TALLER TECNICAS DE ANALISIS

TIPOS DE RUIDO y RELACIN SEAL-RUIDO EN QUMICA ANALTICA

Taller Tcnicas de anlisisNOMBR CODIGO_______Introduccin:

A lo largo del semestre hemos estudiado una serie de instrumentos de anlisis los cuales vienen diseados para dar una respuesta que puede venir en diversas presentaciones, (forma de picos, lneas, valores numricos, imgenes, etc); para que el investigador la interprete con facilidad. Dicha respuesta est en correspondencia con una o varias seales provenientes del equipo y es consecuencia del anlisis de la muestra en estudio.

Sin embargo debemos saber que toda seal proveniente de un instrumento tiene un ruido intrnseco. Dicho ruido a veces es muy poco, casi imperceptible o en ocasiones puede ser bastante, tanto como para enmascarar un resultado.

Se habla de un tipo de ruido instrumental porque se asocia a cada componente de un instrumento y se relaciona por supuesto al uso de instrumentos para obtener respuestas a nuestros interrogantes Qumicos. El ruido de cada uno de estos componentes puede ser de distintos tipos y provenir de distintas fuentes; por tanto, el ruido que finalmente se percibe es una mezcla compleja que no se puede caracterizar por completo.

El ruido Instrumental no es el nico ruido que se existe, tambin existe el ruido Qumico y el ruido trmico; el ruido puede venir del ambiente.Cuestionario: Responde las siguientes preguntas, (si es necesario al respaldo de la hoja).1) Realiza un cuadro comparativo de los tipos de ruido que se consideran importantes.Ruido InstrumentalRuido QumicoRuido trmico

Causas

Comentarios

Tabla 1. Tipos de Ruido2) Qu tipos de ruido instrumental existen? Explica brevemente.

3) Un parmetro importante es la razn seal- Ruido; uno de los grandes objetivos en la qumica es maximizar la seal y minimizar el ruido; especialmente cuando se trabaja con muestras cuya concentracin puede estar muy cercana a los lmites de deteccin del instrumento o cuando la precisin requerida para el anlisis es muy alta. Consigna por favor la informacin terica que puedas investigar sobre ste parmetro. (En ingls es conocido como signal-to-noise ratio).

4) Qu relacin matemtica existe para expresar la razn seal- ruido? Tiene alguna relacin con la desviacin estndar?5) Qu medidas se pueden tomar con respecto al hardware y al software del instrumento para que ste presente menos ruido o signal-to-noise ratio?6) Escribe el ttulo y el autor de un artculo cientfico el cual trate o mencione ste tema del ruido en cualquiera de sus partes.7) Cul sera un buen ttulo para ste taller que acabas de desarrollar?

8) Cul sera la utilidad en el ejercicio de tu profesin el conocimiento de ste parmetro signal-to-noise? Piensas que te puede ayudar a reconocer algn resultado errado de un instrumento?

1) Realiza un cuadro comparativo de los tipos de ruido que se consideran importantes.

Ruido InstrumentalRuido QumicoRuido trmico

Causas y Comentarios

El ruido se asocia a cada componente de un instrumento -o sea, a la fuente, al transductor de entrada, a todos los elementos que procesan la seal y al transductor de salida.

Adems, el ruido de cada uno de estos componentes puede ser de distintos tipos y provenir de distintas fuentes. Por tanto, el ruido que finalmente se percibe es una mezcla compleja que, por lo general, no se puede caracterizar por completo.

Se pueden reconocer ciertos tipos de ruido: (1) ruido trmico o Johnson, (2) ruido de disparo, (3) ruido de parpadeo o 1/f y (4) ruido ambiental.

El ruido qumico proviene de multitud de variables incontroladas que afectan a la qumica del sistema que se analiza.

Entre los distintos ejemplos pueden citarse variaciones no detectadas de temperatura o presin que afectan al equilibrio qumico, fluctuaciones en la humedad relativa que cambian el contenido de humedad de las muestras, vibraciones que conducen a una estratificacin de los slidos pulverulentos, cambios de la intensidad de la luz que afectan a materiales fotosensibles y humos del laboratorio que interaccionan con las muestras o los reactivos. Proviene de la agitacin trmica de los electrones.

Ocurre fundamentalmente en resistencias, condensadores, detectores de radiacin y dems elementos resistivos.

Es aleatorio.

Es dependiente de la temperatura y del ancho de banda.

Es independiente de la frecuencia de trabajo.

2) Qu tipos de ruido instrumental existen? Explica brevemente.

Los tipos de ruido instrumental son:

Ruido de Disparo:

Proviene del movimiento de electrones o fotones en los nodos o uniones, Es aleatorio, Es dependiente del valor de la corriente y del ancho de banda, Es independiente de la frecuencia de trabajo.

Ruido de parpadeo:

No se comprende bien el origen fsico (empricamente es proporcional al nmero de electrones o fotones que llegan a una superficie), Es proporcional a la magnitud de la seal, Depende de cmo estn construidos y ensamblados resistencias y detectores de fotones. Es ms importante a bajas frecuencias, Para anchos de banda chicos 1/f es aproximadamente constante.

Ruido ambientalEl ruido ambiental es una mezcla de distintos tipos de ruidos procedentes del entorno. Gran parte del ruido ambiental se produce a causa de que cada conductor de un instrumento es una antena potencial capaz de captar radiacin electromagntica y convertirla en una seal elctrica. En el entorno existen numerosas fuentes de radiacin electromagntica tales como lneas de alimentacin de corriente alterna, emisoras de radio y de televisin, sistemas de encendido de los motores de gasolina, conmutadores de arco elctrico, escobillas de motores elctricos, alumbrado.3) Un parmetro importante es la razn seal- Ruido; uno de los grandes objetivos en la qumica es maximizar la seal y minimizar el ruido; especialmente cuando se trabaja con muestras cuya concentracin puede estar muy cercana a los lmites de deteccin del instrumento o cuando la precisin requerida para el anlisis es muy alta. Consigna por favor la informacin terica que puedas investigar sobre ste parmetro. (En ingls es conocido como signal-to-noise ratio).

Relacin entre Seal y Ruido

Cada medida analtica consta de dos componentes:

Seal (S): Componente con informacin del analito.

Ruido (N): Componente con informacin ajena y no deseada.

- En general, el valor promedio de la seal de ruido N es constante e independiente de la magnitud de la seal total S.

- El error relativo en la medida aumenta cuando disminuye el valor de la cantidad medida.

- Se utiliza como parmetro de calidad la relacin S/N es vez del ruido solo y se define como:

S/N= media/desviacin estndar = x/s

S/N= 1/RSD

La deteccin visual de una seal es imposible cuando S/N