Concepto de Medida

Comparar una medida determinada con otra que tomamos como unidad.

Cualidades de los Aparatos de Medida

Un aparato de medida será mejor o peor según:

a) Sensibilidad

Cociente entre la variación de la aguja indicadora (medida en grados) y la variación de la magnitud que está midiendo. Específica en analógicos.

b) Precisión

Íntimamente relacionada con su calidad. Será más preciso cuanto más parecido sea el valor indicado al valor real de la medida.

c) Exactitud

Cuanto más parecidos sean el valor medido y el valor real. Por extensión, un aparato exacto es a su vez preciso, pero un aparato preciso no tiene por qué ser exacto.

d) Fidelidad

Cuando al repetir la medición, siempre da la misma medida.

e) Rapidez

Es cuando el instrumento se estabiliza en menos tiempo.

Errores en la Medida

1. Errores al Realizar la Medida

a) Errores de Cero

Cuando al iniciar la medida no hemos mirado la posición de la aguja indicadora (antes de medir, ajustar la aguja a cero).

b) Error de Paralaje

Cuando el operario no encara perpendicularmente el aparato.

2. Errores Debido a la Calidad y Precisión del Aparato

a) Error Absoluto (Ea)

Ea = Valor leído – Valor real. Nos indica cuánto nos hemos equivocado. Se pueden obtener tanto positivos (mide exceso) como negativos (mide defecto).

b) Error Relativo (Er)

Er = (Ea / Valor real) * 100. Se refiere al error cometido por unidad de medida. Un aparato es bueno cuando el error relativo está por debajo del 2%.

3. Clase de Precisión

Clase = (Ea máximo / Valor final de la escala) * 100. Se clasifican según su precisión:

  • Clase 0.1 y 0.2: Instrumentos de gran precisión para investigación.
  • Clase 0.5: Instrumentos de precisión para laboratorio.
  • Clase 1: Instrumentos de medida portátiles de corriente continua.
  • Clase 1.5: Instrumentos de cuadros y portátiles de corriente alterna.
  • Clase 2.5 y 5: Instrumentos de cuadro.

Escalas

Sobre esta se desplaza el índice para indicar el valor. Dependiendo de la constitución del aparato, existen distribuciones distintas:

  • Uniformes: Todas las divisiones son iguales a lo largo de la escala.
  • Cuadráticas: Las divisiones se ensanchan sobre el final de la escala.
  • Ensanchadas: Las divisiones son distintas al principio y al final de la escala.
  • Logarítmicas: Las divisiones son menores al final de la escala.

Campo de Medida

Máxima medida que se puede realizar con el aparato. Pueden llevar diferentes campos para la misma magnitud según la conexión. Podemos ampliar el campo de medida cambiando las bornas de conexión.

Campo de Lectura

La zona donde no existen divisiones (entre las rayas del medidor).

Simbología en Aparatos de Medidas Eléctricas

  • Analógicos: Aguja desplazada sobre una escala.
  • Digitales: Valor en pantalla o display.

Categoría de Empleo

  • Laboratorio: 0.1; 0.2; 0.5
  • Servicio: 1; 1.5; 2.5; 5

Medida de Tensiones

Medidas Directas

Cuando el voltímetro tiene un alcance de medida superior al valor de la magnitud a medir. Se coloca en paralelo con los dos puntos cuya tensión queremos medir.

Medidas Indirectas

Igual que las medidas directas, pero con un voltímetro de alcance inferior. Se conecta el voltímetro a una resistencia en serie para limitar la tensión de entrada, siendo:

  • Rr = Rv * (V / Vv – 1)
  • Pr = (V^2 * r) / Rr
  • Siendo Vr = V – Vv

Donde:

  • Rr: Resistencia en serie adicional.
  • Rv: Resistencia interna del voltímetro.
  • V: Límite de medida que queremos tener.
  • Vv: Fondo de escala del voltímetro.
  • Pr: Potencia a disipar por la resistencia en serie adicional.

Medidas de Intensidades

Medidas Directas

Cuando el amperímetro tiene un alcance de medida superior a la magnitud a medir. Se conecta el amperímetro en serie en el punto del circuito cuya intensidad se quiere medir.

Medidas Indirectas

Igual que las medidas directas, pero con un amperímetro de alcance inferior. Se conecta el amperímetro a una resistencia en paralelo (shunt) para limitar la corriente de entrada, de valores:

  • Rs = Ra / (IT / IA – 1)
  • Ps = Rs * (IT – IA)^2

Donde:

  • Rs: Resistencia shunt adicional.
  • Ra: Resistencia interna del amperímetro.
  • IT: Límite de medida que queremos tener.
  • IA: Fondo de escala del amperímetro.
  • Ps: Potencia a disipar por la resistencia shunt adicional.

Medida de Potencias

Medidas Directas

Cuando el vatímetro tiene un alcance de medida superior al valor de la magnitud a medir. Se conecta la bobina voltimétrica en paralelo y la bobina amperimétrica en serie.

Medidas Indirectas

Igual que las medidas directas, pero con un vatímetro de alcance inferior. Se utilizan resistencias shunt y resistencias en serie adicionales.

Medida de Resistencias Eléctricas

Se mide mediante el óhmetro, constituido por un galvanómetro y una fuente de alimentación en serie (pila). La pila hace que circule una pequeña intensidad por el circuito a medir, ya que no hay corriente, y en función de la intensidad, el galvanómetro nos dará un valor. Para realizar la medida de resistencia, observar las siguientes precauciones:

  • Que el circuito a medir esté desconectado de la red.
  • Si es un elemento que forma parte de un montaje, debemos aislarlo, ya que puede variar el valor.

Para realizar la medida, se colocan las puntas de las pinzas en los extremos de la resistencia.

Determinar la Relación de Transformación de Ip/Is

  • Elegir preferentemente como intensidad primaria del transformador la intensidad normalizada inmediatamente superior a la que se va a medir.
  • Elegir preferentemente como intensidad secundaria 1A o 5A en función del aparato de medida o del relé y de la distancia entre el transformador y el aparato que alimenta:
    • Secundario 5A: Se utiliza cuando los aparatos de medida se encuentran cerca de los transformadores, a menos de 10 m.
    • Secundario 1A: Cuando la distancia entre el transformador de intensidad y el aparato de medida es elevada (superior a 10 m). Las pérdidas en julios debidas al cableado son 25 veces más importantes en 5A que en 1A.

Determinar la Potencia del Transformador

 *Para definir la potencia en VA del transformador, añadir a las potencias consumidas por los aparatos conectados al transformador, la potencia absorbida por el cableado. Se recomienda elegir la potencia normalizada mas cercana posible, pero superior a la potencia calculada, ya que las caracteristicas relativas a la precisión y el factor de seguridad podrian modificarse. DEFINIR LA CLASE DE PRECISION EN FUNCION DE LA APLICACION Patrones = clase 0,1 o 0,2 Facturacion= clase 0,5//0,2//0,55 o 0,25 Medida Industrial= clase 1 Visualizacion de la intensidad= clase 1 o 3 Proteccion= clase 5p o 10p *No olvidar que los errores de los aparatos de medida se suman a los errores de los transformadores que los alimentan DEFINIR EL TIPO DE APARATO EN FUNCION DEL MODO DE INSTALACION  * Cuando la intensidad del primario es muy baja , de hasta algunas decenas de amperios, generalmente se impone el uso de un transformador con primario bobinado.  *Los transformadores de cable o barra pasante se utilizan cuando las intensidades que se van a medir son elevadas : superiores a 150a. Sus prestaciones son menores cuando la intensidad del primario es baja (entre 40 y 150a)  *No es practico ni rentable utilizarlos por debajo de 40a. La eleccion del modelo depende de tipo de conductor primario, cable o barra, y de su sección OTROS DATOS A TENER EN CUENTA Intensidad admisible en un embarrado Temperatura ambiente= 30ºC, calentamiento embarrado =40ºC, Barras puesta en canto, Espacio entre 2 barras igual al espesor de una barra, Intensidad admisible en amperios