2. Los instrumentos no son ideales sino reales, y por lo
tanto tiene una serie de limitaciones que se deben
tomar en cuenta.
Existen dos características importantes en los
sistemas de medición
3.
4. Describen el comportamiento de un sensor o sistema
de medida cuando la magnitud a medir permanece o
se considera constante en el tiempo.
Algunas características son:
5. Es la gráfica que se produce de la salida con
respecto a las variaciones de la entrada del
sistema de medida. Esta sirve para efectuar
calibraciones sencillas y de esta maneta corregir
las lecturas que se hagan con el instrumento.
Algunos parámetros de la curva de calibración:
6. • Margen de medida:
Es el conjunto de valores comprendidos entre los límites superior
e inferior entre los cuales se puede efectuar la medida.
• Fondo de escala:
Es la diferencia entre los límites superior e inferior de medida.
• Salida a fondo de escala:
Es la diferencia entre los límites superior e inferior de medida.
7. Es la razón de cambio de
la señal de salida con
respecto al cambio de la
señal de entrada.
O bien, también se dice
que es la capacidad de un
instrumento de registrar
los pequeños cambios o
variaciones que se
presente en la señal de
entrada.
8. No linealidad:
Es un error producto de la
máxima desviación de la
curva de calibración con
respecto a la curva
linealizada por la que se ha
aproximado.
9. Zona muerta:
Es aquella donde
la sensibilidad del instrumento
es nula lo que hace que no
cambie su indicación y señal de
salida.
10. Histéresis:
Es similar a la repetibilidad, solo que en este caso el
proceso de medición se efectuara en dos direcciones
diferentes y la histéresis es la diferencia entre las dos
mediciones.
Ejemplo:
Hallar la histéresis de un termómetro de 49°C en un objeto
de 50°C cuando el objeto pasa de más frio a más caliente y
51°C cuando pasa de caliente a más frio.
En este caso la histéresis es ±1°C.
Deriva de instrumento de medición:
Es la máxima variación experimentada a la salida, durante
un periodo de tiempo determinado, cuando la variable
medida se mantiene en un valor constante durante es
periodo.
11. Saturación:
Es el área de valores de la variable medida, donde
el instrumento ha sobrepasado su capacidad
máxima de operación, por lo que se presenta un
comportamiento distinto a la operación normal, y,
por lo tanto, no confiable.
12. Resolución:
Es el mínimo intervalo
entre dos valores
adyacentes que pueden
ser distinguidos el uno
del otro.
Ej: La regla milimetrada
que se muestra, tiene una
resolución igual a 0.5mm.
13. Precisión:
Es la capacidad de un instrumento de dar el mismo
resultado en mediciones diferentes. La precisión se
cuantifica a partir de dos términos denominados
repetibilidad y reproducibilidad.
14. Repetibilidad:
Establece la precisión de un instrumento cuando el conjunto de
medidas de la misma magnitud se realiza de forma repetitiva y
utilizando las mismas condiciones de medida. Las condiciones de
repetibilidad incluyen:
- El mismo procedimiento de medida.
- El mismo criterio de lectura.
- El mismo instrumento de medida utilizando las mismas condiciones.
- El mismo sistema.
- El mismo observador.
- Medidas sucesivas con poco intervalo de tiempo entre ellas.
Reproducibilidad:
Establece la precisión del proceso de medida cuando el conjunto de
medidas se realiza bajo condiciones de medida cambiantes.
15. Exactitud:
Es la capacidad de un instrumento de acercarse al
valor de la magnitud real, es decir, la cercanía del
valor experimental obtenido con el valor exacto de
una medida.
16. A diferencia de las características estáticas las
características dinámicas de un sensor o sistema
de medida describen su comportamiento ante una
entrada variable.
17. Dicha entrada puede
ser transitoria (impulso,
escalón, rampa),
periódica senoidal) o
aleatoria (ruido). La
elección de una u otra
depende del tipo de
sensor.
18. En el ámbito de la instrumentación es importante
tener en cuenta las diferentes respuestas al escalón
de los sistemas; dichas respuestas dependen del
orden del numerador y el denominador de su función
de transferencia.
La mayoría de los casos, la respuesta es similar a la
que presentaría un sistema de orden cero, primer
orden o de segundo orden (en el denominador).
19. Son aquellos que en su ecuación diferencial no hay
derivadas, su respuesta
temporal y frecuencial no experimentara cambios.
Algunos sensores con sistema de orden cero son:
Potenciómetro lineal y galgas extensiométricas
20. El parámetro dinámico que representa un sistema de
primer orden es su constante de tiempo, tiempo de
levantamiento y tiempo de asentamiento
Tiempo de asentamiento: Es el tiempo que
tarda una respuesta en estabilizarse en un valor.
Tiempo de levantamiento: Es el tiempo requerido para
que la respuesta pase del 10 al 90%, del 5 al 95% o del
0 al 100% de su valor final.
21. Los sistemas de primer orden tienen un elemento
que almacena energía y otro que la disipa. Ejemplo:
filtro pasa altas pasivo
22. Los sistemas de segundo orden responden de
diferentes formas ante una entrada escalón unitario,
es decir dependiendo el amortiguamiento que
tengan, los sistemas son más lentos o más rápidos, a
continuación se citan los tipos de amortiguamiento
del más lento al más rápido.
24. Los sistemas de
segundo orden tienen
dos elementos que
almacenan energía y
dos que la disipan. A
continuación un
ejemplo:
25. Consideraciones que se deben tener en cuenta a la hora
de elegir un sensor:
• Magnitud a medir.
• Características de entrada/salida.
• Características de alimentación.
• Características ambientales.
• Otros factores como: peso, dimensiones, coste de
mantenimiento y de sustitución entre otros.
