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Puentes de medición, descripción y desarrollo de formulas con ejercicios de aplicación.
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DISPOSITIVOS Y MEDICIONES
Ing. Andrs Erazo, M.Sc.
Conferencia #8
Temas a tratar:
Puente de Wheatstone
Puente Kelvin
Puente Wheatstone con Proteccin
Definir la importancia del uso de puentes en la toma de mediciones.
Estudiar el comportamiento de diversos puentes.
Estudiar los componentes y estructuras de diversos puentes.
Preguntas de Revisin
Porqu la sensibilidad de las escalas de ca de un Multmetro son menores que las de cd?
Pregunta de Anlisis
Cul es el funcionamiento de un medidor termopar?
Pregunta de Anlisis
Cul es el funcionamiento de un electrodinammetro?
Pregunta de Anlisis
Puente de Wheatstone
Componentes
4 Ramas Resistivas
Fuente de Voltaje
Detector de cero
Diferencia de
Potencial
Puntos
C y D
Corriente galvanmetro
Medida Galvanmetro es
Cero
No se da el paso de corriente
Equilibrio o
Balanceado
Voltaje del punto C al punto A es igual que el voltaje del punto D al punto A.
Voltaje del punto C al punto B es igual que el voltaje del punto D al punto B.
Donde:
R3 Rama Patrn
R1 y R2 Ramas de Relacin
Permite una mejor sensibilidad en la definicin de valores para una resistencia de precisin.
Errores de
Medicin
Error lmite R1, R2, y R3
Sensibilidad Independiente
Variacin de Resistencias por
Efectos de Calentamiento
Errores de
Medicin
Resistencia de los contactos
Resistencia de los terminales exteriores
Problemas con la fuente de voltaje (Calentamientos
Inducidos)
Circuito Thevenin
Anlisis para un pequeo
desequilibrio
Resistencia interna del detector
Corriente en el detector
Para el siguiente circuito, determinar el equivalente Thevenin para el detector. Encontrar el voltaje equivalente que se presenta en las
terminales c y d cuando se desconecta el detector.
Determinar la resistencia equivalente a las terminales c y d, con la batera reemplazada por su resistencia interna.
Ejemplo
Se posee un puente de Wheatstone con R1 = 100 ohms, R2 = 1000 ohms, R3 = 200 ohms, R4 = 2005 ohms. El voltaje de la batera es de 5[V] y la resistencia interna es despreciable. El Galvanmetro tiene una sensibilidad de corriente de 10 [mm/uA] y una resistencia interna de 100 ohms. Calclese la deflexin del galvanmetro causada por el desequilibrio de la rama BC.
Sol. => Eth = 2,77[mV] Rth = 734 ohms d = 33,2[mm]
Ejemplo
Para el ejemplo anterior, reemplacese el galvanmetro por uno con una resistencia interna de 500 ohms y sensibilidad de corriente de 1[mm/mA]. Considrese que una deflexin de 1[mm] se ve en la escala del galvanmetro. Indquese si este nuevo galvanmetro puede detectar el equilibrio de 5 ohms de la rama BC.
Se puede visualizar la deflexin en la escala del detector??
Puente Kelvin
Puente Weathstone
Modificacin Mejora
Exactitud
Medicin de resistencias
de bajo valor
Ry es un alambre de conexin
Ry presenta una resistencia sumable a R3 o Rx dependiendo de la conexin
M o N son puntos de conexin del galvanmetro
P punto generador de una razn proporcional
Es este un puente de Kelvin?
Que similitudes presenta?
Que condiciones se presentan?
Puente doble de Kelvin
Relacin de resistencias entre a y b debe ser la misma relacin entre R1 y R2.
Detector en cero cuando el potencial en k sea igual al potencial en p.
Ekl = Elmp
Punto de equilibrio dada por la misma relacin que el puente simple de Kelvin.
Puente Wheatstone con
Proteccin
Resistencias muy altas
Corrientes de fuga
Voltajes Altos
Corrientes de Fuga
Fuga en el componente
medido
Fuga alrededor
del componente
Fuga en terminales
de Conexin
Fugas internas del instrumento
Proteccin representada por u n crculo pequeo el cual no toca ninguna parte del circuito puente y se conecta directamente a la terminal de la batera.
Se puede utilizar una configuracin de resistencias de tres terminales.
La resistencia a medir se monta sobre dos terminales aisladas.
Configuracin NO afecta al valor de medicin por efectos de desviacin despreciables.
Se produce una pequea reduccin en sensibilidad del galvanmetro.
Preguntas???
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