PRACTICA N'2
DISPOSITIVOS DISPOSITIVOS ELECTRONlCOS
U N IV IV E R S ID ID A D N A C IO IO N A L A U T O NO N O M A D E M E X IC IC O AR A R A G O N
lNGElfIER lNGElfIERIA IA MECANlCA MECANlCA BLECTRl BLECTRlCA CA LABORATOR LABORATORIO IO DE ELECTROlf ELECTROlflCA lCA DISPOSITI DISPOSITIVOS VOS ELECTRONl ELECTRONlCOS COS PRAC PRACTI TICA CA N° 2 AREAS DE APLlCACION DE LAS MEDICIONES ELECTRONICAS. GENERA GEN ERADOR DOR DE FUN FUNCIO CIONES NES Y OSCILOSCOPIO
Que el alu lum mno co con nozc zca a la las s dif ifer ere ent nte es áre rea as de aplio lioa aci ci6 6n de la las s medioiones me dioiones electró electrónioas nioas y qu que e recuerde recuerde o apren aprenda da a utilizar utilizar el generad generador or de funciones y el osciloscopi osciloscopio.
Las La s med edicio icione nes s y la ins instru trum men entac tación ión ele electr ctrón ónica ica,, tie tiene nen n un cam campo de aplica ap licaoi6 oi6n n muy am ampli plio, o, ya qu que e en la a ac actu tualid alidad ad en ca casi si to toda das s las cien ciencia cias s
.
más de un 70% de los sistemas, sistemas, tran transdu sducto ctores res,, con controla trolado dores res y medido medidores res 80n 80 n el elec ectr trón ónic icos os.. al algu guna nas s de la las s ár área eas s de ap aplio lioac ació ión n de la te tecn cnol olog ogía ía electr ele ctrón ónica ica so son n las Si Sigu guien iente tes: s:
FISICA
FISIOLOGIA
QUIMICA
MEDICINA
GeOlOGIA
ESTUDIO ESTUDI O DEL MEDIO AMBIENTE AMBIENTE
BIOLOGIA
INGENIERIA
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PRAcrICAN°2
DISPOSmvos
ELECIRONICOS
Enla física clásica se realizan mediciones de fuerza, temperatura, presión, intensidad luminosa, por transductores electrónicos. Enla física nuclear se detecta.t·~.diactividad
de alta energfa con los contadores de centelleo; en
la física de estado sólido se estudia la composición estructural de la materia y sus propiedades con la ayuda de los cristales piezoeléctricos, las técnicas de rayos x, transductores de efecto Hall, voltimetros, fuentes de potencia, espectroscopios y el ciclotrón. temperatura
Enel estudio de la flsica de baja
se usa el carbón y maleriales semiconductores,
en la
extracción de señales débiles, de entre el ruido que las rodean, se emplean circuitos
electrónicos
avanzados
como
los
amplificadores
de
enclavamiento. los ingenier os químicos utilizan una amplia variedad de instrumentos y métodos electrónicos en su quehacer profesional, por ejemplo, usan medidores de PH y la polarograffa para determinar la concentración de hidr6geno en las sustancias; el cr omatógrafo.
el espectrómetro
de
absorción y la absorción atómioa son instrumentos y .ef ectos que se emplean para análisis qufmico de gases, sustancias disueltas en líquidos y contenidos minerales en sólidos. los geólogos realizan medioiones geofísioas y oceanográfioas tales como sismos y movimientos de oorteza terrestre, fallas geológicas, campos magnéticos del planeta, asr como exploraciones petrolrferas. Para estas actividades se auxilian con aceleró-:netros, medidor de interferencia láser, el medidor de báscula, magnetómetros y gemonos. En la medicina involucrando
y flsiologra
técnicas
de
se realizan medición
mediciones-diagnóstico
electrónica,
como
el
electrocardiograma
(EKG), electroencefalograma
(EEG), para medir la
actividad
del corazón y el cerebro.
También se realizan
eléctrica
mediciones para investigación como la ultrasooografia .para mujeres embarazadas y el electroretinograma usado para estudiar la respuesta eléctrica de la retina del ojo a la luz.
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otsrosrnvos
ELECfRONICOS
En biologra, se estudia la célula que es la unidad más pequeña de vida mediante generadores
de funciones
y
de pulsos y amplificadores
diferenciales; para estudiar condiciones inteR'-~ de animales vivos, se emplean circuitos integrados ingeribles que generan radiofrecuencias que se pueden propagar a través del animal En el estudio del medio ambiente gases, liquidos
y
S 8
y
se captan en el espacio externo.
cuenta con los registradores para
sólidos. los medidores de poluci6n de gases se emplean
para medir la calidad de~aire, para lo cual se emptean los espectrómetros y
el láser infrarrojo. con ellos se mide el monóxido de carbono (CO), el
dióxido de carbono (002), el dióxido de azufre (S02), óxidos de nitrógeno, ozono e hidrocarburos sin quemar . La detección de la polución de sólidos se lleva a cabo por medio de analizadores de alimentos con los cromalógrafos de gases y suelos con los espectrómetros. En la ingeniería el uso de oircuitos e instrumentos electrónicos es imprescindible, y
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mencionaremos casos par a ejemplificar ,
entendido que aún lo no mencionado es igualmente impo~nte.
en el
En el ár ea
de las comunicaciones electromagnétioas se emplean instrumentos como receptores
de aeilales
vfa satélite
artifioial,
los mismos satélites
artificiales, (os equipos de intercomunicación con fibra óptioa y láser , todo el sistema telefónico de México o de cualquier pars, los equipos de medición, como analizadores de espectro, los medidores y simuladores de jiter. analizadores de estados lógio~. En el área de la automatización, se tienen los servomecanismos, las máquinas de control numérico y los robols. En la .bioingenieria se cuenta con una gran variedad de sistemas, por ejemplo de regulación y suministro de insulina empleado en la atención de los diabéticos, brazos, piernas, órganos sensoriales electrónicos que auxilian a 'os minusválidos. En la ingenierla de las calouladoras se cuenta con
los
microprocesadores,
las
oomputadQr88
computadoras digitales y todos sus periféricos.
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analógicas,
las
PRACIlCAW2
DISPOSITIVOS
ELECTRONICOS
1.- Investigue cuáles son los módulos que integran un generador de funciones
y diga
para qué se emplea normalmente. .
.
2.~Investigue cuáles son los módulos que integran un osciloscopio y diga para qué 8eemplea normalmente. 3.- Investigue que son las figuras de lissajous, para qué se emplean y como se interpretan. 4.- ¿Quées el ángulo de defasamienlo
y
para qué nos sirve conOcerlo?
5.- Calcule los voltajes en cada resistencia de la figura 1, si la señal producida por el generador es una senoide de 10 Vpp de amplitud
y
1000
Hz.
6.- En el circuito de la figura 2 describa un procedimiento para calcular el voltaje en la resistencia y el ángulo de defasamiento.
1.- Encienda el generador de funciones y el osoiloscopio. 2.- Ajuste el generador de funciones par a que nos pr oporcione una señal senoida' de 10 Vpp y 1000 Hzde frecuencia. 3.- Introduzca esta señal en el osciloscopio y obsérvela en la pantalla del . mismo. Puede utiliZar cualquiera de los dos canales A o B. 4.- Gire la perilla de excitación del generador de funciones, para variar el voltaje pico a pico de la señal senoidal. Observe esta variación en el osciloscopio. Para una correcta observación ajuste la perilla de selección de voltaje de los amplificadores verticales del osciloscopio. 5.- Gire la perilla de calibración del osciloscopio y observe lo que sucede con la señal. NOTA: El bot6n de barrido inlerno del osciloscopio debe estar presionado. Aunque puede utilizar cualquier canal, se recomienda no emplear el canal B si no se emplea el canal A.
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msrosrnvos
PRACTICA N° 2
ELECfRONlCOS
6.- Accione los siguientes controles del generador de funciones, observe lo que sucede en la pantalla del osciloscopio y anote su interpretación.
--
a) E l rango de frecuencias. b) Dial de frecuencias.
e) Selector de funciones. d) Selector de nivel de compol'tente de directa.
7.- Accione los siguientes controles del osciloscopio, observe la acción de cada uno de ellos y anote su interpretaoión. a) Intensidad. b) Foco. e) Buscador de señal.
d) Posición horizontal. e) Tiempo/división 1) Expansor .
'g) Bolón de GND.
h) Nivel de dispar o. i) Rolón de AC/OC.
8.- A juste el gener ador de f unolones par a que nos propor cione una señal senoidal de 10 Vpp y 1000 Hzde frecuencia. R l=lK C
G E N E R A D O R
P2..6S0Q
DE
fU NCIO NE S
R3=82g Figura 1
9,.. Arme el circuito de la figura 1. Aplique la señal del generador de funciones ajustado en el punto 8. Mida la amplitud pico a pico de cada una de las tensiones presentes en las resistencias y registre los oscilogramas. Utmce el canal A y una vez asignado esle utilice el cana' B. l
.
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P RA C TI CA
N° 2
DISPOSITIVOS
ELECTRONICOS
10.- Arme el circuito de la figura 2, con el generador de funciones operando igual que en el punto anterior. 11.- Conecte la entrada vertical del oscifosv~pio a la salida V del circuito, y la entrada horizontal a la salida H.
~------------~--------~V
e
GENERADOR DE
O.047IlF t . H
FUNCIONES
~----------~-f igura
12.- Presione el botón X-y
__ GNO
2
del osciloscopio. En la pantalla deber á
observar la figura 3. Centre correctamente dicha figura y mida Y1 y Y2. Y
Figura
3
NOTA: Para la correcta realización de este inciso, asegúrese que la señal abarque la misma distancia vertical que horizontal; por ejemplo,
.
debe llenar 6 cuadros verticalmente y 6 cuadros horizontales. 13.- Calcule el ángulo de defasamiento utilizando la relación: 0= are sen (Y11Y2)
14.- Conecte la base de tiempo interno del osciloscopio y emplee los canales verticales A y B para conectarlos en las terminales V y H del circuito de la figura 2. 15.· Mida el ángulo de defasamiento entre estas señales del osciloscopio, compárelo con el obtenido en el punto anterior. Justifique cualquier diferencia con el obtenido en lafigura 5.
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PRACTICA N" 2
DISPOSITIVOS ELECTRONICOS
16.- Repita el procedimiento de los puntos 10 al 15, cambiando en el circuito de la figura 2, el capacitor por una bobina, figura 4. (Este punto se hará demostrativo).
---"'""
Ir-------y----+v l
GENERADOR
OE FUNCtONES
30mH " '_ -+ H
I
R
$ 2.2KQ
~----------~----~~GND
Figur a 4
17.- Arme el circuito de la figura 6, conectando el generador con una onda eenoidal sin importar su amplitud ni frecuencia a la entrada vertical A del osciloscopio y el devanado seoundario del transformador a la entrada horizontal. Q¡uIa 40Z
Se:ftal_1an1a.cla en .. Señal e le ellltltadón " '_ _ . .J • • " " .. .
.. .
"" ,
,
,,
,
•
,
I
t
; '\. Srial a't:raRcla en
;/
ua~.l
If-----T-----I'
Figure 5
18.- Ajuste fa amptitud y la frecuencia del generador de funoiones, hasta poder observar los esquemas mostrados en la figura 6. Explique a su instructor las figuras mostradas, que significan y como se interpretan.
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PRACTICA
N° 2
DISPOSITIVOS ELECfRONICOS
OSCilOSCOPIO
EE~I (:
~O . .
~II
:~ov
~'Olh ~
~cfr. cerU:rti
--
1 ::i::1 I
Figure 6
90°
/OOQ\ Relación de f re cuencia
de 1:1
Figura1
- 2 Resistencias de 1 KO a %W. - 2 Resistencias de 680 O a Y 2 W. - 2 Resistencias de 82 na %W. - 2 Resistencias de 2.2
Kn a % W.
- 2 Capacitores de 0.047 ¡.tFa 16 V.• - Transformador 127/30 a 2A con tap central.
Se recomienda al instructor que antes de realizar esta práctica, explique a los alumnos como utilizar el generador de funciones y el osciloscopio, así como resolver sus dudas a cerca de la obtención de las impedancias, tensiones en CA y ángulos de fase.
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PRACTICA N" 2
DISPOSITIVOS ELECfRO NlCOS
EL OSCILOSCOPIO Paul E. Klein
Ed.
Marcombo
METODOS EXPERIMENTALES PARA INGENIEROS Jack Holman
Ed. Me Graw HUI
INSTRUMENTACION INDUSTRIAL Antonio Cr eus
Ed.
Marcombo
GUIA PARA MEDICtONES ELECTRONICAS y PRACTICAS DE LABORATORIO Stanley Wotf , Ed.
Richard
F. M.
Smith
Prentice Hall
•
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