Instrumentos analógicos

GENERALIDADES ACERCA DE LOS INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN.

Partes esenciales de los instrumentos de medición.

a) Conceptos Fundamentales:

1. Instrumento de Medición: El dispositivo medidor consta de ciertas partes que provocan un movimiento, y otras partes, cuyo movimiento o cuya posición dependen de la magnitud que se mide.
El instrumento de medición es el conjunto formado por eldispositivo medidor propiamente dicho y la caja del mismo, acompañado eventualmente de otros elementos accesorios. Un instrumento puede incluir varios dispositivos medidores.
El órgano móvil es la parte del dispositivo cuyo movimiento o cuya posición depende de la magnitud que se mide.
Son accesorios los elementos que, junto con el dispositivo medidor, forman el instrumento, tales como resistenciao en derivación (shunt), reactancias, condensadores, cables de conexión, transformadores de medida, etc.
El campo de indicación abarca la escala total.
El campo de medición abarca solamente aquella parte de la escala a la cual deben ceñirse las determinaciones por consideraciones de exactitud.

2. Sensibilidad. Es la relación entre un corrimiento del índice o aguja observado en elinstrumento y la variación de la magnitud que se mide, que ha originado el corrimiento en cuestión.

b) Origen de la Desviación:
1. Momento desviador eléctrico. El dispositivo medidor consta de una parte fija y otra móvil. La magnitud eléctrica que se ha de medir produce entre ambas partes una fuerza y un momento de giro eléctrico, que trata de separar la parte móvil de su posición dereposo para trasladarla a otra posición, generalmente mediante un movimiento de giro.

2. Momento antagónico. El momento desviador eléctrico se mide mediante otro momento que obra en sentido opuesto. Este momento antagónico debe depender de la desviación y aumentar con el ángulo de giro. Si, en un dispositivo medidor, estos dos momentos guardan entre sí la relación correcta, el órgano móvil giraráhasta tanto que los momentos eléctrico y antagónico sean iguales entre sí. Esta posición es señalada por un índice sobre una escala.

c) Momento antagónico.

Los momentos antagónicos se realizan por medio de la torsión de muelles en espiral o de hilos de suspensión, o bien mediante acciones electrodinámicas.

1. Muelles en espiral. Han de carecer de histéresis elástica, no han depresentar fenómenos de alteración, y su dependencia de la temperatura ha de ser la mínima posible. En general, los muelles se fabrican de bronce fosforoso o de una aleación de bronce con silicio y cobre.
En muchísimos instrumentos encontramos muelles en espiral de sección rectangular. Cuando el muelle sufre una deformación nace un momento antagónico Ma, que es proporcional al ángulo girado ( y unaconstante Kr, que depende del material y de las dimensiones del resorte:

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2. Suspensión de cinta y de cinta con muelles tensores. En dispositivos medidores de alta sensibilidad, con suspensión de cinta o con cinta sujeta por muelles tensores, la misma suspensión se encarga de proporcionar el momento antagónico.

3. Fuerza antagónica electrodinámica. Se presentan en los instrumentosprovistos de más de un carrete (generalmente, dos carretes). Por ejemplo, en los medidores de cocientes. Uno de los carretes produce el momento desviador, y el otro momento antagónico.

d) Amortiguamiento de los Dispositivos Medidores.

Al aplicar, suprimir o modificar la magnitud que se trata de medir, en relación con el precedente estado de equilibrio, predomina el momento eléctrico, obien predomina el momento antagónico. Según sea el valor del momento exceso que determina la nueva posición del sistema móvil, y según sea el amortiguamiento, dicho sistema oscila de acuerdo con cierta curva hasta pasar a una nueva posición de equilibrio.
Para poder conseguir el grado de amortiguamiento deseado en el instrumento de medición, se incluyen en él dispositivos apropiados....