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JAVIER EDUARDO MARTINEZ BAQUERO

INGENIERO ELECTRÓNICO UNIVERSIDAD DE LOS LLANOS

ESPECIALISTA EN INSTRUMENTACIÓN ELECTRÓNICA

UNIVERSIDAD SANTO TOMÁS

Msc TECNOLOGÍA EDUCATIVA Y MEDIOS INNOVADORES PARA LA EDUCACIÓN

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BUCARAMANGA INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MONTERREY

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CARACTERÍSTICAS DE LOS INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN

Los instrumentos de medición hacen posible las observación de los

fenómenos y su cuantificación, sin embargo estos instrumentos no son

ideales sino reales, y por lo tanto tiene una serie de limitaciones que

debemos tomar en cuenta para poder juzgar si afectan de alguna

manera las medidas que estamos realizando , y así mismo determinar la

veracidad de las anteriores.

Un sistema de medición posee dos tipos de características importantes: Características de tipo estático. Características de tipo dinámico.

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CARACTERÍSTICAS ESTÁTICAS DE UN SISTEMA DE MEDICIÓN

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Las características estáticas describen el comportamiento de un sensor o sistema de medida cuando la magnitud a medir permanece constante en el tiempo o varía tan lentamente que se puede considerar constante.

Curva de calibración:

La curva de calibración es la relación entre la entrada al sensor y su

correspondiente salida, es decir que la curva de calibración de un sensor o de un sistema de medida en general es la línea que une los puntos obtenidos aplicando sucesivos valores de la magnitud de entrada con sus respectivos valores de salida.

Permiten obtener una relación directa punto a punto de la señal de salida

en función de la entrada y viceversa.

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CURVA DE CALIBRACIÓN

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Para definir la curva de calibración adecuadamente se necesita como mínimo indicar su forma y sus límites. Estos últimos se especifican con algunos de los siguientes parámetros:

Campo o margen de medida (range): Es el conjunto de valores

comprendidos entre los límites superior e inferior entre los cuales de puede efectuar la medida.

Por ejemplo, si se dispone de un termómetro diseñado para medir

entre -20 y 600C, el campo de medida será -200C /600C.

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Alcance o fondo de escala (span, input full scale), FS: Es la diferencia

entre los límites superior e inferior de medida. Ejemplo termómetro……..Alcance 80°C Salida a fondo de escala (full scale output, FSO): Es la diferencia

entre las salidas para los extremos del campo de medida.

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MARGEN DE MEDIDA - ALCANCE

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CURVA DE CALIBRACIÓN 10

Sensibilidad (sensitivity): La sensibilidad es la pendiente de la curva de

calibración. Si esta es una recta la sensibilidad es constante y se dice que es

el sistema o sensor es lineal.

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No linealidad (nonlinearity): es la máxima desviación de la curva de calibración con respecto a la línea recta por la que se ha aproximado.

Habitualmente se suele expresar en forma de % con respecto al

alcance. También se conoce como linealidad o error de linealidad. La linealidad expresa hasta que punto es constante la sensibilidad

del sensor.

LINEALIDAD

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Zona muerta (dead zone): Es el campo de valores de la variable que no

hace variar la indicación, también se define como la región de la curva de

calibración que presenta una sensibilidad nula.

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Histéresis (hysteresis): Es la diferencia en la medida dependiendo del sentido en el que se ha alcanzado. Un mismo valor de la magnitud de entrada puede provocar salidas diferentes dependiendo del sentido en el que se haya modificado la entrada (creciente o decreciente) hasta alcanzar dicho valor.

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CURVA CARACTERÍSTICA DE HISTÉRESIS

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Deriva (drift): Es la variación de algún aspecto de la curva de

calibración con respecto a algún parámetro ambiental (Temperatura, Humedad) siempre que el parámetro no sea el objeto de la medida.

Saturación (saturation) .

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Resolución

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Resolución (resolution): La resolución de un dispositivo es el mínimo incremento de la entrada que ofrece un cambio medible en la salida. Se suele expresar como un valor en tanto por ciento sobre el fondo de escala.

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ERRORES Medir una magnitud con el menor número de errores posibles. Siempre existe un grado de incertidumbre Error absoluto: Diferencia entre el valor medido y el valor exacto en valor absoluto. Error relativo: Error absoluto dividido entre el valor exacto.

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PRECISIÓN - EXACTITUD .

PRECISIÓN - EXACTITUD

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Para definir la variabilidad entre mediciones se tiene la precisión. Diversos factores contribuyen a la variabilidad de un método de medición, entre ellos: 1. El operador que realiza la medición. 2. Los equipos 3. La calibración de los equipos 4. El ambiente (T°, humedad, etc) 5. El intervalo temporal entre mediciones

LA PRECISIÓN SE CUANTIFICA A PARTIR DE DOS TÉRMINOS

DENOMINADOS REPETIBILIDAD Y REPRODUCIBILIDAD

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Los términos repetibilidad y reproducibilidad tienen un significado muy parecido, aunque se aplican en diferentes contextos. Repetibilidad: Es el grado de concordancia entre los resultados de mediciones sucesivas del mismo mesurando, realizadas bajo las mismas condiciones de medida. Reproducibilidad: Es el grado de concordancia entre los resultados de mediciones sucesivas del mismo mesurando, realizadas bajo diferentes condiciones de medida. Las medidas pueden realizarse a largo plazo, por personas distintas, con aparatos distintos o en distintos laboratorios.

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REPETIBILIDAD - REPRODUCIBILIDAD

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CALIBRACIÓN

Establecer, con la mayor exactitud posible, la correspondencia entre las indicaciones de un instrumento de medida y los valores de la magnitud que se mide.

Las tolerancias de los componentes y las no idealidades de los

circuitos electrónicos conducen a que dos sensores o dos instrumentos de medida aparentemente idénticos no presenten nunca curvas idénticas de calibración.

La curva de calibración de los instrumentos varía a lo largo del

tiempo y del grado de utilización de los mismos.

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Calibración a punto

Actuar sobre el sistema de medida de forma que para un punto concreto la salida sea lo más exacta posible.

Ejemplo: Las básculas analógicas incorporan un mando para ajustar el cero. Las básculas digitales lo hacen automáticamente. La calibración a un punto suele efectuarse sobre el valor cero de la

variable de entrada porque suele ser uno de los puntos para los que más fácilmente suele ser conocido el valor verdadero.

Básculas, velocímetros, acelerómetros, medida de desplazamiento.

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Calibración del cero y de la sensibilidad

Para ajustar perfectamente una curva de calibración lineal se necesitarían ajustar dos puntos o un punto y la pendiente (sensibilidad).

Algunos instrumentos incorporan esta posibilidad pero sin acceso

al usuario, pero sí para el fabricante.

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Ejercicio

Se dispone de una báscula industrial para medir entre 0kg y 100kg. Después de un uso repetido de la misma se han observado desviaciones de la medida (por ejemplo, en ausencia de peso indica 10kg) por lo que se ha decidido recalibrar el sistema.

¿Sería correcto ajustar en primer lugar la ganacia y después del

cero?

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La gama de un instrumento se define como la diferencia entre la indicación mayor y la menor que puede ofrecer el instrumento. La gama puede estar dividida en varias escalas o constar de una sola. Por ejemplo, el amperímetro de la Fig. a tiene una gama de 0 a 5 mA, y una sola escala, mientras que el de la Fig. b tiene una gama de 0 a 500 mA, dividida en 5 escalas, las cuales van respectivamente de 0 a 0.05 mA; de 0 a 0.5 mA; de 0 a 5 mA; de 0 a 50 mA y de 0 a 500 mA

GAMA Y ESCALA

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EFICIENCIA