Clasificación dos instrumentos de medida

Instrumentos de medida: Definición, clasificación e características

Un instrumento de medida é un dispositivo usado para cuantificar cantidades físicas e eléctricas. O concepto de medida implica fundamentalmente comparar dúas cantidades que comparten a mesma unidade. Unha destas cantidades ten unha magnitude descoñecida, que se compara con un valor estándar predefinido. A través desta comparación, obtense un resultado numérico que representa o valor medido da cantidade descoñecida.

Os instrumentos de medida poden clasificarse en tres tipos principais:

• Instrumentos Eléctricos

• Instrumentos Electrónicos

• Instrumentos Mecánicos

Os instrumentos mecánicos están principalmente deseñados para medir cantidades físicas. Son adecuados para aplicacións que implican condicións estáticas e estables. No entanto, a súa limitación reside na súa incapacidad para responder eficazmente a condicións dinámicas ou que cambian rapidamente. Por exemplo, poden non captar con precisión eventos transitórios ou fluctuacións nos parámetros físicos.

Por outro lado, os instrumentos electrónicos ofrecen unha vantaxe significativa coas súas rápidas veces de resposta. En comparación cos instrumentos eléctricos e mecánicos, poden detectar e reaccionar rapidamente aos cambios na cantidade medida. Isto os fai ideais para aplicacións que requiren monitorización e medida en tempo real de fenómenos que variam rapidamente.

Os instrumentos eléctricos están específicamente deseñados para medir cantidades eléctricas como a corrente, a tensión e a potencia. Exemplos de instrumentos de medida eléctrica inclúen o amperímetro, o voltímetro e o vatímetro. O amperímetro usa para medir a corrente eléctrica en amperios, o voltímetro emprega para medir a tensión, e o vatímetro utilízase para determinar a potencia eléctrica. A clasificación dos instrumentos eléctricos adoita depender dos métodos usados para mostrar ou representar a lectura de saída. Diferentes instrumentos poden usar mostradores analóxicos, pantallas dixitais ou outros medios para transmitir os valores medidos, cada un con o seu propio conxunto de vantaxes e aplicacións dependendo dos requisitos específicos da tarefa de medida.

Tipos de Instrumentos Eléctricos

Neste artigo, exploraremos os diversos tipos de instrumentos eléctricos, cada un coas súas características únicas e aplicacións.

Instrumentos Absolutos

Un instrumento absoluto determina o valor dunha cantidade medida baseándose en constantes físicas. Estas constantes físicas poden incluír parámetros como o ángulo de desviación, graos específicos ou constantes do medidor. Para obter o valor da cantidade medida nun instrumento absoluto, xeralmente son necesarios cálculos matemáticos para interpretar a relación entre a constante física observada e a cantidade que se está midendo.

Un exemplo primordial dun instrumento absoluto é o galvanómetro de tanxente. Neste dispositivo, a magnitud da corrente que pasa polo seu bobinado calcula-se usando a tanxente do ángulo de desviación do bobinado, xunto con factores como o compoñente horizontal do campo magnético terrestre, o raio do bobinado e o número de voltas de fío. Debido á súa dependencia de relacións físicas precisas e a necesidade de cálculos detallados, os instrumentos absolutos utilizanse comúnmente en entornos de laboratorio onde son esenciais medidas precisas e fundamentais.

Instrumentos Secundarios

Os instrumentos secundarios mostran a magnitud da cantidade mensurable a través da desviación. Para unha medida precisa, é crucial a calibración destes instrumentos contra un instrumento estándar. Ao contrario dos instrumentos absolutos, os instrumentos secundarios proporcionan unha saída directa, eliminando a necesidade de cálculos matemáticos complexos para determinar o valor medido. Esta simplicidade os fai altamente prácticos para un amplio rango de tarefas de medida cotiáns.

Instrumentos Dxitais

Os instrumentos dixitais presentan a súa saída en formato numérico, ofrecendo varias vantaxes sobre os seus análogos. Unha das principais ventajas é a maior precisión, xa que as lecturas dixitais eliminan o potencial de erro humano asociado á lectura de escalas analóxicas. Esto fai que os instrumentos dixitais sexan particularmente adecuados para aplicacións onde a precisión é de máxima importancia, como na investigación científica, a enxeñaría e o control de calidad industrial.

Instrumentos Analóxicos

Os instrumentos analóxicos caracterízanse por unha saída que varía continuamente. Xeralmente teñen un indicador que se move ao longo dunha escala calibrada para indicar a magnitud da cantidade mensurable. Os instrumentos analóxicos poden clasificarse ademais en dous subtipos:

Instrumentos de Tipo Nulo

Os instrumentos de tipo nulo usan unha desviación de cero ou nula para indicar a magnitud da cantidade medida. Estes instrumentos son coñecidos pola súa alta precisión e sensibilidade. Funcionan no principio de comparar unha cantidade coñecida cunha cantidade descoñecida. Cando os valores da cantidade coñecida e a descoñecida son iguais, o indicador do instrumento mostra unha desviación nula ou cero. Os instrumentos de tipo nulo empregan comunmente en potenciómetros e galvanómetros para identificar precisamente puntos nulos, que son esenciais para medidas precisas en diversas aplicacións eléctricas e electrónicas.

Instrumentos de Tipo Desviación

Os instrumentos de tipo desviación determinan o valor da cantidade medida baseándose na desviación dun indicador. Cando a cantidade medida actúa sobre o instrumento, provoca que o indicador do sistema móbil (que está montado nunha escala calibrada) se desvíe. Observando a posición do indicador na escala, pode determinarse a magnitud da cantidade medida.

Os instrumentos de tipo desviación poden subdividirse ademais en tres categorías:

• Instrumentos Indicadores: Estes instrumentos están deseñados para mostrar directamente a magnitud da cantidade medida. Xeralmente teñen un marcador con un indicador que se move sobre unha escala graduada. Exemplos de instrumentos indicadores inclúen voltímetros, amperímetros e medidores de factor de potencia, que se usan amplamente para monitorizar e medir parámetros eléctricos en diversos circuitos e sistemas.

• Instrumentos Integradores: Os instrumentos integradores úsanse para medir a enerxía total suministrada durante un período específico. A enerxía total medida por estes instrumentos calcula como o produto do tempo e a cantidade eléctrica medida. Exemplos comúns de instrumentos integradores son os contadores de enerxía, vatihorímetros, que son esenciais para facturar con precisión aos consumidores a enerxía eléctrica que consumen.

• Instrumentos Registradores: Os instrumentos registradores úsanse para documentar as condicións do circuito a intervalos regulares. Xeralmente teñen un sistema móbil que leva unha pluma ou estilete, que toca ligeramente unha folha de papel ou outro medio de rexistro. Á medida que a cantidade eléctrica medida cambia, o movemento do bobinado traza no medio de rexistro, creando unha curva que ilustra a variación da cantidade eléctrica ao longo do tempo. Esta representación gráfica é inestimable para analizar tendencias, diagnosticar problemas e monitorizar o rendemento dos sistemas eléctricos.

En comparación cos instrumentos eléctricos e mecánicos, os instrumentos electrónicos xeralmente exhiben tempos de resposta significativamente máis rápidos. Esta rápida resposta permite que detecten e reaccione rapidamente aos cambios nas cantidades eléctricas, facéndoos altamente adecuados para aplicacións que requiren monitorización e análise en tempo real, como en sistemas de adquisición de datos de alta velocidade, sistemas de control e tecnoloxías de comunicación modernas.