Diapositiva de Topografía Nivelación simple y compuesta
Introducccion a los sistemas de medida
1. FUNDAMENTOS Y CLASIFICACIÓN DE
LOS SENSORES
Introducción a los sistemas de medida
Sistemas electrónicos de medida
Clasificación de los sensores.
Sensores industriales
1
2. Fundamentos y clasificación de los sensores 2
Introuducciónalossistemasdemedida
Capítulo 1
Introducción a los sistemas de medida
3. Fundamentos y clasificación de los sensores 3
Introuducciónalossistemasdemedida
Generalidades
El ser humano percibe información del mundo a través de sus sentidos, pero
no todos percibimos de la misma manera. Dificultades para cuantificación
objetiva.
Nuestros sentidos son incapaces de estimar ciertas variables físicas.
Necesidad de instrumentos de medida que suplan estas deficiencias.
Definición de Instrumentación: Tecnología que comprende las técnicas,
equipos y metodologías relacionadas con el diseño, construcción y aplicación
de dispositivos físicos para mejorar, complementar y aumentar la eficiencia de
los mecanismos de percepción del ser humano.
Instrumentación electrónica: Técnica que se ocupa de la medición de
cualquier magnitud física, de su conversión a eléctrica y de su tratamiento
para proporcionar la información adecuada a un sistema de control, operador
humano o a ambos.
4. Fundamentos y clasificación de los sensores 4
Introuducciónalossistemasdemedida
La instrumentación electrónica en el control de procesos (I)
Control: Gobierno de un sistema por otro sistema
Conceptos y terminología relacionada con el control de procesos:
• Consignas o variables de control: Permiten especificar al operador la
respuesta deseada de la planta.
• Señales de mando: Señales generadas por el sistema que, en funcion de
las consignas, actuan sobre la planta para modificar la salida del
proceso.
• Accionamientos o actuadores: Elementos que ejecutan las órdenes dadas
por el operador a través de las entradas de consigna.
• Perturbación: Señal que modifica negativamente la salida de un sistema.
• Regular una variable: Mantener la variable en el valor deseado frente a
las influencias externas.
• Señal de error: Diferencia entre la señal de referencia y la señal de
realimentación
5. Fundamentos y clasificación de los sensores 5
Introuducciónalossistemasdemedida
La instrumentación electrónica en el control de procesos (II)
Tipos de sistemas de control
• Lazo abierto
• Lazo cerrado (Realimentado)
Operador
SISTEMA
DE
CONTROL
PLANTA
o
PROCESO
Consigna
Señales de
mando
Salida
Potencia
ACTUADORES
DISPOSITIVOS DE SEÑAL DISPOSITIVOS DE POTENCIA
Operador
SISTEMA
DE
CONTROL
PLANTA
o
PROCESO
Consigna
Señales de
mando
Perturbaciones
ACTUADORES
Nodo
suma
+
-
Señal de
error
Variable regulada
Lazo de realimentación
Salida
6. Fundamentos y clasificación de los sensores 6
Introuducciónalossistemasdemedida
La instrumentación electrónica en el control de procesos (III)
Sistema de medida en el contexto del control de procesos
PROCESO
SISTEMA DE CONTROL
Visualizador
SENSOR ACONDICIONAMIENTO
ACTUADOR
TRANSMISOR
RECEPTOR
Señal
eléctrica
Variable
física
Señal
medida
Señal
mando
Medio de
transmisión
SISTEMA DE MEDIDA
7. Fundamentos y clasificación de los sensores 7
Introuducciónalossistemasdemedida
Capítulo 2
Sistemas electrónicos de medida
8. Fundamentos y clasificación de los sensores 8
Sistemaselectrónicosdemedida
Generalidades
Sistema: Conjunto de elementos en interacción dinámica, organizados de acuerdo con una
finalidad.
Los elementos de un sistema poseen propiedades cuyo valor es necesario conocer para observar su
evolución y/o asegurar su correcto funcionamiento.
Propiedades medibles: Cualquier propiedad de un objeto puede ser medible. Dentro de la industria
podemos destacar las siguientes propiedades:
• Eléctricas
• Magnéticas
• Mecánicas
• Térmicas
• Químicas
• Radiaciones
Sistema de medida: Sistema que asigna un número ( información) a una propiedad de un objeto o
suceso con la finalidad de describirlo.
Objetivos de las medidas:
• Monitorizar o controlar un proceso.
• Proporcionar información para verificar el comportamiento de un sistema
Sistema electrónico de medida: Sistema de medida basado en circuitos que están formados por
componentes electrónicos (Basados en las propiedades eléctricas de conductores y semiconductores).
9. Fundamentos y clasificación de los sensores 9
Sistemaselectrónicosdemedida
Características de los sistemas electrónicos de medida
Debido a la estructura electrónica de la materia, cualquier variación de un
parámetro no eléctrico implica una variación de un parámetro eléctrico.
No es necesario absorber energía del medio cuyas variables se quiere medir
porque podemos amplificar la salida del sensor.
Existe gran variedad de circuitos integrados para acondicionar las señales
generadas por el sensor. Algunos contienen sensor y circuito acondicionador.
La transmisión de señales eléctricas es mas versatil, aunque mas sensible a
interferencias que las transmisiones mecanicas, hidraulicas o neumaticas.
Necesidad de convertir los valores de una propiedad a medir en valores de otra
diferente ( La mayoría de las propiedades a medir no son eléctricas)
10. Fundamentos y clasificación de los sensores 10
Sistemaselectrónicosdemedida
Adquisición de datos: La información de las variables a medir es adquirida y convertida
en una señal eléctrica.
Procesamiento de datos: Procesamiento, selección y manipulación de los datos por un
procesador digital ( tipo microcontrolador) para alcanzar los objetivos perseguidos.
Distribución de datos: El valor medido se presenta al observador y se almacena o se
transmite a otro sistema.
Funciones de un sistema electrónico de medida
text
ADQUISICIÓN
DE DATOS
PROCESAMIENTO
DE DATOS
DISTRIBUCIÓN
DE DATOS
SISTEMA DE MEDIDA
Entrada
(Valor verdadero)
Salida
(Valor medido)
11. Fundamentos y clasificación de los sensores 11
Sistemaselectrónicosdemedida
Estructura de un sistema electrónico de medida
Procesador
ADQUISICIÓN DE DATOS
PROCESA-
MIENTO
DE DATOS DISTRIBUCIÓN DE DATOS
Entrada Salida
Sensor
Acondicio-
namiento
Acondicio-
namiento
Conversión
AD
Conversión
DA
Amplificación
Filtrado
Linealización
Modulación /Demodulación
12. Fundamentos y clasificación de los sensores 12
Sistemaselectrónicosdemedida
Estructura de un sistema electrónico de medida
•Conversión A/D
20. Fundamentos y clasificación de los sensores 20
Sistemaselectrónicosdemedida
Acondicionamiento de la señal (I)
Aislamiento:
• Protección del circuito de medida contra transitorios de alta tensión en las entradas.
• Protección del sistema bajo comprobación contra sobretensiones desde el sistema de
medida.
• Eliminar bucles de masa y tensiones en modo común.
Filtro:
• Eliminar componentes de frecuencia no deseadas.
• Tipo de filtro:
– Medida de señal de continua o baja frecuencia -> Filtros Paso Bajo con frecuencias de
corte entre 4 y 10KHz. (Pasivos, Activos);
– Medida señal alterna -> Filtro para eliminar componentes de frecuencia fuera del ancho
de banda de la entrada. Casos típicos: Filtros rechazo banda selectivos (50Hz), filtros
antialiasing.
21. Fundamentos y clasificación de los sensores 21
Sistemaselectrónicosdemedida
Acondicionamiento (II)
Linealización: Conseguir una respuesta lineal del sensor respecto a la
variable medida.
Excitación de sensores:
• Sensores pasivos: necesitan ser excitados para obtener una señal eléctrica
proporcional a la variación de la magnitud física.
• Puede formar parte del circuito de acondicionamiento con fuentes de
corriente o de tensión de referencia.
• Según la topología de excitación tenemos:
– Medida a dos hilos.
– Medida a tres hilos.
– Medida a cuatro hilos.
22. Fundamentos y clasificación de los sensores 22
Introuducciónalossistemasdemedida
Clasificación de los sensores
23. Fundamentos y clasificación de los sensores 23
Introuducciónalossistemasdemedida
Generalidades
•Clasificación de los sensores
Según el principio fisico de funcionamiento
Según el tipo de señales que generan
Según la forma constructiva
Según el campo de valores que miden
Según el tipo de variable física medida
Activos
Pasivos
Analógicos
Digitales
Temporales
De medida
Todo- Nada (On-Off)
Discretos
Integrados
Inteligentes
24. Fundamentos y clasificación de los sensores 24
Introuducciónalossistemasdemedida
Según el principio físico de funcionamiento
•Clasificación de los
sensores según el
principio físico de
funcionamiento
Activos
(Generadores)
Pasivos
(Moduladores)
• Piezoeléctricos
• Fotoeléctricos
–Fotoemisivos
–Fotovoltaicos
• Termoeléctricos (Termopares)
• Magnetoeléctricos
–Electromecánicos
–Fotovoltaicos
• Otros
• Resistivos (Resistencia variable)
–Potenciométricos
–Termorresistivos
–Fotorresistivos
–Extensiométricos
–Magnetorresistivos
–Electroquímicos
• Capacitivos ( Capacidad variable)
• Inductivos (Inductancia variable)
–Reluctancia variable
–Permeancia variable
–Transformador variable
–Magnetoestrictivos
• Semiconductores
• Otros
25. Fundamentos y clasificación de los sensores 25
Introuducciónalossistemasdemedida
Según el tipo de señal eléctrica que generan (I)
•Clasificación
de los sensores
según el tipo de
señal eléctrica
que generan
Analógicos
Digitales
Según el tipo de señal
Según la polaridad
Temporales
•Periódicas
•No periódicas
•Señales
variables
•Señales
continuas
•Unipolares
•Bipolares
Señales senoidales
Señales cuadradas
•Frecuencia
•Fase
•Frecuencia
•Relación alto/ bajo
•Duración de un impulso
•Numero total de impulsos
26. Fundamentos y clasificación de los sensores 26
Introuducciónalossistemasdemedida
Según el tipo de señal eléctrica que generan (II)
Sensores Analógicos
• Sensores que generan señales eléctricas denominadas analógicas, que
pueden tomar cualquier valor dentro de unos márgenes determinados y
llevan la información en su amplitud.
• Tipos de señales analógicas:
– Variables: Equivalen a la suma de un conjunto de senoides de frecuencia
mínima mayor que cero.
– Continuas: Aquellas que pueden descomponerse en una suma de senoides
cuya frecuencia mínima es cero. Tienen un cierto nivel fijo durante un tiempo
indefinido, y representan la información mediante su amplitud.
• Consideraciones:
– El mundo físico es en general analógico -> La mayoría de sensores
proporciona este tipo de señales.
– Las señales tienen problemas de ruido, interferencias y distorsión, por lo que
es necesario un circuito de acondicionamiento
27. Fundamentos y clasificación de los sensores 27
Introuducciónalossistemasdemedida
Según el tipo de señal eléctrica que generan (III)
Sensores Digitales
• Sensores que generan señales eléctricas que solo toman un numero finito de
niveles entre un máximo y un mínimo.
• Formato:
– Salida en Paralelo
– Salida en Serie
•Señal
Analógica
•ELEMENTO
SENSOR
•CIRCUITO DE
ACONDICIONAMIENTO
•CONVERTIDOR
ANALOGICO
•DIGITAL
•Variable
física a
medir
•n
•Señal
Analógica
•ELEMENTO
SENSOR
•CIRCUITO DE
ACONDICIONAMIENTO
•CAD
•Variable
física a
medir
•PROCESADOR
•n •Salida
•serie
•1
28. Fundamentos y clasificación de los sensores 28
Introuducciónalossistemasdemedida
Según el tipo de señal eléctrica que generan (IV)
Sensores Temporales
• Sensores que proporcionan a su salida señales eléctricas en las que la
información esta asociada al parámetro tiempo.
• Consideraciones importantes:
– Pocos sensores dan a su salida información en dominio temporal.
– La señal analógica proporcionada por el sensor puede convertirse en una
señal temporal que lleva la información en la frecuencia mediante un
oscilador controlado por tensión.
•Variable
física a medir
•ELEMENTO
SENSOR
•OSCILADOR
CONTROLADO
POR TENSION
•Señal
•temporal
•Señal
•analógica
SENSOR TEMPORAL
29. Fundamentos y clasificación de los sensores 29
Introuducciónalossistemasdemedida
Según el tipo de señal eléctrica que generan (V)
Tipos de señales temporales:
• Señales temporales senoidales:
– Reciben el nombre de señales moduladas
– Se obtienen modificando un parámetro temporal de una señal senoidal
generada por un circuito oscilador mediante un circuito electrónico
denominado demodulador.
• Señales temporales cuadradas: Tienen una amplitud fija y un parámetro
variable que puede ser:
– Frecuencia o periodo
– Relación entre la duración del uno y el cero (On/Off):
• Periodo constante
• Información contenida en la relación entre el tiempo que se está en cada
estado ( Ciclo de trabajo)
• Suele decirse que está modulada en anchura de pulso. (PWM)
– Duración de un impulso
– Número total de impulsos que aparecen a la salida a partir de un determinado
instante.
30. Fundamentos y clasificación de los sensores 30
Introuducciónalossistemasdemedida
Según el rango de valores de salida
Sensor de medida: Proporciona a la salida todos los valores posibles
correspondientes a cada valor de la variable de entrada dentro de un
determinado rango.
Sensor todo-nada: Detecta si la magnitud de entrada está por encima
o por debajo de un determinado valor. Proporciona a la salida una
señal eléctrica que solo puede tomar dos valores.
•ELEMENTO
SENSOR
•CIRCUITO
ELECTRÓNICO
DETECTOR DE
NIVEL
•Variable
física a medir
•Señal
•temporal
•Señal
•analógica
•SENSOR TODO-NADA
31. Fundamentos y clasificación de los sensores 31
Introuducciónalossistemasdemedida
Según el nivel de integración de los sensores
Sensor discreto: Sensor en el que el circuito de acondicionamiento se
realiza mediante componentes electronicos separados e
interconectados entre sí.
Sensor integrado: Elemento sensor y circuito acondicionador (al
menos este ultimo) construidos en un unico circuito integrado,
monolitico o hibrido.
Sensor inteligente: Realiza al menos una de las siguientes funciones
• Cálculos numéricos
• Comunicación en red ( No una punto a punto)
• Autocalibracion y autodiagnostico
• Multiples medidas con identificacion del sensor
32. Fundamentos y clasificación de los sensores 32
Introuducciónalossistemasdemedida
Según la variable fisica medida
•Clasificación de los
sensores según el tipo
de variable física
medida
•Presión
•Temperatura
•Humedad
•Fuerza
•Desplazamiento/ Velocidad/ Aceleración de objetos
•Caudal
•Presencia y/o posición de objetos
•Nivel de sólidos o líquidos
•Químicos
•Magnitudes eléctricas
•Magnitudes ópticas
•Otros
33. Fundamentos y clasificación de los sensores 33
Introuducciónalossistemasdemedida Combinación de los principios físicos de funcionamiento y las
variables físicas medidas por los sensores
Ultrasonidos
Uniones P-N
Generadores
Capacitivos
Inductivos y
electromag.
Digitales
--
Reflexion
Absorcion
Efecto
Doppler
---
Efecto Doppler
Reflexión
--Fotoelectricos--
Diodo
Transistor--Fotoeléctricos
SAW--Vórtices
Codificador +
Tubo de
Bourdon
Osciladores
de cuarzo
-
Codificadores
incrementales
Codificadores
inccrementales y
absolutos
-Piezoeléctricos--Piezoelectricos
Termopares
Piroelectricos
Piezoeletricos
+masa-resorte
--
-
Magnetoelástico
LVDT+ Célula de
carga
LVDT+ flotador
Corrientes
Foucault
LVDT
+Rotámetro
Ley de
Faraday
LVDT+diafragm
a relucancia
variable+
diafragma
-
LVDT + masa-
resorte
Ley Faraday
LVDT
Efecto Hall
Corrientes
Foucault
LVDT
Corrientes Foucault
Resolver
Inductosyn
Efecto Hall
Dielectrico
Variable
Galgas
Capacitivas
Condensador
variable
-
Condensador
variable+
diafragma
---
Condensador
diferecial
HumistorGalgas
Potenciometro
+ flotador
Termistores
LDR
Galgas +
voladizo
Termistores
Poteciometros+
Tubo de
Bourdon
RTD
Termistores
Galgas +
masa-resorte
-
Potenciometros
Galgas
Magnetorresistncias
Resistivos
HumedadFuerzaNivel
Caudal
Flujo
PresionTª
Aceleracion
Vibracion
Velocidad
Posición
Distancia
Desplazamiento
Magnitudes
Sensores
Ultrasonidos
Uniones P-N
Generadores
Capacitivos
Inductivos y
electromag.
Digitales
--
Reflexion
Absorcion
Efecto
Doppler
---
Efecto Doppler
Reflexión
--Fotoelectricos--
Diodo
Transistor--Fotoeléctricos
SAW--Vórtices
Codificador +
Tubo de
Bourdon
Osciladores
de cuarzo
-
Codificadores
incrementales
Codificadores
inccrementales y
absolutos
-Piezoeléctricos--Piezoelectricos
Termopares
Piroelectricos
Piezoeletricos
+masa-resorte
--
-
Magnetoelástico
LVDT+ Célula de
carga
LVDT+ flotador
Corrientes
Foucault
LVDT
+Rotámetro
Ley de
Faraday
LVDT+diafragm
a relucancia
variable+
diafragma
-
LVDT + masa-
resorte
Ley Faraday
LVDT
Efecto Hall
Corrientes
Foucault
LVDT
Corrientes Foucault
Resolver
Inductosyn
Efecto Hall
Dielectrico
Variable
Galgas
Capacitivas
Condensador
variable
-
Condensador
variable+
diafragma
---
Condensador
diferecial
HumistorGalgas
Potenciometro
+ flotador
Termistores
LDR
Galgas +
voladizo
Termistores
Poteciometros+
Tubo de
Bourdon
RTD
Termistores
Galgas +
masa-resorte
-
Potenciometros
Galgas
Magnetorresistncias
Resistivos
HumedadFuerzaNivel
Caudal
Flujo
PresionTª
Aceleracion
Vibracion
Velocidad
Posición
Distancia
Desplazamiento
Magnitudes
Sensores
34. Fundamentos y clasificación de los sensores 34
Introuducciónalossistemasdemedida
Sensores Industriales.
Parámetros Característicos
35. Fundamentos y clasificación de los sensores 35
Introuducciónalossistemasdemedida
Generalidades
Sensores adecuadamente construidos para trabajar en las condiciones existentes
en un entorno industrial ( Temperatura elevada, presencia de polvo, humedad
relativa alta…etc)
Principales parámetros característicos:
• Características de entrada
• Características eléctricas
• Características mecánicas
• Características de funcionamiento
• Características ambientales
• Características de fiabilidad
•De salida
•De alimentación
•De aislamiento
•Estáticas
•Dinámicas
36. Fundamentos y clasificación de los sensores 36
Introuducciónalossistemasdemedida
Características de entrada (I)
Campo de medida: Conjunto de valores de la magnitud a medir que están
comprendidos dentro de los limites superior e inferior de la capacidad de
medida del sensor. Se indica mediante la especificación de los valores
extremos.
• Unidireccional ( Ej.: 0 a 10 cm)
• Bidireccional
• Desplazado ( Ej.: 50 a 100 kg/ cm2)
Sobrerrango o sobrecarga: Máximo valor de la magnitud a medir que
puede aplicarse sin ocasionar un cambio en sus características que rebase
una tolerancia determinada.
Forma de variación de la magnitud de entrada
•Simétrico ( Ej.: ± 30 º C )
•Asimétrico (Ej.: -10 a 70 º C )
Datos estáticos
Datos dinámicos
Datos transitorios
Datos aleatorios
37. Fundamentos y clasificación de los sensores 37
Introuducciónalossistemasdemedida
Características de entrada (II)
PONER FOTOS SEÑALES ENTRADA
38. Fundamentos y clasificación de los sensores 38
Introuducciónalossistemasdemedida
Características eléctricas de salida
Ligadas al tipo de formato empleado. Tienen una gran importancia
pues de ellas depende la compatibilidad entre el sensor y el sistema
acoplado a él.
Tipos:
• Sensores de salida analógica
• Sensores de salida digital
• Sensores de salida todo-nada
• Sensores de salida temporal
•Por tensión
•Por corriente
39. Fundamentos y clasificación de los sensores 39
Introuducciónalossistemasdemedida
Sensores de salida analógica (I)
Sensores de salida por tensión:
• La impedancia de salida del sensor debe ser mucho mayor que la de la entrada
del circuito al que se conecta para que sea despreciable la caída en los hilos de
conexión.
• Adecuada para transmitir la información cuando la distancia entre el sensor y
el equipo electrónico es reducida.
• Márgenes comunes de tensión: 0 a 10 V, 1 a 5 V, -5 a 5 V, -10 a +10 V
•SENSOR
•Vg •Z2
•Z0
•SISTEMA
ELECTRONICO
40. Fundamentos y clasificación de los sensores 40
Introuducciónalossistemasdemedida
Sensores de salida analógica (II)
Jh
•SENSOR
•Ig •Z2•Z0
•SISTEMA
ELECTRONICO
•IR
•ELEMENTO
SENSOR
•CONVERTIDOR
•TENSIÓN-
• CORRIENTE
•Salida por
corriente
•Señal
•analogica
•SENSOR ANALÓGICO DE SALIDA POR CORRIENTE
•Variable física
a medir
41. Fundamentos y clasificación de los sensores 41
Introuducciónalossistemasdemedida
Sensores de salida analógica (II)
Sensores de salida por corriente
• Impedancia de salida del sensor elevada (Del orden de decenas de KΩ) e
impedancia de entrada del sistema electrónico muy pequeña (Del oden de
decenas de Ohmios).
• Transmision no influenciada por la variacion de la impedancia de los cables.
• Señales parásitas (Ruido) de pequeña amplitud.
•SENSOR
•Ig •Z2•Z0
•SISTEMA
ELECTRONICO
•IR
43. Fundamentos y clasificación de los sensores 43
Introuducciónalossistemasdemedida
Sensores de salida temporal
44. Fundamentos y clasificación de los sensores 44
Introuducciónalossistemasdemedida
Características eléctricas de alimentación
La mayoría de los sensores son pasivos y necesitan una fuente de
alimentación. La tensión de alimentación puede ser continua o alterna,
aunque generalmente es continua.
Parámetros a considerar:
• Ondulación residual: Máxima tensión alterna pico a pico superpuesta a la
tensión continua para que el sensor funcione correctamente.
• Consumo de corriente en vacío: Máximo valor de corriente que el sensor
demanda de la fuente de alimentación cuando no se conecta una carga a
su salida.
• Impedancia de la fuente e impedancia de entrada: Impedancia presentada
al sensor por la fuente de alimentación y a la fuente de alimentación por el
sensor respectivamente.
45. Fundamentos y clasificación de los sensores 45
Introuducciónalossistemasdemedida
Características eléctricas de aislamiento
Cuando dos o más partes de un sensor están aisladas eléctricamente
es importante conocer el grado de aislamiento entre ellas.
Parámetros a considerar:
• Resistencia de aislamiento: Resistencia entre las partes aisladas medida
mediante la aplicación de una tensión continua de determinado valor.
• Tensión de ruptura o rigidez dieléctrica: Máxima tensión que se puede
aplicar entre las partes aisladas sin que se produzca un arco eléctrico o
sin que la corriente que circule entre ambas supere un valor determinado.
46. Fundamentos y clasificación de los sensores 46
Introuducciónalossistemasdemedida
Características estáticas
Establecen la relación entre la entrada y salida de un sensor cuando el tiempo
transcurrido desde la ultima variación de la entrada es tal que la salida alcanza el
régimen permanente.
Curva de calibración (Static Transfer Function)
• Campo de medida (range)
• Alcance, Fondo de escala (span –FS-)
• Salida a Fondo de escala (full scale output –FSO-)
• Sensibilidad
• No linealidad
• Zona muerta
• Histéresis
• Deriva
• Saturación
• Resolución
Errores de medida
• Veracidad
• Precisión
• Exactitud
• Repetibilidad
• Reproducibildad
47. Fundamentos y clasificación de los sensores 47
Introuducciónalossistemasdemedida
Características estáticas: Curva de calibración (I)
Curva de calibración: Relación entre la entrada y salida de un sensor
en régimen estático. Puede ser lineal o no lineal.
Salida
Magnitud a medir
Salida
Magnitud a medir
(a) (b)Lineal No Lineal
48. Fundamentos y clasificación de los sensores 48
Introuducciónalossistemasdemedida
Características estáticas: Curva de calibración (II)
Salida,Y
YS
YI
Salida a fondo
de escala
YS-YI
Campo de medida
Alcance=XS-XI
XI
límite
inferior
Xs
límite
superior
Magnitud a medir, X
Salida
Magnitud,X
XSXI
Curva real
Curva
linealizada
h2
Salida
Magnitud,X
XSXI
Curva real
Curva
linealizada
Desviación
máxima
(a) (b)
h1
Sensibilidad
No linealidad
49. Fundamentos y clasificación de los sensores 49
Introuducciónalossistemasdemedida
Características estáticas: Curva de calibración (III)
Zona muerta
Histéresis
Salida,Y
Magnitud a
medir,X
X
Y1
Y2
Resistencia
T2
-T3
360º0º
Zona
muerta
Zona muerta
mα
Terminales
T1 T2 T3
α
(a) (b)
Ángulo de giro,
mα
50. Fundamentos y clasificación de los sensores 50
Introuducciónalossistemasdemedida
Características estáticas: Curva de calibración (IV)
Saturación
Resolución Salida
Tensión de entrada, (V)
000
001
010
011
100
101
110
111
0,500 1,000
Salida
Magnitud a
medir,X
Xsat
51. Fundamentos y clasificación de los sensores 51
Introuducciónalossistemasdemedida
Características estáticas: Errores de medida
Tipos de errores
• Error absoluto
• Error relativo
• Error sistemático
• Error aleatorio
Parámetros asociados con los errores de medida
• Veracidad
• Precisión o fidelidad
• Exactitud
67. Fundamentos y clasificación de los sensores 67
Introuducciónalossistemasdemedida
Características mecánicas (I)
Características que hacen referencia a los aspectos de tipo mecánico
relacionados con el sensor industrial y sus condiciones de manejo e
instalación.
Especificaciones del fabricante:
• Configuración constructiva y dimensiones externas
• Instrucciones de montaje
• Tipo, tamaño y localización de las conexiones eléctricas y mecánicas
• Forma de realizar ajustes externos en caso de ser necesarios
• Material de la carcasa
• Grado de protección o sellado de la carcasa ante agentes externos
68. Fundamentos y clasificación de los sensores 68
Introuducciónalossistemasdemedida
Características mecánicas (II)
Grado de protección o sellado:
• Norma 144 de la IEC (Comisión Electrotécnica Internacional)
perteneciente a ISO (Organización Internacional de Normalización).
• Especifica el grado de oposición a la entrada de agentes externos sólidos
o líquidos.
• Se indica mediante las siglas IP (Ingress Protection) seguidas de dos
cifras decimales. Cuanto más altos son los números, mayor es la
protección de la carcasa.
METER TABLA IEC 144
69. Fundamentos y clasificación de los sensores 69
Introuducciónalossistemasdemedida
Caracteristicas ambientales
Efectos térmicos
Efectos de la aceleración y las vibraciones
Efectos de la presión ambiental
Efectos de las perturbaciones eléctricas
Humedad, corrosión, atmósfera salina
Efectos del montaje
70. Fundamentos y clasificación de los sensores 70
Introuducciónalossistemasdemedida
Características de fiabilidad
Hacen referencia a la vida útil del sensor y a los errores que pueden
aparecer con el transcurso del tiempo como consecuencia de su
envejecimiento.
Parámetros que la definen:
• Vida útil (Lifetime)
• Vida de almacenamiento (Storage life)
• Estabilidad temporal de la salida
• Deriva de cero (Zero Drift)
• Deriva de la sensibilidad (Sensibility drift)