los controles que afectan a la visualizacin: FOCUS (enfoque), INTENS. (intensidad) nunca excesiva, Y-POS (posicin vertical del haz) y X-POS (posicin horizontal del haz).
Osciloscopio digital
Los osciloscopios digitales poseen adems de las secciones explicadas anteriormente un sistema adicional de proceso de datos que permite almacenar y visualizar la seal.
Cuando se conecta la sonda de un osciloscopio digital a un circuito, la seccin vertical ajusta la amplitud de la seal de la misma forma que lo hacia el osciloscopio analgico.
El conversor analgico-digital del sistema de adquisicin de datos hace un muestreo la seal a intervalos de tiempo determinados y convierte la seal de voltaje continua en una serie de valores digitales llamados muestras. En la seccin horizontal una seal de reloj determina cuando el conversor A/D toma una muestra. La velocidad de este reloj se denomina velocidad de muestreo y se mide en muestras por segundo.
Los valores digitales muestreados se almacenan en una memoria como puntos de seal. El nmero de los puntos de seal utilizados para reconstruir la seal en pantalla se denomina registro. La seccin de disparo determina el comienzo y el final de los puntos de seal en el registro. La seccin de visualizacin recibe estos puntos del registro, una vez almacenados en la memoria, para presentar en pantalla la seal.
Dependiendo de las capacidades del osciloscopio se pueden tener procesos adicionales sobre los puntos muestreados, incluso se puede disponer de un predisparo, para observar procesos que tengan lugar antes del disparo.
Fundamentalmente, un osciloscopio digital se maneja de una forma similar a uno analgico, para poder tomar las medidas se necesita ajustar el mando AMPL, el mando TIME-BASE as como los mandos que intervienen en el disparo.
Cuando se conecta la sonda de un osciloscopio digital a un circuito, la seccin vertical ajusta la amplitud de la seal de la misma forma que lo hacia el osciloscopio analgico.
El conversor analgico-digital del sistema de adquisicin de datos muestrea la seal a intervalos de tiempo determinados y convierte la seal de voltaje continua en una serie de valores digitales llamados muestras . En la seccin horizontal una seal de reloj determina cuando el conversor A/D toma una muestra. La velocidad de este reloj se denomina velocidad de muestreo y se mide en muestras por segundo.
MTODOS DE MUESTREO
Se trata de explicar como se las arreglan los osciloscopios digitales para reunir los puntos de muestreo. Para seales de lenta variacin, los osciloscopios digitales pueden perfectamente reunir ms puntos de los necesarios para reconstruir posteriormente la seal en la pantalla. No obstante, para seales rpidas (como de rpidas depender de la mxima velocidad de muestreo de nuestro aparato) el osciloscopio no puede recoger muestras suficientes y debe recurrir a una de estas dos tcnicas:
Interpolacin , es decir, estimar un punto intermedio de la seal basndose en el punto anterior y posterior.
Muestreo en tiempo equivalente . Si la seal es repetitiva es posible muestrear durante unos cuantos ciclos en diferentes partes de la seal para despus reconstruir la seal completa.
MUESTREO EN TIEMPO REAL CON INTERPOLACIN
El mtodo estndar de muestreo en los osciloscopios digitales es el muestreo en tiempo real: el osciloscopio rene los suficientes puntos como para reconstruir la seal. Para seales no repetitivas la parte transitoria de una seal es el nico mtodo vlido de muestreo.
Los osciloscopios utilizan la interpolacin para poder visualizar seales que son ms rpidas que su velocidad de muestreo. Existen bsicamente dos tipos de interpolacin:
Lineal : Simplemente conecta los puntos muestreados con lneas. Senoidal : Conecta los puntos muestreados con curvas segn un proceso matemtico, de esta forma los puntos intermedios se calculan para rellenar los espacios entre puntos reales de muestreo. Usando este proceso es posible visualizar seales con gran precisin disponiendo de relativamente pocos puntos de muestreo.
MUESTREO EN TIEMPO EQUIVALENTE
Algunos osciloscopios digitales utilizan este tipo de muestreo. Se trata de reconstruir una seal repetitiva capturando una pequea parte de la seal en cada ciclo. Existen dos tipos bsicos: Muestreo secuencial- Los puntos aparecen de izquierda a derecha en secuencia para conformar la seal. Muestreo aleatorio- Los puntos aparecen aleatoriamente para formar la seal
TRMINOS UTILIZADOS AL MEDIR
Existe un trmino general para describir un patrn que se repite en el tiempo: onda . Existen ondas de sonido, ondas ocenicas, ondas cerebrales y por supuesto, ondas de tensin. Un osciloscopio mide estas ltimas. Un ciclo es la mnima parte de la onda que se repite en el tiempo. Una forma de onda es la representacin grfica de una onda. Una forma de onda de tensin siempre se presentar con el tiempo en el eje horizontal (X) y la amplitud en el eje vertical (Y).
La forma de onda nos proporciona una valiosa informacin sobre la seal. En cualquier momento podemos visualizar la altura que alcanza y, por lo tanto, saber si el voltaje ha cambiado en el tiempo (si observamos, por ejemplo, una lnea horizontal podremos concluir que en ese intervalo de tiempo la seal es constante). Con la pendiente de las lneas diagonales, tanto en flanco de subida como en flanco de bajada, podremos conocer la velocidad en el paso de un nivel a otro, pueden observarse tambin cambios repentinos de la seal (ngulos muy agudos) generalmente debidos a procesos transitorios.
TERMINOLOGA
Existe un trmino general para describir un patrn que se repite en el tiempo: onda. Existen ondas de sonido, ondas ocenicas, ondas cerebrales y por supuesto, ondas de tensin. Un osciloscopio mide estas ltimas. Un ciclo es la mnima parte de la onda que se repite en el tiempo. Una forma de onda es la representacin grfica de una onda. Una forma de onda de tensin siempre se presentar con el tiempo en el eje horizontal (X) y la amplitud en el eje vertical (Y).
La forma de onda nos proporciona una valiosa informacin sobre la seal. En cualquier momento podemos visualizar la altura que alcanza y, por lo tanto, saber si el voltaje ha cambiado en el tiempo (si observamos, por ejemplo, una lnea horizontal podremos concluir que en ese intervalo de tiempo la seal es constante). Con la pendiente de las lneas diagonales, tanto en flanco de subida como en flanco de bajada, podremos conocer la velocidad en el paso de un nivel a otro, pueden observarse tambin cambios repentinos de la seal (ngulos muy agudos) generalmente debidos a procesos transitorios.
Tipos de ondas
Se pueden clasificar las ondas en los cuatro tipos siguientes:
Ondas senoidales
Ondas cuadradas y rectangulares
Ondas triangulares y en diente de sierra.
Pulsos y flancos escalones.
ONDAS SENOIDALES
Son las ondas fundamentales y eso por varias razones: Poseen unas propiedades matemticas muy interesantes (por ejemplo con combinaciones de seales senoidales de diferente amplitud y frecuencia se puede reconstruir cualquier forma de onda), la seal que se obtiene de las tomas de corriente de cualquier casa tienen esta forma, las seales de test producidas por los circuitos osciladores de un generador de seal son tambin senoidales, la mayora de las fuentes de potencia en AC (corriente alterna) producen seales senoidales.
La seal senoidal amortiguada es un caso especial de este tipo de ondas y se producen en fenmenos de oscilacin, pero que no se mantienen en el tiempo.
ONDAS CUADRADAS Y RECTANGULARES
Las ondas cuadradas son bsicamente ondas que pasan de un estado a otro de tensin, a intervalos regulares, en un tiempo muy reducido. Son utilizadas usualmente para probar amplificadores (esto es debido a que este tipo de seales contienen en si mismas todas las frecuencias). La televisin, la radio y los ordenadores utilizan mucho este tipo de seales, fundamentalmente como relojes y temporizadores.
Las ondas rectangulares se diferencian de las cuadradas en no tener iguales los intervalos en los que la tensin permanece a nivel alto y bajo. Son particularmente importantes para analizar circuitos digitales.
ONDAS TRIANGULARES Y EN DIENTE DE SIERRA
Se producen en circuitos diseados para controlar voltajes linealmente, como pueden ser, por ejemplo, el barrido horizontal de un osciloscopio analgico el barrido tanto horizontal como vertical de una televisin. Las transiciones entre el nivel mnimo y mximo de la seal cambian a un ritmo constante. Estas transiciones se denominan rampas.
La onda en diente de sierra es un caso especial de seal triangular con una rampa descendente de mucha ms pendiente que la rampa ascendente.
PULSOS Y FLANCOS ESCALONES
Seales, como los flancos y los pulsos, que solo se presentan una sola vez, se denominan seales transitorias. Un flanco escaln indica un cambio repentino en el voltaje, por ejemplo cuando se conecta un interruptor de alimentacin. El pulso indicara, en este mismo ejemplo, que se ha conectado el interruptor y en un determinado tiempo se ha desconectado. Generalmente el pulso representa un bit de informacin atravesando un circuito de un ordenador digital tambin un pequeo defecto en un circuito (por ejemplo un falso contacto momentneo). Es comn encontrar seales de este tipo en ordenadores, equipos de rayos X y de comunicaciones.
PERIODO Y FRECUENCIA
Si una seal se repite en el tiempo, posee una frecuencia (f). La frecuencia se mide en Hertz (Hz) y es igual al numero de veces que la seal se repite en un segundo, es decir, 1Hz equivale a 1 ciclo por segundo. Una seal repetitiva tambin posee otro paramento: el periodo, definindose como el tiempo que tarda la seal en completar un ciclo. Periodo y frecuencia son recprocos el uno del otro:
VOLTAJE
Voltaje es la diferencia de potencial elctrico entre dos puntos de un circuito. Normalmente uno de esos puntos suele ser masa (GND, 0v), pero no siempre, por ejemplo se puede medir el voltaje pico a pico de una seal (V pp como la diferencia entre el valor mximo y mnimo de esta. La palabra amplitud significa generalmente la diferencia entre el valor mximo de una seal y masa.
FASE
La fase se puede explicar mucho mejor si consideramos la forma de onda senoidal. La onda senoidal se puede extraer de la circulacin de un punto sobre un circulo de 360. Un ciclo de la seal senoidal abarca los 360.
Cuando se comparan dos seales senoidales de la misma frecuencia puede ocurrir que ambas no estn en fase, o sea, que no coincidan en el tiempo los pasos por puntos equivalentes de ambas seales. En este caso se dice que ambas seales estan desfasadas, pudindose medir el desfase con una simple regla de tres: Siendo t el tiempo de retraso entre una seal y otra.
FUENTES CONSULTADAS:
https://todoingenieriaindustrial.wordpress.com/metrologia-y-normalizacion/2-4-diferencia-ventajas-y-desventajas-de-instrumentos-analogicos-y-digitales/
http://www.mitecnologico.com/electronica/Main/OperacionVentajasYDesventajasDeMedidoresElectromecanicosAnalogicosYElectronicosDigitales
http://es.wikipedia.org/wiki/Voltmetro
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/magnetic/movcoil.html
https://todoingenieriaindustrial.wordpress.com/metrologia-y-normalizacion/3-4-diferencia-ventajas-y-desventajas-de-instrumentos-analogicos-y-digitales/
http://www.buenastareas.com/materias/ventajas-y-desventajas-de-medidores-electromecanicos-y-el/0
http://www.uv.es/gammmm/Subsitio%20Operaciones/7%20normas%20de%20seguridad.htm
http://ildustrial.blogspot.mx/2012/05/normas-de-seguridad-y-riesgos-para.html
http://es.wikipedia.org/wiki/Generador_de_seales
http://www.forosdeelectronica.com/tutoriales/generador.htm
https://www.youtube.com/watch?v=ciWSiDJcoCE
http://www.electronicam.es/generador_funciones.html
http://es.wikipedia.org/wiki/Osciloscopio
http://www.equiposylaboratorio.com/sitio/contenidos_mo.php?it=1484
GRACIAS POR SU ATENCION