MEDICIONES ELÉCTRICAS INGENIERÍA ELÉCTRICA

TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO

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MEDICIONES ELÉCTRICAS

INGENIERÍA ELÉCTRICA

Contenido

Competencia general de la materia.        3

Competencia específica de cada competencia        3

1-Introducción a la metrología        3

1.1.        Concepto de medición y medida.        3

1.2.        Sistemas de unidades.        4

1.3.        Error, exactitud y precisión.        5

1.4.        Sensibilidad.        6

1.5.        Formas de ondas.        7

Sinusoidal:        7

Triangular:        7

SAWTOOTH:        7

Ondas rectangulares:        8

Onda cuadrada:        8

1.6.        Frecuencia, periodo y amplitud.        8

Frecuencia:        8

Periodo        9

Amplitud:        9

1.7.        Valor promedio y valor eficaz de señales periódicas.        10

1.8.        Normas de seguridad en la medición de señales eléctricas.        11

Normas de seguridad principales:        11

Equipo de seguridad        12

Evitar distracciones:        12

Glosario        13

Cuestionario        13

Bibliografía        14

Competencia general de la materia.

Utiliza los instrumentos de medición y prueba para la medición e interpretación de variables eléctricas en componentes y circuitos eléctricos.

Competencia específica de cada competencia.

Aplica los conocimientos básicos de metrología para emplearlos en la medición de señales eléctricas, empleando las normas de seguridad vigentes.

1-Introducción a la metrología

A lo largo de la historia del hombre las civilizaciones antiguas maneras precisas para tratar de medir cuatro características: el peso, distancia, área y volumen de los objetos; por mencionar un ejemplo empleaban el tiempo para medir grandes longitudes y áreas, un viaje tenía tantas horas, días o lunas, una crema era el terreno que podía arar un grupo de huellas en un día. La historia nos demuestra que el proceso de las civilizaciones estuvo relacionado con el avance de las mediciones y que pese que a menudo perdemos de vista su importancia forman parte de nuestro diario vivir.

La metrología es la ciencia y técnica que tiene por objeto el estudio de los sistemas de pesos y medidas, así como la determinación de las magnitudes físicas. esta disciplina has sufrido y pasado por varias etapas, principalmente su máxima preocupación y el objeto del estudio de está, fue el análisis de los sistemas de medidas y pesas antiguos, que se necesitó el conocimiento para una correcta comprensión de los textos antiguos. desde mediados del siglo XVI el interés por la determinación de la medida del globo terrestre y los trabajos que al efecto se llevaron a cabo por orden de Luis XVI, pusieron el interés en la necesidad de un sistema de pesos y medidas universal, proceso que se vio intensificado durante la revolución industrial que culminó con la formación de la oficina internacional de pesos y medidas y la construcción de patrones para el metro y el kilogramo en 1872. Cuando se establecieron los patrones de las unidades de medida fundamentales por la oficina ya mencionada, la metrología es ocupada hoy en día sin olvidar su principio histórico, donde también entran los instrumentos empleados, así como su calibración periódica, todo ello con el fin de servir a propósitos tanto industriales como de investigación científica.

1. Concepto de medición y medida.

Una magnitud es todo aquello que podemos medir, que se puede representar por un número y que puede ser estudiado en las ciencias experimentales las cuales observan, miden y representan. La medida es el resultado de medir, o la acción y efecto de está, es decir, de comparar la cantidad de magnitud que queremos medir con la unidad de esa magnitud este resultado se expresará mediante un número seguido de la unidad que hemos utilizado. Durante el proceso de medición si requiere el uso de un instrumento como medio físico para determinar la magnitud de una variable, estos instrumentos constituyen una extensión de las facultades humanas y nos permiten determinar el valor de una cantidad desconocida la cual no podría medirse solamente con las facultades sensoriales. Así podemos definir que un instrumento es un dispositivo para determinar el valor o magnitud de una cantidad o variable.

Todas las medidas vienen condicionadas por posibles errores experimentales ya sean accidentes o por la sensibilidad del instrumento. es prácticamente imposible conocer el valor verdadero de una magnitud. la teoría de errores acota los límites entre los que debe estar el valor el error en las medidas tiene un significado distinto a equivocación, el error es inherente a todo proceso de medida.

Una medición es comparar la cantidad desconocida que queremos determinar y una cantidad conocida de la misma magnitud que elegimos comunidad, a este resultado de medir se le denomina medida.

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1. Sistemas de unidades.

En las ciencias físicas tanto las leyes como las definiciones relacionan matemáticamente entre sí grupos de magnitudes, que nos permite seleccionar un conjunto reducido pero completo de ellas y cualquier otra magnitud puede ser expresada en función de dicho conjunto. Estas magnitudes relacionadas se denominan magnitudes fundamentales, y el resto que se expresan en función de las fundamentales reciben el nombre de magnitudes derivadas. Para cuantificar cualquier magnitud se requiere la asignación de un valor numérico referido a una medida tomada como patrón. Un sistema de unidades es un conjunto de unidades de medida consistente, normalizada y uniforme que nos permite obtener conversiones de un sistema a otro.

Sistema Internacional de Unidades SI

Se estableció en 1960 en la XI Conferencia General de Pesos y Medidas, es el sistema métrico moderno usado a nivel mundial.

Las unidades SI se dividen en tres clases:

• Unidades base
• Unidades derivadas
• Unidades suplementarias

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1. Error, exactitud y precisión.        

Podemos definir el error como la desviación a partir del valor real de la variable de medida. podemos utilizar varias técnicas para minimizar los efectos de los errores. Ninguna medición se puede realizar con una exactitud precisa, por esto es importante descubrir cuál es la exactitud real y cómo se generan los diferentes tipos de errores en las mediciones. un estudio de estos es el primer paso para buscar métodos para reducir los con el objetivo de acercarse lo más posible a la exactitud de los resultados finales. Los errores pueden generarse de diferentes fuentes y se clasifican en tres categorías principales:

Errores gruesos: son en gran parte de origen humano, como una mala lectura de los instrumentos, ajuste incorrecto aplicación inapropiada, así como equivocaciones en cálculos.

Errores sistemáticos: se deben a fallas de los instrumentos, ya sea porque sean defectuosos o engastados y por efectos ambientales sobre el equipo del usuario.

Errores aleatorios: ocurren por causas que no se pueden establecer directamente debido a las variaciones aleatorias en los parámetros bueno sistemas de medición.

Así conociendo los tipos de errores, podremos establecer métodos que nos permitan reducir los para obtener una precisión y exactitud más concreta de las magnitudes.

Exactitud: se refiere al grado de aproximación o conformidad al valor real de la cantidad medida. precisión es el grado de concordancia dentro de un grupo de mediciones o instrumentos. La diferencia que existe entre exactitud y precisión la podemos encontrar al comparar dos voltímetros de la misma marca y modelo, ambos tienen agujas delgadas escalas con espejo para evitar el paralaje y escalas calibradas exactas por consiguiente se puede leer con la misma precisión. Si el valor de la resistencia en serie en cada uno de los medidores cambia la lectura puede tener un error elevado así la exactitud de los dos medidores puede ser muy diferente.

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