DEPARTAMENTO DE ELCTRICA Y ELECTRNICA
CARRERA DE ING. EN ELECTRNICA E INSTRUMENTACIN
ASIGNATURA: SENSORES
Unidad I
TEMA: UNIDADES DE MEDIDAS Y LOS ESTANDARES
Docente: Ing. Jos Bucheli
Nombre Estudiantes:
1) Alex Haro
Fecha: 11/ 05/2015
CONFIGURACIN GENERAL ENTRADA SALIDA
1. INTERFERENCIAS Y PERTURBACIONES INTERNAS
En un sistema de medida el sensor es un elemento dispuesto expresamente con
la misin de obtener informacin, en forma de seal elctrica, sobre la propiedad
medida. Pero no sera razonable esperar, a priori, que por una parte el sensor respondiera
exclusivamente a una seal de inters, y que por otra el origen de las seales de
salida fuera nicamente la seal presente a la entrada. La experiencia demuestra
en seguida que esto no es as y por lo tanto, conviene tener en cuenta esta
realidad. En las mediciones de seales interviene dos factores que alteran las
seales de salida de los sensores estos factores son:
-Interferencias
-Perturbaciones internas
Se denomina interferencias o perturbaciones externas aquellas seales que afectan al sistema de medida como consecuencia del principio utilizado para
medir las seales de inters. Perturbaciones internas son aquellas seales que
afectan indirectamente a la salida debido a su efecto sobre las caractersticas del
sistema de medida.
Estas pueden afectar tanto a las caractersticas relativas a las variables de inters como a las relativas a las interferencias.
En la figura siguiente se describe grficamente un caso de perturbaciones, mediante las letras F se expresa una relacin entre la entrada y la salida de cada
bloque, se puede observar que esta seal puede actuar como interferencia y
como perturbacin interna.
Un ejemplo ms claro de perturbaciones seria el siguiente:
Para medir una fuerza es comn emplear una galga extensa mtrica. Este se basa en la variacin de la resistencia elctrica de un conductor o semiconductor como
resultado de aplicarle un esfuerzo. Dado que un cambio de temperatura
producir tambin una variacin del valor de la resistencia. Se dice que los
cambios de temperatura son una interferencia o perturbacin externa. A su vez
para la medida de los cambios de resistencia con el esfuerzo aplicado har falta
un amplificador electrnico .Dado que los cambios de temperatura afectarn a
las derivas de dicho amplificador y con ellas a la medida, resulta que dichos
cambios son tambin una perturbacin interna.
Tcnicas de compensacin
Los efectos de las perturbaciones internas pueden reducirse mediante una alteracin del diseo o a base de aadir nuevos componentes al sistema
sensorial.
Para lograr esto existen varios mtodos para compensar dichas perturbaciones los cuales son:
Insensibilidad intrnseca:
Se trata de disear el sistema de forma que sea inherentemente sensible slo a las entradas deseadas. Sin embargo por razones prcticas obvias, este mtodo no
se puede aplicar en todos los casos. En el caso de sensores de magnitudes
mecnicas vectoriales, es el mtodo aplicado para tener una sensibilidad
unidireccional y una baja sensibilidad transversal, es decir, en las direcciones
perpendiculares a lado inters.
Otro mtodo es el mtodo de retroaccin negativa, se aplica con frecuencia para reducir el efecto de las perturbaciones internas, y es el mtodo en el que se basan
los sistemas de medida por comparacin.
El principio se puede representar mediante la siguiente figura:
El bloque H puede ser insensible a dichas perturbaciones porque maneja menos
energa que el bloque G.
El sistema de medida , G(s), y la retroaccin empleada H(s), son lineales y se pueden describir mediante su funcin de transferencia la cual viene dada por :
Donde la aproximacin es aceptable cuando G(s) H(s)>>1. Si la retroaccin negativa es insensible a la perturbacin considerada y esta diseada de forma
que el sistema no se haga inestable, resulta entonces que la seal de salida no
vendr afectada por la perturbacin. La viabilidad de una solucin de este tipo
hay que juzgarla desde la perspectiva de las condiciones fsicas de los elementos
descritos por G(s) y H(s). La posible insensibilidad de H a la perturbacin es una
consecuencia de que H maneja menos energa que G, ello permite que H pueda
ser mucho ms exacto y lineal que G, en este caso tambin resulta que se extrae
menos energa del sistema donde se mide.
Otra tcnica para reducir las interferencias es el filtrado, un filtro es todo dispositivo que separa seales de acuerdo con su frecuencia u otro criterio. Silos
espectros frecuencia les de la seal y las interferencias no se solapan, la
utilizacin de un filtro puede ser efectiva.
El filtro puede ponerse en la entrada o en una etapa intermedia. En el primer caso puede ser elctrico o mecnico, por ejemplo, para evitar vibraciones. En
otro caso puede ser neumtico, trmico. Por ejemplo, un blindaje con masa
apreciable para evitar los efectos de turbulencias al medir la temperatura media
de un fluido en circulacin.
Los filtros dispuestos en entrada intermedia son casi en su mayora filtros elctricos.
Una tcnica habitual de compensacin de perturbaciones es la utilizacin de entradas opuestas. Se aplica con frecuencia para compensar el efecto de las
variaciones de temperatura. Si, por ejemplo, una ganancia varia con la
temperatura por depender de una resistencia que tiene coeficiente de temperatura
positivo, puede ponerse en serie con dicha resistencia otra que vari de forma opuesta (con
coeficiente de temperatura negativo ) y as mantener constante la ganancia a pesar de
los cambios de temperatura.
Tambin se aplica esta tcnica en galgas extenso mtricas, en la alimentacin de puentes resistivos, para compensar el coeficiente de temperatura de galvanmetros y
para compensacin de vibraciones en sensores piezoelctricos.
Bibliografa Areny, R. P. (2003). Sensores y Acondicionamiento de Seal (Vol. CUARTO). BARCELONA:
MARCOMBO S.A.
http://www.ele.uva.es/~lourdes/docencia/Master_IE/Sensores.pdf. (10 de MAYO de 2015).
http://www.ele.uva.es/~lourdes/docencia/Master_IE/Sensores.pdf. Obtenido de
http://www.ele.uva.es/~lourdes/docencia/Master_IE/Sensores.pdf