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Prólogo
1. Introducción a los instrumentos de medida electrónicos
1.1 Señales eléctricas analógicas y digitales
1.1.1 Conversión analógico-digital
1.1.2 Conversión digital-analógica
1.2 Conceptos básicos sobre medidas e instrumentos de medida
1.2.1 Estructura general de un instrumento de medida electrónico
1.2.2 Presentación analógica y presentación digital
1.2.3 Métodos de medida: medidas directas e indirectas
1.2.4 Características de funcionamiento de los instrumentos de medida
1.2.5 Especificación de las características metrológicas y de funcionamiento de los instrumentos de medida
1.3 Incertidumbre en las medidas
1.3.1 Enfoque tradicional: exactitud y precisión, error
sistemático y error aleatorio
1.3.2 Enfoque basado en la incertidumbre
1.3.3 Estimación de la incertidumbre de medida en una medida directa única
1.3.4 Estimación de la incertidumbre de medida en medidas indirectas y en medidas por observaciones repetidas
1.4 Las unidades de medida y sus símbolos
1.5 Expresión del resultado de una medida
1.5.1 Reglas para redondear los valores numéricos
1.5.2 Reglas para escribir los valores numéricos
1.5.3 Reglas para expresar el valor de las unidades
Cuadro 1.1 Definición de algunas unidades comunes en ingeniería eléctrica y de telecomunicación, y sus patrones
2. Fuentes de alimentación
2.1 Función y tipos de fuentes de alimentación
2.2 Esquema de bloques de las fuentes de alimentación
2.2.1 Fuentes de alimentación lineales
2.2.2 Fuentes de alimentación conmutadas
2.2.3 Fuentes de tensión con detección remota
2.2.4 Fuentes de corriente
2.3 Especificaciones de las fuentes de alimentación
2.4 Fuentes de alimentación múltiples
2.5 Interferencias en sistemas de alimentación
Cuadro 2.1 Baterías, pilas y acumuladores
Cuadro 2.2 Seguridad eléctrica en instrumentos electrónicos
Cuadro 2.3 Transitorio al apagar una fuente de tensión
Cuadro 2.4 Sistemas de designación de cables
Cuadro 2.5 Aislamiento en transformadores
Cuadro 2.6 Tipos de circuitos de salida
Cuadro 2.7 Calidad en la red de baja tensión
3. Multímetros digitales
3.1 Función y tipos de multímetros digitales
3.2 Esquema de bloques de un multímetro digital
3.3 Convertidores analógico–digitales
3.3.1 Convertidores A/D de doble rampa
3.3.2 Convertidores A/D de aproximaciones sucesivas
3.4 Circuitos de entrada de los multímetros digitales
3.4.1 Atenuador–amplificador
3.4.2 Convertidores corriente–tensión
3.4.3 Convertidores resistencia–tensión
3.4.4 Convertidores alterna–continua
3.5 Incertidumbre en los multímetros digitales
3.5.1 Incertidumbre instrumental en los multímetros digitales
3.5.2 Componentes de la incertidumbre debidas al método de medida
3.5.3 Rechazo de tensiones de modo serie y de modo común
Cuadro 3.1 Polímetros analógicos
Cuadro 3.2 Vatímetros industriales
Cuadro 3.3 Vatímetros de RF
Cuadro 3.4 Tipos de circuitos de entrada
4. Generadores y sintetizadores de señal
4.1 Función y tipos de generadores de señal
4.2 Generadores de funciones.
4.3 Generadores de pulsos
4.4 Sintetizadores de frecuencia
4.4.1 Síntesis directa
4.4.2 Síntesis indirecta
4.4.3 Síntesis digital directa
4.5 Generadores de ondas con forma arbitraria
5. Osciloscopios
5.1 Función y tipos de osciloscopios
5.2 Esquema de bloques de los osciloscopios
5.2.1 Osciloscopios analógicos
5.2.2 Osciloscopios digitales
5.3 Tubos de rayos catódicos para osciloscopios analógicos
5.3.1 Generación del haz
5.3.2 Enfoque
5.3.3 Desviación
5.3.4 Postaceleración
5.3.5 Pantalla y retículas
5.4 Sistema de desviación vertical
5.4.1 Escala y posición vertical
5.4.2 Canales múltiples
5.5 Sistema de desviación horizontal en osciloscopios analógicos
5.5.1 Generador de barrido
5.5.2 Circuito de disparo
5.5.3 Amplificador de desviación horizontal
5.5.4 Bases de tiempos dobles
5.5.5 Cursores y medidas digitales
5.5.6 Funcionamiento en modo X-Y
5.6 Captura y disparo en osciloscopios digitales
5.6.1 Modos de adquisición
5.6.2 Modos de disparo
5.7 Sondas para osciloscopio
5.7.1 Sondas de tensión pasivas
5.7.2 Sondas de tensión activas
5.7.3 Sondas de corriente
Cuadro 5.1 Compatibilidad entre señales e instrumentos
6. Frecuencímetros y contadores
6.1 Función y tipos de frecuencímetros
6.2 Esquema de bloques de un frecuencímetro-contador
6.3 Circuitos de entrada y puerta
6.4 Base de tiempos
6.5 Modos de funcionamiento
6.5.1 Totalización
6.5.2 Medida de frecuencia directa
6.5.3 Medida de relación de frecuencias
6.5.4 Medida de periodos. Contadores recíprocos
6.5.5 Medida de intervalos de tiempo
'Este libro trata sobre los instrumentos básicos para medir las magnitudes eléctricas comunes: tensión, corriente, impedancia y frecuencia. Los instrumentos que miden magnitudes no eléctricas utilizan sensores que obtienen señales eléctricas a partir de magnitudes de otra índole (mecánica, térmica, magnética, química, radiación).
Este libro enseña el funcionamiento de los instrumentos electrónicos básicos desde el punto de vista del usuario interesado en sacarles el máximo provecho, sin preocuparse por los detalles de su construcción interna.
Los instrumentos se describen mediante esquemas de bloques funcionales (no bloques de circuitos) y circuitos equivalentes de entrada o salida. Se consideran los instrumentos de banco de laboratorio más que los instrumentos basados en un PC tarjetas insertadas en el PC o módulos conectados a éste mediante un bus estándar (USB, por ejemplo) porque la funcionalidad de estos últimos es muy limitada.
Los datos que se ofrecen sobre instrumentos (especificaciones) sólo pretenden ser una guía, y no son el fruto de una búsqueda exhaustiva, que por lo demás pronto sería obsoleta. Se analizan con detalle la incertidumbre de la medida (con varios ejemplos de cálculo) y la reducción de interferencias que permitan garantizar la calidad de las mediciones, de acuerdo con las exigencias de las normas ISO 9000 y 14000.
Para guiar al lector según su formación previa, objetivos de aprendizaje y grado de interés por los instrumentos, el Anexo I define seis posibles itinerarios de lectura. Los resultados óptimos se obtendrán si el estudio del libro va acompañado de prácticas de laboratorio. '