UTN FRM Medidas Electrónicas I Página 1 de 4 CONTRASTACION DE INTRUMENTOS OBJETO: El objeto de este práctico es explicar la base, importancia y la forma de contrastar instrumentos. Contrastar es comparar un instrumento desconocido con otro conocido y perfectamente calibrado (patrón) para poder conocer los errores del primero. Se debe contrastar periódicamente todos los instrumentos de medida para saber el error con que se trabaja (mide) y si es posible corregirlo, algunos instrumentos traen puntos de ajuste o calibración. Las normas de calidad ( por ejemplo las ISO) exigen la contrastación de todos los instrumentos de medida indicando: los datos del instrumento patrón, nro. de serie del mismo, fabricante, clase, etc.. Este procedimiento debe realizarse periódicamente de acuerdo a lo indicado por las normas. Además se debe llevar registro escrito de las contrastaciones y sus resultados. Existen 2 formas de contrastación: Contrastación Directa: es cuando se contrastan instrumentos del mismo tipo, por ejemplo voltímetros o amperímetros. Contrastación Indirecta: cuando se contrastan un tipo de aparatos en función de otros, por ejemplo contrastar vatímetros contra amperímetros y voltímetros. DESARROLLO: Se contrastaran diversos tipos de instrumentos: amperímetros voltímetros vatímetros de acuerdo a lo indicado realizando las correspondientes tablas de datos, gráficos de errores y de corrección de los mismos. Además se realizará una planilla para llevar el registro de los contrastes de un instrumento indicando los datos del instrumento: tipo, nro. de serie, fabricante, clase, modelo, etc.. Fecha del contraste, instrumento patrón y sus datos, resultado, observaciones, responsable y se volcaran los datos de los contrastes realizados Instrumento: Clase: Patrón Clase: Fecha: Fabricante: Fabricante: Resultado Responsable Modelo: Modelo: N° de serie: N° de serie Observaciones Ejemplos de contraste: CONTRASTE DIRECTO, CONTRASTE DE VOLTIMETROS Uno o varios voltímetros se conectan entre si y con un voltímetro patrón; se procede a alimentar con una fuente de tensión variable. UTN FRM Medidas Electrónicas I Página 2 de 4 Vx v Fig. 1 Fig. 2 Vp La Fig. 2 representa la curva de conversión o contrastación: que convierte el valor de la lectura del voltímetro en la del voltímetro patrón. Graficando el valor de ε para cada valor de Vx ε0 Fig. 3 Curva de error Vx -ε0 Para conocer los errores del instrumento que se ensaya se lo compara con otro instrumento cuya exactitud es superior y reconocida. La contrastación se realiza variando la tensión que se aplica a los instrumentos: se realiza la lectura del patrón y la del contrastado, luego podemos calcular el error absoluto εa en cada caso. Se realiza la correspondiente tablas de valores y se grafica como indica las figuras. La curva de la Fig. 2 es muy cómoda porque permite la conversión directa de los valores que se midan con el Vx en Vp. La curva de la Fig.. 3 permite conocer para cada valor de la escala de Vx el error que presenta la medición. Otra forma de presentar la corrección es la llamada “curva de corrección “, que es simplemente la curva de la Fig. 3 cambiada de signo Fig. 4. La corrección es igual al error absoluto pero con signo contrario. Corrección = - εa εa = Xm – Xv εo -εo Vx Vx Fig. 4 UTN FRM Medidas Electrónicas I Página 3 de 4 CONTRASTE DE VATÍMETROS Contrastar vatímetros significa alimentar al circuito con potencia lo cual puede significar un problema por la energía que se consume y la disipación de la misma con la consiguiente generación de calor. Las bobinas amperométricas de los vatímetros generalmente tienen una intensidad nominal de entre 2 y 5 A. Los circuitos voltimétricos tienen tensiones variables que normalmente superan los 100 V, siendo valores típicos 120 – 150 V. Adoptando los valores de 5 A y 120 V un contraste a fondo de escala exige ensayos entre 0 y 600 W, lo cual exige una carga capaz de disipar dicha potencia. En cambio si la bobina amperométrica tuviera un alcance de 0,5 o 1 A las potencias puestas en juego son aceptables. Por lo expuesto la contrastación directa solo se realiza con vatímetros de bajos alcances y se realiza en forma indirecta para los de mayor alcance. CONTRASTACIÓN DIRECTA Para realizar esta forma de contrastar se usa el circuito de la figura: a Www 1 W2 En este contraste puede usarse con base de comparación un vatímetro patrón o bien en CC un voltímetro y un amperímetro. Las gráficas o tablas de contrastación se obtienen de la misma forma que en el caso anterior. CONTRASTACION INDIRECTA Se realiza con el circuito de la figura. Para evitar el consumo de energía y la elevada disipación de potencia, se utilizan dos circuitos totalmente independientes: uno para alimentar las bobinas amperométricas y el otro par las voltimétricas. De este modo los instrumentos se excitan con U e I y por lo tanto indicaran una potencia que en realidad es ficticia, porque U e I pertenecen a distintos circuitos y solo se componen a través de los pares dentro de los vatímetros. A Wp Wx UTN FRM Medidas Electrónicas I Página 4 de 4 Cuando se necesita contrastar vatímetros en CA se utilizan auto-transformadores variables para excitar los dos circuitos. Se mide V, I y cos de ϕ. En este caso el Vatímetro patrón no es imprescindible aunque para contrastes rápidos se lo prefiere. El contraste completo de un vatímetro incluye variaciones del cos de ϕ que deben producirse deliberadamente, por lo cual uno de los generadores tendrá que experimentar variación de fase. Para eso se usa un variador de fase que es un simple motor trifásico de inducción con el rotor bloqueado al cual se le puede dar corrimientos angulares a voluntad. Alimentando el estator con CA trifásica se genera un campo rotante que excita a cada bobinado del rotor un poco antes o después en el tiempo según la posición angular o desfasaje que se da al rotor. De este modo se puede graduar con mucha precisión el desfasaje α entre las tensiones del estator y rotor. Además da la ventaja que permite adelantar o atrasar una tensión respecto de otra sin cambiar la tensión. Cuando se usa un variador de fase este mismo da el valor del desfasaje con lo que se puede suprimir el uso del cosfimétro en el circuito de contrastación. En caso de nuestra práctica como son circuitos de baja potencia se puede hacer la contrastación sin el agregado de resistencias variables, quedando el diagrama así. A Wp Wx