INTERPRETACIÓN DE
Especificaciones
Es el
análisis que se le puede hacer a todos los datos que da el fabricante. Son
producidas por el mismo fabricante quien es el encargado de dar todas las
especificaciones de las escalas de medición de los diferentes instrumentos de
medida.
Su función es dar a conocer los rangos dentro de los cuales puedo trabajar con cada instrumento que utilice.
La presentación de la información se hace por medio de un conjunto de dígitos. En el caso de los multímetros. Estos dígitos se forman con 7 barras o segmentos formando un ocho. De acuerdo con los segmentos excitados eléctricamente, será el número representado. Los segmentos pueden ser de Led o Cristal Líquido. Los de Led son luminosos no dependiendo de la luminosidad exterior para poder observarlos. Los de Cristal Líquidos dependen de la luz exterior para ser observados.
Los instrumentos pueden contener 3, 4 o 5 dígitos. Mientras mayor cantidad de dígitos tenga el instrumento, mayor será la resolución del mismo, o sea, se podrá leer con mayor exactitud del valor desconocido.
Su función es dar a conocer los rangos dentro de los cuales puedo trabajar con cada instrumento que utilice.
La presentación de la información se hace por medio de un conjunto de dígitos. En el caso de los multímetros. Estos dígitos se forman con 7 barras o segmentos formando un ocho. De acuerdo con los segmentos excitados eléctricamente, será el número representado. Los segmentos pueden ser de Led o Cristal Líquido. Los de Led son luminosos no dependiendo de la luminosidad exterior para poder observarlos. Los de Cristal Líquidos dependen de la luz exterior para ser observados.
Los instrumentos pueden contener 3, 4 o 5 dígitos. Mientras mayor cantidad de dígitos tenga el instrumento, mayor será la resolución del mismo, o sea, se podrá leer con mayor exactitud del valor desconocido.
Cada dígito será formado por
la combinación de los segmentos de ese dígito. Cada segmento es controlado por
una línea eléctrica. Para tener mayor resolución de lectura, se necesitan
varios dígitos, pero cada dígito necesita 7 líneas. Esto complica la
decodificación y la implementación eléctrica del contador por la cantidad de
cableados necesarios.
El número uno (1) es formado
por los dos segmentos verticales derechos. Si excitamos el primer dígito de la
izquierda con una sola línea, conectada a estos dos segmentos, tendremos un 1
cuando la línea este excitada y un cero cuando esta línea no esté excitada.
Esto permitiría duplicar la resolución sin complicar demasiado el cableado.
Este dígito a la izquierda que puede tomar valor 1 ó 0 se lo conoce como medio
dígito.
Normalmente se tienen un
lectura de 999 pero con el agregado de un 1 delante del 999, se obtiene el doble
de escala al poder leer 1999.
Dicho de otro modo, con un
instrumento de dígitos normales, para un instrumento de 3 dígitos, se podría
leer 999 milivolts en la escala de milivolts, pero si se agrega el medio dígito
delante del dígito de la izquierda, se puede leer hasta 1999 milivolts.
Normalmente cuando el valor de entrada supera las 1999 cuentas, los dígitos
completos no están iluminados y sólo el medio dígito presenta el valor 1,
indicando sobre-escala. (lectura mayor a la que puede indicar el instrumento).
Cuando la lectura es menor a
1000 cuentas, el medio dígito no se enciende.
Esto hace muy ventajoso el uso
común de el llamado medio dígito (el 1 más significativo) que duplica la
resolución del instrumento.
En la presentación digital
también se manifiesta un error por indeterminación de + 1 dígito en la
presentación. O sea, después del último dígito de la derecha, los dígitos
siguientes de menor valor no son mostrados. Estos dígitos no mostrados pueden
ser mayores a 5 ó menores a 5, El instrumento, redondea el ultimo dígito de la
derecha, con lo cual se pierde la información sobre esos dígitos no
presentados. Por lo tanto, el ultimo dígito puede ser de un valor mayor o menor
en 1.
Osea, si nos da una lectura de
1456 mV, el valor puede ser de 1455 mV a 1457 mV. Uno por encima y uno por
debajo del valor presentado.
Precisión de la medición está
dada por
± 1 cuenta
±Error de la
base de tiempo
±Error del conversor de entrada correspondiente.
Especificaciones de los
Multímetros
La especificación de un
instrumento de medición, es una detallada descripción de las características
que identifican al instrumento.
La utilidad y
simplicidad de las especificaciones debe tenerse en cuenta al diseñar la
presentación de estas especificaciones. Una especificación que se aplica a
todos los rangos, a todos los niveles y a un amplio rango de condiciones
ambientales es fácilmente entendida.
Los componentes que integran
la especificación de un instrumento de medición, incluye todos los parámetros
que identifican al instrumento, y a las condiciones de respuesta del mismo ante
diversas condiciones ambientales y de lectura. Entre ellas tenemos los Rangos,
la Exactitud, la Precisión, la Resolución, linealidad, los límites de
temperatura de funcionamiento y almacenamiento, las características de entrada,
los valores máximos y mínimo de lectura.
RANGO: Los rangos son las
distintas escalas que el instrumento tiene a fin de dar una lectura adecuada
dentro de la resolución establecida en la especificación.
Fondo (FULL) de escala: Es el
máximo valor de lectura en la escala en uso.
Factor de escala: Este
está dado por la relación entre el rango elegido y el número de divisiones de
dicho rango. Este es más aplicable a instrumentos de medición analógica.
PRECISIÓN: Es el mayor error permitido, expresado como un porcentaje o
un valor absoluto. O sea, es la exactitud de la medición. En multímetros
digitales, la precisión se expresa por dos términos. Uno de ellos es la
cantidad de dígitos fijos de error y el otro término puede expresarse de cuatro
formas:
a) % de la lectura especificada:
En los instrumentos digitales,
por ejemplo, se expresa como ± (2,0 % de la lectura ± 2 dígitos), indicando que
el error del valor leído está dentro del 1,3 % y además 2 dígitos de error
fijo. Por ejemplo en ese caso, si la lectura es 1200 mV, el error es de 24 mV
(2,0 % de1200) ±2 mV (2 dígitos), siendo la lectura verdadera, en el peor de
los casos:
b) Error
expresado en dígitos: = + x dígitos
Por ejemplo, si el error es de
+ 2 dígitos en la escala de milivoltios, y tenemos una lectura de 1.499 volts,
esto significa que el error es de + 2 milivoltios y la lectura real puede ser
1501 a 1597 mvoltios. Este tipo de indicación de error es fijo, o sea
independientemente del valor leído.
El error es siempre de igual
cantidad de dígitos por arriba o por abajo del valor indicado.
ESTABILIDAD: Es el período de tiempo en el cual se garantiza
que el instrumento mantenga las lecturas dentro de la especificaciones
indicadas. En consecuencia, periódicamente debe hacerse una constatación del
instrumento con otro de mayor estabilidad y precisión a fin de ajustarlo
mediante los controles adecuados a los valores indicados por la especificación.
RESOLUCION: Es el menor valor de lectura que puede
identificar el instrumento en la escala en uso. O sea, es el menor cambio de la
magnitud que puede ser indicado por el instrumento.
Por ejemplo, en un multímetro
de 5 dígitos puede mostrar 200000 cuentas, y en consecuencia la resolución será
igual a 1 dígito. Por ejemplo, 1 Microvoltios en la escala de 200 V.
IMPEDANCIA DE
ENTRADA: Al intentar medir una
magnitud, el instrumento necesita afectar el valor de esa magnitud medida a fin
de cuantificarla. La impedancia de entrada es una medida de la capacidad del
instrumento de medir esa magnitud, afectándola el menor grado posible. En
consecuencia, a mayor impedancia de entrada, mejor será la calidad del
instrumento de medida.
En los instrumentos analógicos
esta es variable de acuerdo al rango utilizado y se expresa en OHM/volts Resp (Resistencia
específica). La resistencia de entrada es
Rv = Resp (Kohm/V) x
Rango (v)
En los instrumentos digitales,
la resistencia de entrada es un valor fijo que depende del modo de lectura
(Voltios o Amperes) independiente de la escala usada. En modo de medición de
Tensión la impedancia se mide en Megaohms.
En el caso de medición de
corriente, se da también la máxima caída de tensión que se produce en
los terminales de entrada del instrumento.
MÁXIMOS VALORES DE
VOLTAJES Y CORRIENTE ADMISIBLE
Los multímetros son
instrumentos electrónicos que pueden soportar un determinado valor máximo de
voltaje y corriente aplicable a sus extremos. Estos valores son los máximos
absolutos que pueden ser aplicados, aún cuando en la escala más grande el
display pueda medir un valor mayor.
En Voltaje alterno, se
especifican el máximo voltaje eficaz, y el máximo valor pico que corresponde
este último con el máximo voltaje de continua admisible por el instrumento. En
alterna se deben respetar los dos máximos ya que si el voltaje eficaz es menor
al máximo admisible, pero el pico es mayor al admisible, esa señal no se puede
medir porque puede dañar el instrumento, ya que se supera uno de los límites.
En el caso de corriente, el
máximo se refiere al máximo eficaz de corriente que está limitado por
protección por un fusible interno.
CONDICIONES AMBIENTALES DE USO:
Son las condiciones ambientales (temperatura y humedad, polvo) y posición en
las cuales pueden ser usados los instrumentos, y en las cuales se cumplen las
especificaciones indicadas por los manuales. Dependiendo del instrumento, se
indican las temperaturas máximas y mínimas dentro de las cuales pueden ser
usados, y las temperaturas máximas y mínimas dentro de las cuales pueden ser
guardados. Normalmente el rango de temperaturas de almacenamiento es mayor al
de operación.
En cuanto a la humedad, se
aplica los mismos conceptos que para la temperatura, siendo expresado los
límites en % de humedad ambiente.
En los instrumentos digitales
normalmente no se aplica este concepto, debido a que la cuantificación de la
información medida se hace por medios electrónicos, no haciéndose uso de
elementos mecánicos, por lo cual la posición no afecta a la lectura.
En los instrumentos de bobina
móvil, ya que la indicación de la lectura se hace a través de aguja acoplada a
una bobina móvil que se desplaza radialmente en un campo magnético generado por
un cilindro magnético, se debe indicar la posición en que se debe colocar el
instrumento. Normalmente se indica con un símbolo, para indicar que se debe
usar en posición horizontal con el visor hacia arriba. Esto es debido a que en
esta posición, el peso de la aguja no afecta a la medición realizada.
A Continuacion veremos una copia de las características principales de un multimetro modelo HP 3466A en donde interpretaremos los datos arrojados por el mismo instrumento.
A Continuacion veremos una copia de las características principales de un multimetro modelo HP 3466A en donde interpretaremos los datos arrojados por el mismo instrumento.
Aquí se trabajó con la zona enmarcada que me indica
los rangos de voltaje soportados por el instrumento. En este recuadro podemos
ver que la exactitud del instrumento está sujeta al porcentaje de lectura y al número
de cuentas.
¨Por ejemplo, podríamos decir
que si el multímetro es de 4 y medio dígito tendría de 0 a
19.999 posibilidades de lectura el instrumento, con lo
cual aseguraría tener un rango máximo de 20.000 cuentas.
Cuando se dice
que es de 4 y medio dígitos el multímetro, esto quiere decir que el
primer digito de izquierda a derecha solo puede tomar
valores máximos de 0 y 1.
Cuentas=rango/20000
Fórmula de error:
De acuerdo al valor de la variable a medir, se escoge entre mejor y peor
escala con cual rango de voltajes de la tabla de especificaciones del
instrumento según el fabricante podría usarse para hacer
una medida adecuada.
A modo de ejemplo calcularemos el porcentaje de error de una medida para
un voltaje = 25.3v. Para calcular este error debemos tomar la escala de 200v ya
que si tomamos la de 20v el rango de medida no sería el indicado.
Cuentas=rango/20000
Fórmula de error:
Por
lo tanto al aplicar una simple regla de tres para hallar el porcentaje de error
tenemos que:
Si quisiéramos saber la sensibilidad del instrumento
en cuestión, solo bastaría con aplicar las siguientes formulas y tener en
cuenta el rango de valores del instrumento que nos da el fabricante.
Sensibilidad
=rango*resolución
Resolución=1/20000
