LABORATORIO Nº 2 DE CIRCUITO:CONTRASTACIÓN DE INSTRUMENTOS DE

CORRIENTE CONTINUA

Departamento de Ingeniería EléctricaUniversidad de Concepción

Nombres: Felipe García Encina Esteban Llano Barriga

Sección: Electrónica Profesor: Jorge Salgado

Fecha de laboratorio: 24/03/2015Fecha de entrega: 31/03/2015

ÍNDICE:

1.- Descripción del trabajo realizado en el laboratorio.2.- Listado de instrumentos, equipos y componentes utilizados, señalando sus principales características técnicas:

2.1.- Multímetro Digital, EZ-334. 2.2.- Multímetro Digital Meterman 37XR.2.3.- Multímetro Analógico Philips PM-2412.2.4.- Fuente de Poder DC Variable EZ, modelo GP-4303D.2.5.- Reóstato de 110 Ω/1.25 A.2.6.- Reóstato de 990 Ω/800 mA.2.7.- Resistencia 1kΩ

3.- Circuitos utilizados en el trabajo realizado:3.1.- Contrastación de amperímetros.3.2.- Tabla de datos: Corriente.3.3.- Clase de amperímetros.3.4.- Gráficos de error absoluto, relativo y medición de corriente.3.5.- Contrastación de instrumentos de C.C.3.6.- Tabla de datos: Voltaje.3.7.- Clase de los voltímetros.3.8.- Gráficos de error absoluto, relativo y medición de voltaje.

4.- Comentarios y conclusiones.5.- Bibliografía.

1.- DESCRIPCIÓN DEL TRABAJO REALIZADO EN EL LABORATORIO:

El experimento consistió en medir la corriente de un circuito conectando tres amperímetros en serie y luego medir voltaje de otro circuito conectando tres voltímetros en paralelo.

El circuito para medir corriente consistió en una fuente constante a 12 V, una resistencia de protección de 40 Ω, la que impedía que la corriente excediera los 300 mA, en serie con un reóstato, el cual cumplia la funcion de resistencia variable y permitía variar la resistencia equivalente del circuito y por ende la corriente que circulaba por este, y así poder obtener distintas mediciones con los tres instrumentos.

El otro circuito para medir voltajes estaba compuesto por una fuente de voltaje variable (0-30 V) y una resistencia fija de 1 kΩ la que limitaba la corriente del circuito para que este no excediera la potencia máxima de la fuente.

En este laboratorio se utilizó el multímetro Meterman 37XR como patrón, con el fin de poder contrastar los multímetros EZ-334 (digital) y PM-2412 (análogo).

2.- LISTADO DE INSTRUMENTOS, EQUIPOS Y COMPONENTES UTILIZADOS JUNTO A SUS PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS:

2.1.- Multímetro Digital, EZ-334. (Notación: XMM1):

Este multímetro se caracteriza por medir corriente, voltaje, resistencias, frecuencias, diodos y continuidad, además posee un selector automático de rangos. Este dispositivo posee las siguientes características:

- 400mV - 1000V para voltaje DC con resolución mínima de 0.1 mV y máxima 1V.- 400mV - 750V para voltaje AC con resolución mínima de 0.01mV y máxima 100mV- 40mA - 10A para corriente DC/AC con resolución mínima de 10uA y máxima 10mA.- 40Ω - 400MΩ con resolución mínima de 0.1Ω y máxima 10kΩ - 100Hz hasta 1MHz para frecuencias.- Umbral de detección para continuidad <40 Ω hasta 400Ω- Test de diodos 3V con una corriente máxima de 1mA- Protección de sobrecarga.- Pantalla LCD de 4 dígitos.

2.2.- Multímetro Digital Meterman 37XR. (Notación: XMM2):

Este multímetro se caracteriza por medir corriente, voltaje, resistencias, frecuencias, diodos, capacitancia, continuidad, nivel de señal lógica e inductancia además posee un selector automático de rangos.

Este dispositivo posee las siguientes características:

- 1000mV - 1000V para voltaje DC con resolución de 100μV.- 1000mV - 750V para voltaje AC con resolución de 100μV.- 100uA - 10A para corriente DC/AC con resolución de 0.01μA.- 1000Ω - 40MΩ con resolución de 100mΩ .- 100Hz hasta 1MHz para frecuencias con resolución de 0.01Hz.- 40nF hasta 40μF para capacitancia con resolución de 0.01nF.- 40mH hasta 40H para capacitancia con resolución de 1μH.- 13dBm hasta +50dBm con resolución de 0.01dBm.- TTL 2.8V ± 0.8V, CMOS 4V ± 1V, con resolución de 20 Mhz.- Umbral de detección para continuidad <40 Ω con respuesta de 100ms.- Test de diodos 3V con una corriente máxima de 1mA- Protección de sobrecarga.- Pantalla LCD de 4 dígitos

2.3.- Multímetro Analógico Philips PM-2412. (Notación: XMM3)

Este multímetro se caracteriza por medir corriente, voltaje, resistencias.Posee un selector manual de rangos.

- 0.3V - 1000V para voltaje DC con resolución de 0.5*.- 3V - 600V para voltaje AC con resolución de 0.5*- 10mA - 6A para corriente DC con resolución de 0.5*.- 100mA - 6A para corriente AC con resolución de 0.5*.- 1Ω - 40MΩ con resolución de 1Ω .- Protección de sobrecarga mediante fusibles dependiendo del rango utilizado.- Aguja analógica la cual indica los valores.

*Depende de la magnitud de la escala.

2.4.- Fuente de Poder de Voltaje Continuo Variable EZ, modelo GP-4303D. (Notación: V1 constante, V2 variable)

Esta fuente de poder es para voltajes y corrientes continuos, posee los siguientes rangos:

- 0 - 30V con una resolución de 1.5mV- 0 - 3A- Posee sistemas de protección sobrecargas- Funciona a 220V

2.5.- Reóstato de 110 Ω/1.25 A. (Notación: R1)

Compuesto de una resistencia variable formada por alambres finos los cuales otorgan una carga al mover un contacto que se puede desplazar a lo lo largo de reóstato. En este caso de 110Ω máximo.

2.6.- Reóstato de 990 Ω/800 mA. (Notación: R2)

Compuesto de una resistencia variable formada por alambres finos los cuales otorgan una carga al mover un contacto que se puede desplazar a lo lo largo de reóstato. En este caso de 990Ω máximo.

2.7.- Resistencia 1kΩ ± 5 %

3. CIRCUITOS UTILIZADOS EN EL TRABAJO REALIZADO:

3.1 ACTIVIDAD N° 1: CONTRASTACIÓN DE AMPERIMETROS DE C.C.

Considerando el multímetro Digital Meterman 37XR, como Instrumento Patrón, diseñe un Circuito de Prueba que permita obtener las Curvas de Error Absoluto y Error Relativo, en las escalas de 300 mA de C:C: de los Instrumentos EZ-334 y Philips PM-2412.

En el diseño del circuito se deberán tomar las precauciones, de manera que nunca pueda exceder los 300 mA de Fondo de Escala de los Amperímetros.

Circuito para medir corriente:

Figura 1: “Circuito para medir corriente máxima de 300mA”

Como conectar los amperímetros:

Figura 2: “Multímetros conectados en serie”

3.2 TABLA DE DATOS: CORRIENTE

Los datos obtenidos en la primera experiencia fueron los siguientes:

37XRPatrón(mA)

EZ-334Digital(mA)

PM-2412 Análogo

(mA)

Error absoluto Error relativo a Ip

EZ-334(mA)

PM-2412(mA)

EZ-334Digital

PM-2412análogo

11.51 11.5 11.5 -0.01 -0.01 -8.69⋅10-4 -8.69⋅10-4

12.87 12.8 13 -0.07 0.13 -5.54⋅10-3 1.01⋅10-2

16.86 16.8 17 -0.06 0.14 -3.56⋅10-3 8.30⋅10-3

20.00 20.0 20 0 0 0 0

23.88 23.9 24 0.02 0.12 8.38⋅10-4 5.02⋅10-3

54.87 54.9 55 0.03 0.13 5.48⋅10-4 2.37⋅10-3

66.84 66.8 65 -0.04 -1.84 -5.98⋅10-4 -2.75⋅10-2

154.9 155.1 155 0.2 0.1 1.29⋅10-3 6.46⋅10-4

207.8 207.8 205 0 -2.8 0 1.35⋅10-2

297.0 297.2 295 0.2 -2 6.73⋅10-4 -6.73⋅10-3

Tabla 1: “Datos medidos en multímetro patrón, digital, análogo, junto con errores absoluto y relativo para corriente”

3.3.- CLASE DE LOS AMPERÍMETROS:

Clase(EZ-334) =(0.2×100)÷300=0.067

Clase(PM-2412) =(2.8 ×100)÷ 300=0.93

3.4.-GRÁFICOS DE ERROR ABSOLUTO, RELATIVO Y MEDICIÓN DE CORRIENTE:

Figura 3: “Gráfico de mediciones de corriente multímetro análogo ,digital, patrón”

Figura 4: “Gráfico de error absoluto multímetro análogo y digital”

Figura 5: “Gráfico de error relativo multímetro análogo y digital”

3.5.- ACTIVIDAD Nº 2: CONTRASTACIÓN DE VOLTÍMETROS DE C.C.

Para los mismos instrumentos del punto anterior, diseñe el circuito de prueba para obtener las curvas de Error Relativo y Error Absoluto, en las escalas de Voltaje de 30 Volts C.C. Tome las precauciones de modo que nunca pueda excederse el voltaje de Fondo de Escala.

Circuito para medir voltaje:

Figura 6: “Esquema de circuito para medir voltaje máximo de 30 V junto a resistencia de 1kΩ”

Como conectar los voltímetros:

Figura 7: “Esquema de circuito para conectar voltímetros en paralelo”

3.6.- TABLA DE DATOS: VOLTAJE

37XRPatrón

(V)

EZ-334Digital

(V)

PM-2412 Análogo

(V)

Error absoluto Error relativo

EZ-334(V)

PM-2412(V)

EZ-334Digital

PM-2412Análogo

3.000 3.127 3.1 0.127 0.1 4.23⋅10-2 3.33⋅10-2

6.118 6.32 6.2 0.202 0.082 3.59⋅10-2 1.34⋅10-2

9.115 9.31 9.1 0.195 -0.015 2.14⋅10-2 -1.64⋅10-3

12.10 12.39 12.5 0.29 0,4 2.34⋅10-2 3.31⋅10-2

15.08 15.40 15.25 0.32 0.17 2.12⋅10-2 1.13⋅10-2

18.10 18.45 18.5 0.35 0.4 1.93⋅10-2 2.21⋅10-2

21.12 21.51 21.5 0.39 0.38 1.85⋅10-2 1.80⋅10-2

24.04 24.50 24.5 0.43 0.43 1.78 ⋅10-2 1.78⋅10-2

27.04 27.50 27.5 0.46 0.46 1.70⋅10-2 1.70⋅10-2

30.09 30.58 30.5 0.49 0.41 1.63⋅10-2 1.36⋅10-2

Tabla 2: “Datos medidos en multímetro patrón, digital, análogo, junto con errores absoluto y relativo para voltaje”

3.7.- CLASE DE LOS VOLTÍMETROS:

Clase(EZ-334) =(0.49 ×100)÷ 30=1 .63

Clase(PM-2412) =(0.46× 100)÷ 30=1.53

3.8.- GRÁFICOS DE ERROR ABSOLUTO, RELATIVO Y MEDICIÓN DE CORRIENTE:

Figura 8: “Gráfico de mediciones de voltaje multímetro análogo, digital, patrón”

Figura 9: “Gráfico de error absoluto multímetro análogo y digital”

Figura 10: “Gráfico de error relativo multímetro análogo y digital”

4.- COMENTARIOS Y CONCLUSIONES:

De los datos obtenidos en el laboratorio mediante las mediciones, los gráficos y cálculos realizados posteriores a este, se puede afirmar que el amperímetro digital EZ-334 es alrededor de 10 veces más preciso que el amperímetro análogo Philips PM-2412.

Por su parte, cuando se está midiendo voltaje la situación se equilibra, siendo de hecho el voltímetro análogo superior al digital. Esto puede verse claramente en la figura 10 donde se grafican los errores relativos respecto del patrón que en este experimento es el Meterman 37XR.

En los voltímetros se ve una clara tendencia a aumentar el error absoluto respecto al patrón, pero a su misma vez el error relativo va disminuyendo a medida que el voltaje aumenta por lo que el error se irá notando menos cuando el voltaje sea más alto.

5.- BIBLIOGRAFÍA:

- http://www.testequipmentdepot.com/meterman/pdf/37xr.pdf

- http://www.testequipmentdepot.com/ezdigital/pdf/dm330_man.pdf

- http://freeservicemanuals.info/en/servicemanuals/viewmanual/Philips/PM2412/ None/None/USERMANUAL/