Experiencia N1I. TEMA: USO DE INSTRUMENTOS DE MEDICIN.II. OBJETIVOS:a. Entrenar al alumno en el uso correcto del MULTIMETRO (VOM) y el OSCILOSCOPIO (ORC), como instrumentos de medida.

b. Entrenar al alumno en el uso correcto de la FUENTE DC DE VOLTAJE AJUSTABLE y el GENERADOR DE SEALES MULTIFUNCIONALES (AF), para circuitos electrnicos activos.

c. Conocimiento de las especificaciones tcnicas y caractersticas elctricas d los instrumentos y equipos anteriores.

III. CUESTIONARIO PREVIO:1. Buscar en los manuales de los equipos e instrumentos, la informacin necesaria para su uso adecuado.La solucin est en la gua N1 de laboratorio.2. Definir y presentar los esquemas elctricos del voltmetro, ampermetro y ohmmetro. Explicar uso del vatmetro.

Voltmetro:Es el instrumento que mide el valor de la tensin. Su unidad bsica de medicin es el Voltio (V) con sus mltiplos: el Megavoltio (MV) y el Kilovoltio (KV) y sub.-mltiplos como el milivoltio (mV) y el micro voltio. Existen Voltmetros que miden tensiones continuas llamados voltmetros de bobina mvil y de tensiones alternas, los electromagnticos.Para que el polmetro trabaje como voltmetro es preciso conectar una resistencia INCLUDEPICTURE "http://upload.wikimedia.org/math/4/b/1/4b1ffe6f182edb609ae3cf1a89e5e87b.png" \* MERGEFORMATINET

en serie con el instrumento de medida. El valor de depende del valor en voltios que se quiera alcanzar cuando la aguja alcance el fondo de escala. En el polmetro aparecern tantas resistencias conmutables como valores diferentes de fondos de escala se quieran tener. Por ejemplo, en el caso de requerir 10 voltios, 20 voltios, 50 voltios y 200 voltios, existirn cuatro resistencias diferentes . Para conocer el valor de la resistencia que debemos conectar utilizamos la siguiente expresin:

Que se desprende directamente de esta:

Lo que llamamos es la intensidad que hay que aplicar al polmetro para que la aguja llegue a fondo de escala.

Ampermetro:

Es el instrumento que mide la intensidad de la Corriente Elctrica. Su unidad de medida es el Amperio y sus Submltiplos, el miliamperio y el micro-amperio. Los usos dependen del tipo de corriente, sea, que cuando midamos Corriente Continua, se usara el ampermetro de bobina mvil y cuando usemos Corriente Alterna, usaremos el electromagntico.Para que el polmetro trabaje como ampermetro (Esquema 2) es preciso conectar una resistencia en paralelo con el instrumento de medida (vnculo). El valor de depende del valor en amperios que se quiera alcanzar cuando la aguja alcance el fondo de escala. En el polmetro aparecern tantas resistencias conmutables como valores diferentes de fondos de escala se quieran tener. Por ejemplo, si se desean escalas de 10 miliamperios, 100 miliamperios y 1 amperio y de acuerdo con las caractersticas internas el instrumento de medida (vnculo), aparecern tres resistencias conmutables.Si se desean medir corrientes elevadas con el polmetro como ampermetro, se suelen incorporar unas bornas de acceso independientes. Los circuitos internos estarn construidos con cable y componentes adecuados para soportar la corriente correspondiente. Para hallar sabemos que se cumple:

Donde I es la intensidad mxima que deseamos medir (fondo de escala), ()es la intensidad que circula por el galvanmetro e la corriente que pasa por la resistencia shunt (). A partir de la relacin:

Que se deduce de la Ley de Ohm llegamos al valor que debe tener la resistencia shunt ():

De esta ecuacin se obtiene el valor de que hace que por el galvanmetro pasen mA cuando en el circuito exterior circulan I mA.

Ohmmetro:

El hmetro permite medir resistencias. Una pila interna hace circular una corriente a travs de la resistencia a medir, el instrumento y una resistencia adicional de ajuste. Cuando los terminales de medida se ponen en cortocircuito circula la mxima corriente por el galvanmetro. Es el valor de corriente que se asocia a R = 0. Con la resistencia de ajuste se retoca esa corriente hasta que coincida con el fondo de escala y en la divisin que indica la corriente mxima se pone el valor de 0 ohmios. Cuando en los terminales se conecta la resistencia que se desea medir, se provoca una cada de tensin y la aguja se desplaza hacia valores inferiores de corriente, esto es, hacia la izquierda. La escala de resistencias crecer, pues, de derecha a izquierda.Debido a la relacin inversa entre resistencia y corriente (R=V/I), la escala del hmetro no es lineal, lo cual provocar mayor error de medida conforme nos acerquemos a corrientes pequeas (grandes valores de la resistencia R a medir).Montaje: A continuacin presentamos el circuito elctrico que har las veces de hmetro.Aadiremos una resistencia de proteccin a la resistencia variable .Como elemento activo se incluye una pila que hace circular la corriente, cuyas magnitudes sern la fuerza electromotriz y la resistencia interna .Lo primero que hay que hacer es cortocircuitar la resistencia a medir R, y ajustar la resistencia variable para que la aguja llegue al fondo de la escala.La intensidad que circular por el circuito en este caso ser y se puede expresar:

Si ahora conectamos R (eliminamos el cortocircuito), la nueva intensidad quedar:

Y se verificar que:

Si combinamos las dos ecuaciones anteriores, obtenemos:

Vatmetro:Es un instrumento que realiza solo las funciones combinadas del ampermetro y voltmetro y seala directamente la potencia.

Se compone de una bobina con una aguja indicadora, unida a ella, que gira alrededor de un eje, de tal modo que puede oscilar en el campo magntico de la segunda bobina, y est sometida a un resorte cuyo momento recuperador es proporcional al ngulo girado. El par que tiende a hacer girar la bobina es proporcional al mismo tiempo, a la intensidad de corriente que la recorre y al campo magntico proporcional a la intensidad de corriente en la bobina fija. Por consiguiente si la bobina fija se conecta como el ampermetro, la intensidad que pasa por ella es proporcional a la intensidad total y su campo magntico es proporcional a esta intensidad. Si la bobina mvil se conecta como el voltmetro, la intensidad de la corriente que la recorre es proporcional a la diferencia de potencial entre los bornes de x.

El vatmetro est provisto de cuatro bornes, dos correspondientes al ampermetro y dos al voltmetro.

3. Explicar los conceptos de sensibilidad, exactitud, precisin, errores absoluto y relativo, y respuesta en frecuencia de los multmetros.Sensibilidad: La sensibilidad de un instrumento se determina por la intensidad de corriente necesaria para producir una desviacin completa de la aguja indicadora a travs de la escala. El grado de sensibilidad se expresa de dos maneras, segn se trate de un ampermetro o de un voltmetro. En el primer caso, la sensibilidad del instrumento se indica por el nmero de amperios, miliamperios o microamperios que deben fluir por la bobina para producir una desviacin completa. As, un instrumento que tiene una sensibilidad de 1 miliamperio, requiere un miliamperio para producir dicha desviacin, etctera. En el caso de un voltmetro, la sensibilidad se expresa de acuerdo con el nmero de ohmios por voltio, es decir, la resistencia del instrumento. Para que un voltmetro sea preciso, debe tomar una corriente insignificante del circuito y esto se obtiene mediante alta resistencia. El nmero de ohmios por voltio de un voltmetro se obtiene dividiendo la resistencia total del instrumento entre el voltaje mximo que puede medirse. Por ejemplo, un instrumento con una resistencia interna de 300000 ohmios y una escala para un mximo de 300 voltios, tendr una sensibilidad de 1000 ohmios por voltio. Para trabajo general, los voltmetros deben tener cuando menos 1000 ohmios por voltio.Exactitud: Es la obtencin de datos lo ms cercanamente posible al valor ms probable. La exactitud se encuentra vinculada a los errores sistemticos. Cuando un instrumento, en una determinada experiencia tiene errores sistemticos pequeos, se dice que es de gran exactitud. Se cuantifica mediante el sesgo que es igual, en valor absoluto, a la diferencia entre el valor verdadero y el valor medio. Por lo tanto a mayor exactitud, menor error sistemtico, menor sesgo.

Por lo general, un equipo para ser sensible, preciso y exacto deber siempre tener que sacrificar algo de estos tres conceptos. Se debe aceptar un instrumento que sea confiable disminuyendo en algo los tres parmetros y as conseguir la conjuncin de estos tres conceptos.Precisin: Una manera de clasificar las causas de error es observando sus efectos, es decir se las clasifica segn si afectan la precisin o si afectan la exactitud de las mediciones efectuadas:Precisin es la cualidad que tiene un instrumento de poder repetir, en mayor o menor grado, los valores correspondientes a una cierta magnitud medida en las mismas condiciones. La precisin es repetibilidad de datos cuando el sistema no vara. Con respecto a los errores, este concepto se encuentra ntimamente ligado a los errores casuales o accidentales y es inversamente proporcional a ellos. Es costumbre decir que, cuando los errores casuales son pequeos en una experiencia, el instrumento, equipo o mtodo de trabajo tiene gran precisin, pero no quiere decir que sea exacto o que tiene gran exactitud.La precisin tiene que ver con la dispersin en una forma inversamente proporcional: a mayor precisin, menor dispersin, menor desvo standard, menor error casual.La dispersin de los datos obtenidos por un sistema de medicin, que mide n veces un mismo valor patrn de una magnitud fsica, o bien, de una magnitud cualquiera, se cuantifica con el Desvo Standard (DS) de los datos. La precisin se cuantifica como la inversa del error relativo

Errores absolutos y relativos: Por ms cuidadosa que sea la fabricacin de un instrumento, siempre a causa de una graduacin defectuosa de la escala y como resultado de toda clase de alteraciones del aparato, sus indicaciones se desvan algo del valor exacto de la magnitud medida. La diferencia entre la indicacin del aparato y el valor real de la magnitud medida, representa el valor absoluto del error:Error absoluto: X = X Xm

El error relativo ser la relacin entre el valor absoluto y el valor real; expresando tanto por ciento, sera:

Error relativo (%) = (X/X) x100El error reducido de un instrumento, es indicativo de la precisin del mismo, y se expresa como: la relacin entre el valor absoluto del error y el mximo valor de la escala o alcance (fondo de escala):

Por ejemplo: Si un ampermetro con una escala de 0-5 A, (Siendo el valor exacto 4,0 A) si indica 3,9 A, tendremos:

Error absoluto: 4 - 3,9 = 0,1

Error relativo %: (0,1/4).100 = 2,5 %

Error reducido %: (0,1/5).100 = 2 %

Respuesta en frecuencia de los multmetros: El concepto obedece al comportamiento de la respuesta forzada y su variacin respecto a la frecuencia angular.

4. Mostrar el diagrama de bloques y explicar las caractersticas ms importantes del ORC.

Osciloscopio analgico:

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 (que naturalmente estn en posicin horizontal) 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) o 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 (las que estn en posicin vertical), y puede ser regulable en tiempo actuando sobre el mando TIME-BASE. El retrazado (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 comienza 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.

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 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.

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 TIMEBASE asi como los mandos que intervienen en el disparo.5. Explicar las funciones de los interruptores de control, perillas selectoras y potencimetros de ajuste en el ORC.

Este es un osciloscopio de dos trazos (o haces). Igualmente la mayora de la informacin explicada aqu puede ser aplicada a uno de un trazo. Los controles bsicos son: BRIGHT: Girando su cursos se ajusta la intensidad de la pantalla. FOCUS: Girndolo se ajusta el foco del trazo sobre la pantalla. GRAT: Ilumina una cuadrcula o grilla que facilita la visualizacin de la seal. TRACE: Selecciona la seal a trazar en la pantalla. TRIGGER: Selecciona la fuente de disparo. TRIGGER LEVEL: Selecciona el punto de la onda utilizado para disparar. TIMEBASE: Selecciona la velocidad con la que el trazo se desplaza en la pantalla. INPUT LEVEL: Ajusta el nivel de la entrada. POS (Position): Establece la posicin del trazo en la pantalla.IV. BIBLIOGRAFA:http://es.wikipedia.org/wiki/Mult%C3%ADmetrohttp://html.rincondelvago.com/vatimetro.htmlhttp://volyam.blogspot.com/https://books.google.com.pe/books?id=ENwTPoYjLdsC&pg=SA3-PA53&lpg=SA3-PA53&dq=diagrama+de+bloques+de+osciloscopio&source=bl&ots=4-Ddihdc1E&sig=15xb21FH8Z8MmMkXiyprKbG-dx8&hl=es-419&sa=X&ei=XJzFVOONGcWngwS5oIHgDg&ved=0CGUQ6AEwDw#v=onepage&q=diagrama%20de%20bloques%20de%20osciloscopio&f=false