PUENTES DE MEDICIÓN

 

Los puentes de medición son circuitos usados para medir parámetros eléctricos como la resistencia, capacitancia e inductancia con alta precisión mediante el equilibrio de voltaje o corriente en el circuito. Normalmente son diseñados a través de la conexión en paralelo de dos divisores de voltaje.

Algunos de estos puentes son:

•Puente de Wheatstone

•Puente de Kelvin

•Puente Doble de Kelvin

•Puente de Maxwell

•Puente de Hay

•Puente de Owen

•Puente de Schering

•Puente de Wien

Puentes en DC

Puente de Wheatstone

Es uno de los puentes más comunes y simples para encontrar la resistencia. Este puente se utiliza donde se miden pequeños cambios en la resistencia, como en las aplicaciones de sensores. Se utiliza para convertir un cambio de resistencia en un cambio de voltaje de un transductor.

Imagen tomada de: https://es.wikipedia.org/wiki/Puente_de_Wheatstone

El puente estará en equilibrio cuando Rx cumpla la siguiente relación

Puente de Kelvin

Se ideó el puente de kelvin para una solventar una limitante que tenía el puente de Wheatstone la cual era medir niveles bajos de resistencia debido a las resistencias internas de los conductores del puente.

Imagen tomada de: http://ingsergiocalderon.blogspot.com/2012/11/puentes-de-medicion.html

 

Si el galvanómetro se conecta en el punto p, entre los puntos m y n, de manera que la relación de resistencia de n a p y de m a p sea igual a la relación de los resistores R1 y R2, entonces:

La resistencia del alambre de conexión entre R3 y Rx, denominada Ry, juega un papel importante en la medición. Hay dos posibles conexiones para el galvanómetro: el punto m y el punto n. Si el galvanómetro se conecta en el punto m, la resistencia de Ry se suma a Rx, lo que da lugar a una indicación mayor que el valor real de Rx. Por otro lado, si el galvanómetro se conecta en el punto n, la resistencia de Ry también se suma a Rx, lo que produce un valor de Rx más bajo de lo que debería ser. Esto se debe a que el valor real de R3 es más alto que su valor nominal debido a la resistencia de Ry.

Sin embargo, si el galvanómetro se conecta en el punto p, que se encuentra entre los puntos m y n, de manera que la relación de resistencia entre n y p sea igual a la relación de resistencia entre m y p (es decir, la misma proporción que los resistores R1 y R2), La ecuación de equilibrio queda:

Es importante destacar que el puente de kelvin es utilizado para medir resistores con valores óhmicos por debajo de 1 ohmio

Puente doble de kelvin

El puente doble de Kelvin, también conocido como puente de medición de resistencia de seis terminales, es una variante del puente de Kelvin que se utiliza para medir resistencias con una precisión aún mayor. Al igual que el puente de Kelvin convencional, el puente doble de Kelvin se utiliza para eliminar la resistencia interna de los cables de medición y minimizar los efectos de las resistencias de contacto.

El puente doble de Kelvin se compone de cuatro brazos o ramas de resistencias, dos de las cuales se utilizan para aplicar una corriente conocida a través de la resistencia desconocida y las otras dos para medir la caída de voltaje en la resistencia desconocida. Además, se agregan dos terminales adicionales para medir la caída de voltaje en las resistencias de contacto.

Imagen tomada de: https://bloginstrukarime.wordpress.com/2013/04/20/puente-doble-de-kelvin/

Este puente funciona bajo la condición de que la relación entre R1 y R2 es la misma entre a y b. Llegando a una ecuación de sensibilidad de la forma:

Es importante destacar que Se usa para medir resistencias muy bajas que van desde aproximadamente 1Ω hasta 0,00001Ω.

Puentes en AC

Puente de maxwell

El puente de Maxwell es particularmente útil para comparar la inductancia de un componente con la capacitancia de otro. Esto se debe a que los capacitores convencionales tienden a ser más cercanos a patrones de reactancia sin pérdidas que los inductores. Además, la ecuación de equilibrio del puente de Maxwell para la componente inductiva no depende de las pérdidas asociadas con la inductancia ni de la frecuencia de medición.

Imagen tomada de: http://www1.frm.utn.edu.ar/medidase1/practicos/puentes_corriente_alterna.pdf

Puente de Schering

El puente de Schering se utiliza para medir la capacidad y el factor de disipación de condensadores. La ecuación de equilibrio del puente de Schering es utilizada para determinar estos valores.

Imagen tomada de: http://ingenieriaelectricafravedsa.blogspot.com/2014/11/puente-schering.html