Unidad 2 temperatura

1. 2.1 MEDICIÓN DE
PRESIÓN

2. MEDICIÓN DE PRESIÓN.
LA PRESIÓN ES UNA FUERZA POR UNIDAD DE SUPERFICIE Y PUEDE EXPRESARSE EN UNIDADES
TALES COMO PASCAL, BAR, ATMÓSFERAS, KILOGRAMOS POR CENTÍMETRO CUADRADO Y PSI.
EN EL SISTEMA INTERNACIONAL (S.I.) ESTÁ NORMALIZADA EN PASCAL Y SE MIDE EN:
• PRESIÓN ABSOLUTA.
• PRESIÓN ATMOSFÉRICA.
• PRESIÓN RELATIVA.
• PRESIÓN DIFERENCIAL.
• VACÍO.

3. SE MIDE EN:
• PRESIÓN ATMOSFÉRICA ES LA PRESIÓN
EJERCIDA POR LA ATMÓSFERA TERRESTRE
MEDIDA MEDIANTE UN BARÓMETRO.
• PRESIÓN RELATIVA ES LA DIFERENCIA ENTRE
LA PRESIÓN ABSOLUTA Y LA ATMOSFÉRICA DEL
LUGAR DONDE SE REALIZA LA MEDICIÓN.
• PRESIÓN DIFERENCIAL ES LA DIFERENCIA
ENTRE DOS PRESIONES.
• VACÍO ES LA DIFERENCIA DE PRESIONES ENTRE
LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA EXISTENTE Y LA
PRESIÓN ABSOLUTA.

4. INSTRUMENTOS MECÁNICOS.
EL TUBO DE BOURDON:
ES UN TUBO DE SECCIÓN ELÍPTICA QUE
FORMA UN ANILLO CASI COMPLETO,
CERRADO POR UN EXTREMO. AL
AUMENTAR LA PRESIÓN EN EL INTERIOR
DEL TUBO, ÉSTE ENDE A ENDEREZARSE Y
EL MOVIMIENTO ES TRANSMITIDO A LA
AGUJA INDICADORA.

5. ELEMENTO EN ESPIRAL.
ESTÁ ENROLLADO EN FORMA DE ESPIRAL
ALREDEDOR DE UN EJE COMÚN.
ESTOS ELEMENTOS PROPORCIONAN UN
DESPLAZAMIENTO GRANDE DEL EXTREMO
LIBRE Y POR ELLO SE UTILIZAN MUCHO
EN REGISTRADORES Y SISTEMAS DE
CONTROL.

6. ELEMENTO HELICOIDAL.
ESTÁ ENROLLADO MÁS DE UNA ESPIRA
EN FORMA DE HÉLICE.

7. MEDIDORES DE DIAFRAGMA
CONSISTE EN UNA O VARIAS CÁPSULAS
CIRCULARES CONECTADAS RÍGIDAMENTE
ENTRE SI POR SOLDADURA, DE FORMA
QUE AL APLICAR PRESIÓN, CADA
CÁPSULA SE DEFORMA Y LA SUMA DE
LOS PEQUEÑOS DESPLAZAMIENTOS ES
AMPLIFICADA POR UN JUEGO DE
PALANCAS.

8. MEDIDORES DE FUELLE.
ES PARECIDO AL DIAFRAGMA, PERO ES DE
UNA SOLA PIEZA FLEXIBLE AXIALMENTE, Y
PUEDE DILATARSE Y CONTRAERSE CON
UN DESPLAZAMIENTO CONSIDERABLE.

9. ELEMENTOS
ELECTROMECÁNICOS.
LOS ELEMENTOS ELECTROMECÁNICOS DE
PRESIÓN UTILIZAN UN ELEMENTO MECÁNICO
COMBINADO CON UN TRANSDUCTOR
ELÉCTRICO, QUE GENERA LA
CORRESPONDIENTE SEÑAL ELÉCTRICA.
LOS ELEMENTOS ELECTROMECÁNICOS SE
CLASIFICAN SEGÚN EL PRINCIPIO DE
FUNCIONAMIENTO EN LOS SIGUIENTES TIPOS:
RESISTIVOS, MAGNÉTICOS, CAPACITIVOS,
EXTENSOMÉTRICOS Y PIEZOELÉCTRICOS.

10. ELEMENTOS RESISTIVOS.
LOS ELEMENTOS RESISTIVOS ESTÁN
CONSTITUIDOS DE UN ELEMENTO
ELÁSTICO QUE VARÍA LA RESISTENCIA
ÓHMICA DE UN POTENCIÓMETRO EN
FUNCIÓN DE LA PRESIÓN.

11. ELEMENTOS ELECTRÓNICOS DE VACÍO.
LOS ELEMENTOS ELECTRÓNICOS DE VACÍO SE EMPLEAN PARA LA MEDIDA DE ALTO VACÍO,
SON MUY SENSIBLES Y SE CLASIFICAN EN LOS SIGUIENTES TIPOS:
• MEDIDOR MCLEOD.
• MECÁNICOS – TUBO BOURDON.
• FUELLE Y DIAFRAGMA.
• PROPIEDADES DE UN GAS – CONDUCTIVIDAD TÉRMICA.
• TÉRMICOS – TERMOPAR, PIRANI, BIMETAL.
• IONIZACIÓN – FILAMENTO CALIENTE, CÁTODO FRÍO.

12. 2.2 MEDICIÓN DE
NIVEL Y DENSIDAD

13. MEDICIÓN DE NIVEL DIRECTA.
MEDIDORES DE SONDA O DE VARA.
ESTOS INSTRUMENTOS CONSISTEN EN
UNA VARILLA O REGLA GRADUADA DE LA
LONGITUD CONVENIENTE PARA
INTRODUCIRLA DENTRO DEL DEPÓSITO,
LA DETERMINACIÓN DEL NIVEL SE
EFECTÚA POR LA LECTURA DIRECTA DE LA
LONGITUD MOJADA POR EL LÍQUIDO,
CUANDO LA SONDA SE INTRODUCE
HASTA EL FONDO DEL TANQUE.

14. MEDIDORES DE NIVEL DE CRISTAL
CONSISTE EN UN TUBO DE VIDRIO CON
SUS EXTREMOS CONECTADOS AL TANQUE
MEDIANTE BLOQUES METÁLICOS Y
VÁLVULAS. SE USAN POR LO GENERAL
TRES VÁLVULAS: DOS DE CIERRE DE
SEGURIDAD Y MANTENIMIENTO EN LOS
EXTREMOS DEL TUBO, CON LAS CUALES
SE IMPIDE LA FUGA DE LÍQUIDO EN CASO
DE RUPTURA DEL TUBO.

15. MEDIDORES DE NIVEL DE FLOTADOR
FLOTADOR Y CINTA.
CONSTA DE UN FLOTADOR QUE PUEDE SER
DE NÍQUEL, COBRE O PLÁSTICO EL CUAL ESTA
CONECTADO MEDIANTE UNA CINTA Y A
TRAVÉS DE UNA POLEA A UN CONTRAPESO
AL EXTERIOR DEL TANQUE. LA POSICIÓN DEL
CONTRAPESO INDICARÁ DIRECTAMENTE EL
NIVEL. SU RANGO DE MEDIDA SERÁ IGUAL A
LA ALTURA DEL TANQUE.

16. FLOTADOR Y EJE
CONSISTE EN UN FLOTADOR CONECTADO
A UN EJE GIRATORIO QUE SALE DEL
TANQUE Y EN CUYO EXTREMO SE
ENCUENTRA UNA AGUJA INDICADORA, LA
CUAL INDICA SOBRE UNA ESCALA EL
NIVEL DEL TANQUE.

17. 2.3 MEDICIÓN DE
FLUJO

18. ¿QUÉ ES EL FLUJO?
ES LA CANTIDAD DE MASA DE UN LIQUIDO QUE FLUYE A TRAVÉS DE UNA TUBERÍA EN UN SEGUNDO.
FORMULA:
𝑓 =
𝑚
𝑡
DONDE:
F = FLUJO (KG/S).
M = MASA DEL FLUIDO (KG).
T = TIEMPO (S).
SUS UNIDADES DE MEDIDA SON: KG / SEG.

19. CADA FLUIDO TIENE UNA DENSIDAD PROPIA, QUE SE DEFINE COMO LA RELACIÓN EXISTENTE ENTRE MASA Y VOLUMEN.
𝑝 =
𝑚
𝑣
DESPEJANDO M: 𝑚 = 𝑝 ∗ 𝑣
DONDE:
P = DENSIDAD.
M = MASA.
V = VOLUMEN.
ENTONCES:
F = FLUJO.
P = DENSIDAD.
V = VOLUMEN.
T = TIEMPO.
𝑓 =
𝑚
𝑡
Ecuación original
𝑓 =
𝑝∗𝑣
𝑡
Ecuación usando densidad.

20. TENEMOS QUE EL CAUDAL ES IGUAL A:
𝑄 =
𝑣
𝑡
DONDE:
Q = CAUDAL.
V = VOLUMEN.
T = TIEMPO.
ENTONCES EL FLUJO SE DETERMINA MEDIANTE:
𝑓 = 𝑝 ∗ 𝑄
DONDE:
F = FLUJO.
P = DENSIDAD.
Q = CAUDAL.
𝑓 =
𝑝 ∗ 𝑣
𝑡

21. TIPOS DE FLUJO.
• FLUJO ABIERTO.
EN EL FLUJO DE CANALES ABIERTOS, EL LÍQUIDO QUE FLUYE TIENE SUPERFICIE LIBRE Y SOBRE ÉL NO ACTÚA OTRA PRESIÓN QUE LA DEBIDA A SU PROPIO PESO Y A LA PRESIÓN
ATMOSFÉRICA.
• FLUJO CERRADO.
ES AQUEL QUE SE VE FORZADO A LLENAR UN DETERMINADO ESPACIO, COMO PODRÍA SER UNA TUBERÍA, SOMETIÉNDOSE A CIERTA PRESIÓN EXTERNA.
EFECTO DE VISCOSIDAD: EL FLUJO PUEDE SER LAMINAR O TURBULENTO SEGÚN EL EFECTO DE LA VISCOSIDAD.
• FLUJO LAMINAR.
EN EL FLUJO LAMINAR, LAS PARTÍCULAS DE AGUA SE MUEVEN EN TRAYECTORIAS SUAVES DEFINIDAS O EN LÍNEAS DE CORRIENTE, Y LAS CAPAS DE FLUIDO CON ESPESOR
INFINITESIMAL PARECEN DESLIZARSE SOBRE CAPAS ADYACENTES. EL FLUJO ES LAMINAR SI LAS FUERZAS VISCOSAS SON CONSIDERABLES EN RELACIÓN CON LAS FUERZAS
INERCIALES.
• FLUJO TURBULENTO.
EN EL FLUJO TURBULENTO LAS PARTÍCULAS SE MUEVEN EN TRAYECTORIAS IRREGULARES, QUE NO SON SUAVES NI FIJAS. EL FLUJO ES TURBULENTO SI LAS FUERZAS VISCOSAS
SON DÉBILES EN RELACIÓN CON LAS FUERZAS INERCIALES.

22. TIPOS DE MEDIDORES DE FLUJO.
MEDIDORES DE PRESIÓN DIFERENCIAL
PLACAS DE ORIFICIO.
CUANDO UNA PLACA DE ORIFICIO SE COLOCA EN FORMA CONCÉNTRICA DENTRO DE UNA
TUBERÍA, ÉSTA PROVOCA QUE EL FLUJO SE CONTRAIGA BRUSCAMENTE CONFORME SE APROXIMA
AL ORIFICIO Y DESPUÉS SE EXPANDE AL DIÁMETRO TOTAL DE LA TUBERÍA. LA CORRIENTE QUE
FLUYE A TRAVÉS DEL ORIFICIO FORMA UNA VENA CONTRACTA Y LA RÁPIDA VELOCIDAD DEL FLUJO
RESULTA EN UNA DISMINUCIÓN DE PRESIÓN HACIA ABAJO DESDE EL ORIFICIO.
• LA CONCÉNTRICA: SIRVE PARA LÍQUIDOS
• LA EXCÉNTRICA: PARA LOS GASES
• LA SEGMENTADA CUANDO LOS FLUIDOS CONTIENEN
UN PEQUEÑO PORCENTAJE DE SÓLIDOS Y GASES DISUELTOS.

23. BOQUILLA O TOBERA DE FLUJO.
ES UNA CONTRACCIÓN GRADUAL DE LA CORRIENTE DE FLUJO SEGUIDA DE UNA
SECCIÓN CILÍNDRICA RECTA Y CORTA.
LA TOBERA PERMITE CAUDALES 60% SUPERIORES A LOS DE PLACA-ORIFICIO EN
LAS MISMAS CONDICIONES DE SERVICIO.
SU PÉRDIDA DE CARGA ES DE 30 A 80% DE LA PRESIÓN DIFERENCIAL.
PUEDE EMPLEARSE PARA FLUIDOS QUE ARRASTREN SÓLIDOS EN PEQUEÑA
CANTIDAD.
LA PRECISIÓN ES DEL ORDEN DE +/-0.95 A +/-1.5%.

24. TUBO DE VENTURI.
EL TUBO DE VENTURI SE UTILIZA PARA MEDIR LA VELOCIDAD DE UN FLUIDO
INCOMPRESIBLE. CONSISTE EN UN TUBO CON UN ESTRECHAMIENTO, DE MODO
QUE LAS SECCIONES ANTES Y DESPUÉS DEL ESTRECHAMIENTO SON A1 Y A2,
CON A1 > A2. EN CADA PARTE DEL TUBO HAY UN MANÓMETRO, DE MODO
QUE SE PUEDEN MEDIR LAS PRESIONES RESPECTIVAS P1 Y P2. ENCUENTRA UNA
EXPRESIÓN PARA LA VELOCIDAD DEL FLUIDO EN CADA PARTE DEL TUBO EN
FUNCIÓN DEL ÁREA DE LAS SECCIONES, LAS PRESIONES Y SU DENSIDAD.
POSEE UNA GRAN PRECISIÓN Y PERMITE EL PASO DE FLUIDOS CON UN
PORCENTAJE RELATIVAMENTE GRANDE DE SÓLIDOS, SI BIEN LOS SÓLIDOS
ABRASIVOS INFLUYEN EN SU FORMA AFECTANDO LA EXACTITUD DE LA MEDIDA.
EL COSTE DEL TUBO DE VENTURI ES ELEVADO, SU PRECISIÓN ES DEL ORDEN DE
+/-0.75%. Donde:
Q= Caudal.
A=Superficie.
V= Velocidad.
P= Presión.
p= Densidad.
g= gravedad.
h= Diferencia de alturas.

25. MEDIDORES DE ÁREA VARIABLE.
ROTÁMETRO.
• LA OPERACIÓN DEL ROTÁMETRO SE BASA EN EL PRINCIPIO DE ÁREA
VARIABLE: EL FLUJO DE FLUIDO ELEVA UN FLOTADOR EN UN TUBO
AHUSADO, LO QUE AUMENTA EL ÁREA PARA EL PASO DEL FLUIDO. CUANTO
MAYOR ES EL FLUJO, MÁS ALTO SE ELEVA EL FLOTADOR. LA ALTURA DEL
FLOTADOR ES DIRECTAMENTE PROPORCIONAL AL CAUDAL. CON LÍQUIDOS,
EL FLOTADOR SE ELEVA POR UNA COMBINACIÓN DE LA FLOTABILIDAD DEL
LÍQUIDO Y LA ALTURA EQUIVALENTE DE VELOCIDAD DEL FLUIDO. CON LOS
GASES, LA FLOTABILIDAD ES DESPRECIABLE, Y EL FLOTADOR RESPONDE SOLO
A LA ALTURA EQUIVALENTE DE VELOCIDAD.
EL FLOTADOR SE MUEVE HACIA ARRIBA O HACIA ABAJO EN EL TUBO EN
PROPORCIÓN AL CAUDAL DE FLUIDO Y EL ÁREA ANULAR ENTRE EL
FLOTADOR Y LA PARED DEL TUBO. EL FLOTADOR ALCANZA UNA POSICIÓN
ESTABLE EN EL TUBO CUANDO LA FUERZA ASCENSIONAL QUE EJERCE EL
FLUIDO EN MOVIMIENTO ES IGUAL A LA FUERZA GRAVITATORIA HACIA ABAJO
QUE EJERCE EL PESO DEL FLOTADOR. UN CAMBIO EN EL CAUDAL AFECTA
ESTE EQUILIBRIO DE FUERZAS. EL FLOTADOR LUEGO SE MUEVE HACIA
ARRIBA O HACIA ABAJO, Y CAMBIA EL ÁREA ANULAR HASTA QUE
NUEVAMENTE ALCANZA UNA POSICIÓN EN LA QUE LAS FUERZAS ESTÁN EN
EQUILIBRIO.

26. MEDIDORES DE FLUJO MAGNÉTICOS.
UN MEDIDOR DE FLUJO MAGNÉTICO SE BASA EN LA LEY DE FARADAY, QUE ESTABLECE QUE EL
VOLTAJE INDUCIDO EN CUALQUIER CONDUCTOR MIENTRAS SE MUEVE EN ÁNGULOS RECTOS A
TRAVÉS DE UN CAMPO MAGNÉTICO ES PROPORCIONAL A LA VELOCIDAD D
FÓRMULA DE FARADAY:
E ES PROPORCIONAL A V X B X D DONDE:
E = EL VOLTAJE GENERADO EN UN CONDUCTOR
V = LA VELOCIDAD DEL CONDUCTOR
B = LA INTENSIDAD DEL CAMPO MAGNÉTICO
D = LA LONGITUD DEL CONDUCTOR
E ESE CONDUCTOR.
PARA APLICAR ESTE PRINCIPIO A LA MEDICIÓN DE FLUJO CON UN MEDIDOR DE FLUJO
MAGNÉTICO ES NECESARIO ESTABLECER PRIMERO QUE EL FLUIDO QUE SE ESTÁ MIDIENDO
DEBE SER ELÉCTRICAMENTE CONDUCTOR PARA QUE SE APLIQUE EL PRINCIPIO DE FARADAY.
TAL COMO SE APLICA AL DISEÑO DE LOS MEDIDORES DE FLUJO MAGNÉTICOS, LA LEY DE
FARADAY INDICA QUE EL VOLTAJE DE LA SEÑAL (E) DEPENDE DE LA VELOCIDAD PROMEDIO
DEL LÍQUIDO (V) LA INTENSIDAD DEL CAMPO MAGNÉTICO (B) Y LA LONGITUD DEL
CONDUCTOR (D) (QUE EN ESTE CASO ES LA DISTANCIA ENTRE LOS ELECTRODOS).

27. 2.4 MEDICIÓN DE
TEMPERATURA.

28. TEMPERATURA.
LA TEMPERATURA DE UN OBJETO INDICA LA ENERGÍA CINÉTICA
INTERNA MEDIA (DEBIDA AL MOVIMIENTO DE LAS MOLÉCULAS)
DE UN OBJETO. CUANDO SE CALIENTA ALGO (SÓLIDO, LÍQUIDO O
GAS) SUS ÁTOMOS O MOLÉCULAS SE MUEVEN CON MÁS RAPIDEZ
ES DECIR, AUMENTA LA ENERGÍA CINÉTICA PROMEDIO DE SUS
MOLÉCULAS.
LA TEMPERATURA DE UN OBJETO DEPENDE DE LA CANTIDAD
PROMEDIO DE ENERGÍA POR PARTÍCULA, NO DEL TOTAL.
LA TEMPERATURA SE MIDE EN GRADOS CELSIUS O CENTÍGRADOS,
FARENHEIT Y EN RARAS OCASIONES SE UTILIZA LA ESCALA
KELVIN.

29. MEDICIÓN DE TEMPERATURA.
TERMÓMETRO DE VIDRIO.
EL TERMÓMETRO DE VIDRIO CONSTA DE UN
DEPÓSITO DE VIDRIO QUE CONTIENE, MERCURIO Y
QUE AL CALENTARSE, SE EXPANDE Y SUBE EN EL
TUBO CAPILAR.
• LOS MÁRGENES DE TRABAJO DE LOS FLUIDOS
EMPLEADOS SON:
• MERCURIO -35 °C HASTA +280 °C
• MERCURIO (TUBO CAPILAR LLENO DE GAS) -35
°C HASTA +450 °C
• PENTANO -200 °C HASTA +20 °C
• ALCOHOL -110 °C HASTA +50 °C
• TOLUENO -70 °C HASTA +100 °C

30. TERMÓMETRO BIMETÁLICO
LOS TERMÓMETROS BIMETÁLICOS SE
FUNDAMENTAN EN EL DISTINTO
COEFICIENTE DE DILATACIÓN DE DOS
METALES DIFERENTES, TALES COMO
LATÓN, MONEL O ACERO Y UNA
ALEACIÓN DE FERRONÍQUEL O INVAR.
LAS LÁMINAS BIMETÁLICAS PUEDEN SER
RECTAS O CURVAS, FORMANDO
ESPIRALES O HELICES.

31. TERMISTORES
LOS TERMISTORES SON
SEMICONDUCTORES ELECTRÓNICOS CON
UN COEFICIENTE DE TEMPERATURA DE
RESISTENCIA NEGATIVO DE VALOR
ELEVADO, POR LO QUE PRESENTAN UNAS
VARIACIONES RÁPIDAS, Y
EXTREMADAMENTE GRANDES, PARA LOS
CAMBIOS, RELATIVAMENTE PEQUEÑOS,
EN LA TEMPERATURA.

32. 2.5 MEDICIÓN DE
OTRAS VARIABLES.

33. OTRAS VARIABLES.
PESO.
EL PESO DE UN CUERPO ES LA FUERZA
CON QUE ES ATRAÍDO POR LA TIERRA.

34. VELOCIDADLA MEDICIÓN DE LA VELOCIDAD SE
EFECTÚA DE DOS FORMAS: CON
TACÓMETROS MECÁNICOS Y CON
TACÓMETROS ELÉCTRICOS. LOS
PRIMEROS DETECTAN EL NÚMERO DE
VUELTAS DEL EJE DE LA MÁQUINA POR
MEDIOS EXCLUSIVAMENTE MECÁNICOS,
PUDIENDO INCORPORAR O NO LA
MEDICIÓN CONJUNTA DEL TIEMPO PARA
DETERMINAR EL NÚMERO DE
REVOLUCIONES POR MINUTO (R.P.M.),
MIENTRAS QUE LOS SEGUNDOS CAPTAN
LA VELOCIDAD POR SISTEMAS
ELÉCTRICOS.

35. 2.6
PROCEDIMIENTOS
PARA LA
CALIBRACIÓN.

36. CALIBRACIÓN.
PARA CALIBRAR UN INSTRUMENTO O PATRÓN ES NECESARIO DISPONER DE UNO DE
MAYOR PRECISIÓN QUE PROPORCIONE EL VALOR CONVENCIONALMENTE VERDADERO
QUE ES EL QUE SE EMPLEARÁ PARA COMPARARLO CON LA INDICACIÓN DEL
INSTRUMENTO SOMETIDO A CALIBRACIÓN. ESTO SE REALIZA MEDIANTE UNA
CADENA ININTERRUMPIDA Y DOCUMENTADA DE COMPARACIONES HASTA LLEGAR
AL PATRÓN, Y QUE CONSTITUYE LO QUE LLAMAMOS TRAZABILIDAD. LA
TRAZABILIDAD PUEDE ESTAR DADA POR UNA CURVA O POR UN CUADRO
COMPARATIVO.

37. UNA BUENA CALIBRACIÓN DEBE BUSCAR LOS
SIGUIENTES OBJETIVOS:
 MANTENER Y VERIFICAR EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE LOS EQUIPOS.
 RESPONDER A LOS REQUISITOS ESTABLECIDOS EN LAS NORMAS DE CALIDAD.
 GARANTIZAR LA FIABILIDAD Y TRAZABILIDAD DE LAS MEDIDAS

38. CALIBRACIÓN INTERNA.
TENIENDO EN CUENTA LOS REQUISITOS EXIGIBLES COMO SON:
• RELACIÓN CON PATRONES OFICIALES.
• OPERACIONES DE COMPARACIÓN CON ESTOS PATRONES.
• OPERACIONES DE CALIBRACIÓN.
• CONDICIONES AMBIENTALES DE CALIBRACIÓN (TEMPERATURA, HUMEDAD...).

39. CALIBRACIÓN EXTERNA.
EN CASO QUE EL EQUIPO DEBA SER CALIBRADO POR UN ORGANISMO EXTERNO, SE EXIGIRÁ EL
CORRESPONDIENTE CERTIFICADO, EL CUAL DEBERÁ INCLUIR COMO MÍNIMO LOS DATOS
REFLEJADOS EN EL MODELO DE CERTIFICADO. TAMBIÉN SUMINISTRARÁ UNA ETIQUETA
SIMILAR A LA INDICADA EN APARTADO ANTERIOR

40. 2.6.1
CONSIDERACIONES
PREVIAS PARA LA
CALIBRACIÓN.

41. CONSIDERACIONES.
CUANDO EL INSTRUMENTO SE CALIBRA CONTRA UN INSTRUMENTO DE REFERENCIA, SU
EXACTITUD MOSTRARÁ SI ESTA FUERA O DENTRO DE LOS LÍMITES DE EXACTITUD, SI EL
INSTRUMENTO ESTÁ DENTRO DEL LÍMITE DE MEDICIÓN, EL ÚNICO CURSO DE ACCIÓN
REQUERIDO ES REGISTRAR LOS RESULTADOS DE CALIBRACIÓN EN LA HOJA DE CONTROL DEL
INSTRUMENTO Y PONERLO EN FUNCIONAMIENTO HASTA EL SIGUIENTE PERIODO DE
CALIBRACIÓN.

42. CONSIDERACIONES
• DOCUMENTACIÓN DE LOS SISTEMAS DE MEDICIÓN Y SU CALIBRACIÓN:
TODOS LOS SISTEMAS DE MEDICIÓN Y CALIBRACIÓN IMPLEMENTADOS DEBEN
ESTAR DOCUMENTADOS, EN EL CASO DE PEQUEÑAS COMPAÑÍAS TODA INFORMACIÓN
RELEVANTE DEBO ESTAR CONTENIDA DENTRO DE UN MANUAL, MIENTRAS QUE PARA UNA
EMPRESA GRANDE ES APROPIADO TENER VOLÚMENES SEPARADOS CUBRIENDO
PROCEDIMIENTOS CORPORATIVOS Y POR ÁREAS.

43. CONSIDERACIONES.
• REGISTRO DE LOS INSTRUMENTOS
SE DEBE TENER UN REGISTRO SEPARADO PARA CADA INSTRUMENTO DEL SISTEMA DONDE SE
ESPECIFIQUE COMO MÍNIMO:
1. SU NÚMERO DE SERIE.
2. EL NOMBRE DE LA PERSONA RESPONSABLE PARA SU CALIBRACIÓN.
3. LA FRECUENCIA DE CALIBRACIÓN REQUERIDA.
4. LA FECHA DE LA ÚLTIMA CALIBRACIÓN.
5. RESULTADOS DE LA CALIBRACIÓN.

44. CONSIDERACIONES.
• RECOLECCIÓN DE DATOS
CUANDO SE PROCEDE A RECOLECTAR DATOS REFERENTES A MEDICIONES ES NECESARIO
REGISTRAR FACTORES EXTERNOS COMO HUMEDAD, TEMPERATURA, ALTURA SOBRE EL NIVEL
DEL MAR, RUIDO EXTERNO, ETC., DEBIDO A QUE EN LA MEDIDA DE LO POSIBLE
DICHAS CONDICIONES AMBIENTALES DEBEN SER REPRODUCIDAS EN EL LABORATORIO DE
CALIBRACIÓN PARA QUE DICHO INSTRUMENTO SE COMPORTE DE MANERA SIMILAR A SU
ENTORNO DE TRABAJO HABITUAL Y COTIDIANO.

45. 2.6.2 ERROR.

46. ERROR.
EN UN INSTRUMENTO IDEAL (SIN ERROR), LA RELACIÓN ENTRE LOS VALORES REALES DE
LA VARIABLE COMPRENDIDOS DENTRO DEL CAMPO DE MEDIDA Y LOS VALORES DE
LECTURA DEL APARATO ES LINEAL.
SE CONSIDERA QUE UN INSTRUMENTO ESTÁ BIEN CALIBRADO CUANDO, EN TODOS LOS
PUNTOS DE SU CAMPO DE MEDIDA, LA DIFERENCIA ENTRE EL VALOR REAL DE LA VARIABLE
Y EL VALOR INDICADO, O REGISTRADO O TRANSMITIDO, ESTÁN COMPRENDIDOS ENTRE
LOS LÍMITES DETERMINADOS POR LA EXACTITUD DEL INSTRUMENTO.

47. ERROR.LOS TRES TIPOS DE ERRORES QUE
PUEDEN HALLARSE EN FORMA AISLADA O
COMBINADA EN LOS INSTRUMENTOS
SON:
• ERROR DE CERO.
TODAS LAS LECTURAS O SEÑALES DE
SALIDA ESTÁN DESPLAZADAS UN MISMO
VALOR CON RELACIÓN A LA RECTA IDEAL,
SE OBSERVA QUE EL DESPLAZAMIENTO
PUEDE SER POSITIVO O NEGATIVO.
CAMBIA EL PUNTO DE PAR DA O DE BASE
DE LA RECTA REPRESENTA VA SIN QUE
VARÍE LA INCLINACIÓN O LA FORMA DE
LA CURVA.

48. ERROR.
• ERROR DE MULTIPLICACIÓN.
TODAS LAS LECTURAS O SEÑALES DE
SALIDA AUMENTAN O DISMINUYEN
PROGRESIVAMENTE CON RELACIÓN A LA
RECTA REPRESENTABA), SIN QUE EL
PUNTO DE PAR DA CAMBIE. LA
DESVIACIÓN PUEDE SER POSITIVA O
NEGATIVA.

49. ERROR.
• ERROR DE ANGULARIDAD.
LA CURVA COINCIDE CON LOS PUNTOS
0% Y 100% DE LA RECTA REPRESENTA
VA, PERO SE APARTA DE LA MISMA EN
LOS RESTANTES. EN LA GURA 10.3C
PUEDE VERSE UN ERROR DE ESTE TIPO. EL
MÁXIMO DE LA DESVIACIÓN SUELE ESTAR
A LA MITAD DE LA ESCALA.

50. ERROR.
OTROS ERRORES PROVIENEN DE LA
LECTURA DEL INSTRUMENTO POR EL
OBSERVADOR (INSTRUMENTOS
ANALÓGICOS) Y SON:
• ERROR DE PARALAJE QUE SE PRODUCE
CUANDO EL OBSERVADOR EFECTÚA LA
LECTURA DE MODO QUE LA LÍNEA DE
OBSERVACIÓN AL ÍNDICE NO ES
PERPENDICULAR A LA ESCALA DEL
INSTRUMENTO.

51. ERROR.
• ERROR DE INTERPOLACIÓN QUE SE
PRESENTA CUANDO EL ÍNDICE NO COINCIDE
EXACTAMENTE CON LA GRADUACIÓN DE LA
ESCALA Y EL OBSERVADOR REDONDEA SUS
LECTURAS POR EXCESO O POR DEFECTO.
EVIDENTEMENTE, ESTOS ERRORES DE
PARALAJE Y DE INTERPOLACIÓN NO EXISTEN
EN LOS INSTRUMENTOS DE SALIDA DIGITAL.

52. 2.6.3
INCERTIDUMBRE.

53. INCERTIDUMBRE.
INCERTIDUMBRE (DE LA MEDICIÓN) ES EL
PARÁMETRO ASOCIADO CON EL
RESULTADO DE UNA MEDICIÓN QUE
CARACTERIZA LA DISPERSIÓN DE LOS
VALORES, QUE EN FORMA RAZONABLE SE
LE PODRÍA ATRIBUIR A UNA MAGNITUD
POR MEDIR.

54. INCERTIDUMBRE.
CUANDO SE EXPRESA EL RESULTADO DE MEDICIÓN EN UNA MAGNITUD, ES CONVENIENTE Y A
VECES OBLIGATORIO, DAR ALGUNA INDICACIÓN CUANTITATIVA DE LA CALIDAD DEL
RESULTADO, DE TAL FORMA QUE QUIENES UTILICEN ESTE RESULTADO PUEDAN EVALUAR SU
IDONEIDAD. SIN ESTA INDICACIÓN, LAS MEDICIONES NO PUEDEN COMPARARSE ENTRE SÍ, NI
CON OTROS VALORES DE REFERENCIA DADOS EN ESPECIFICACIONES O NORMAS TÉCNICAS.
EL MÉTODO IDEAL PARA EVALUAR Y EXPRESAR LA INCERTIDUMBRE DE MEDIDA DEBE SER
CAPAZ DE PROPORCIONAR TAL INTERVALO, EN PARTICULAR, AQUEL CON LA PROBABILIDAD O
CON EL NIVEL DE CONFIANZA QUE CORRESPONDA, DE FORMA ACORDE A LAS NECESIDADES
PARTICULARES DE CADA CASO.

55. 2.7 CRITERIOS DE
SELECCIÓN

56. CUANDO SE INTENTA HACER UNA MEDICIÓN DE UNA CANTIDAD NO ELÉCTRICA
CONVIRTIENDO LA CANTIDAD A UNA FORMA ELÉCTRICA, SE DEBE SELECCIONAR UN
TRANSDUCTOR ADECUADO PARA LLEVAR A CABO UNA CONVERSIÓN.
POR LO CUAL HAY QUE CONSIDERAR ALGUNOS PUNTOS TALES COMO:
1.- RANGO. EL RANGO DEL TRANSDUCTOR DEBE SER LO SUFICIENTE GRANDE TAL QUE
ABARQUE TODAS LAS MAGNITUDES ESPERADAS DE LA CANTIDAD A SER MEDIDA.
2.- SENSIBILIDAD. PARA OBTENER DATOS SIGNIFICATIVOS, EL TRANSDUCTOR DEBE PRODUCIR
UNA SEÑAL DE SALIDA SUFICIENTE POR UNIDAD QUE SE DA EN LA ENTRADA.

57. 3.- EFECTOS DE CARGA. COMO LOS TRANSDUCTORES SIEMPRE CONSUMIRÁN ALGO DE
ENERGÍA DEL EFECTO FÍSICO, DEBE DETERMINARSE SI SE PUEDE DESPRECIAR O SI PUEDEN SER
APLICADOS FACTORES DE CORRECCIÓN PARA LAS PERDIDAS.
4.- RESPUESTA A LA FRECUENCIA. EL TRANSDUCTOR DEBE SER CAPAZ DE RESPONDER A
VELOCIDAD MÁXIMA DE CAMBIO EN EL EFECTO QUE SE ESTE OBSERVANDO.

58. 5.- FORMATO DE SALIDA ELÉCTRICA. LA FORMA ELÉCTRICA DE SALIDA DEL TRANSDUCTOR
DEBE SER COMPATIBLE CON EL RESTO DEL SISTEMA DE MEDICIÓN. POR EJEMPLO UN VOLTAJE
DE SALIDA DE NO SER COMPATIBLE CON UN AMPLIFICADOR QUE SOLO PUEDA RESPONDER A
SEÑALES DE CORRIENTE ALTERNA.
6.- IMPEDANCIA DE SALIDA. DEBE TENER UN VALOR QUE LO HAGA COMPATIBLE CON LAS
SIGUIENTES FASES ELÉCTRICAS DEL SISTEMA.
7.- REQUERIMIENTO DE POTENCIA. LOS TRANSDUCTORES PASIVOS NECESITAN DE
EXCITACIÓN EXTERNA POR LO QUE SI EN EL SISTEMA SE ENCUENTRA UNO DEBE HABER
FUENTES DE PODER ADECUADAS PARA OPERARLOS

59. 8.- MEDIO FÍSICO. EL TRANSDUCTOR SELECCIONADO DEBE PODER RESISTIR A LAS
CONDICIONES AMBIENTALES A LAS QUE ESTARÁ SUJETO.
9.- ERRORES. LOS ERRORES INHERENTES A LA OPERACIÓN DEL TRANSDUCTOR O AQUELLOS
ERRORES ORIGINADOS POR ALAS CONDICIONES DEL AMBIENTE, DEBEN SER LO
SUFICIENTEMENTE PEQUEÑOS O CONTROLABLES PARA QUE PERMITAN TOMAR DATOS.

60. UNA VEZ SELECCIONADO EL TRANSDUCTOR SE DEBEN SEGUIR ALGUNAS RECOMENDACIÓN
COMO:
1.- CALIBRACIÓN DEL TRANSDUCTOR SE DEBE CALIBRAR CON ALGÚN ESTÁNDAR CONOCIDO
Y LLEVAR ACABO CALIBRACIONES DE MANERA REGULAR A MEDIDA QUE SE HAGAN
MEDICIONES.
2.- MONITOREAR DE FORMA CONTINUA LOS CAMBIONES EN LAS CONDICIONES
AMBIENTALES DEL TRANSDUCTOR.
3.- CONTROLAR ARTERIALMENTE EL AMBIENTE DE MEDICIÓN, COMO EJEMPLO ENCERRAR EL
TRANSDUCTOR EN UNA CAJA DE TEMPERATURA CONTROLADA, AISLAMIENTO DEL
DISPOSITIVO A GOLPES Y VIBRACIONES EXTERNAS.

61. 2.8
ACONDICIONAMIE
NTO DE SEÑALES.

62. LA SEÑAL DE SALIDA DEL SENSOR DE UN SISTEMA DE MEDICIÓN EN GENERAL SE DEBE
PROCESAR DE UNA FORMA ADECUADA PARA LA SIGUIENTE ETAPA DE LA OPERACIÓN. LA
SEÑAL PUEDE SER, POR EJEMPLO, DEMASIADO PEQUEÑA, Y SERÍA NECESARIO AMPLIFICARLA;
PODRÍA CONTENER INTERFERENCIAS QUE ELIMINAR; SER NO LINEAL Y REQUERIR SU
LINEALIZACIÓN; SER ANALÓGICA Y REQUERIR SU DIGITALIZACIÓN; SER DIGITAL Y CONVERTIRLA
EN ANALÓGICA; SER UN CAMBIO EN EL VALOR DE LA RESISTENCIA, Y CONVERTIRLA A UN
CAMBIO EN CORRIENTE; CONSISTIR EN UN CAMBIO DE VOLTAJE Y CONVERTIRLA EN UN
CAMBIO DE CORRIENTE DE MAGNITUD ADECUADA, ETCÉTERA.

63. INTERCONECTÁNDOSE CON UN
MICROPROCESADOR
LOS DISPOSITIVOS DE ENTRADA Y DE SALIDA ESTÁN CONECTADOS CON UN SISTEMA DE
MICROPROCESADOR MEDIANTE PUERTOS. EL TÉRMINO "INTERFAZ" SE REFIERE A UN
ELEMENTO QUE SE USA PARA INTERCONECTAR DIVERSOS DISPOSITIVOS Y UN PUERTO.
EXISTEN ASÍ ENTRADAS DE SENSORES, INTERRUPTORES Y TECLADOS, Y SALIDAS PARA
INDICADORES Y ACTUADORES. LA MÁS SENCILLA DE LAS INTERFACES PODRÍA SER UN
SIMPLE TROZO DE ALAMBRE. EN REALIDAD, LA INTERFAZ CUENTA CON
ACONDICIONAMIENTO DE SEÑAL Y PROTECCIÓN; ESTA ÚLTIMA PREVIENE DAÑOS EN EL
SISTEMA DEL MICROPROCESADOR. POR EJEMPLO, CUANDO ES NECESARIO PROTEGER LAS
ENTRADAS DE VOLTAJES EXCESIVOS O DE SEÑALES DE POLARIDAD EQUÍVOCA.

64. PROCESOS DEL ACONDICIONAMIENTO
1.PROTECCIÓN PARA EVITAR DAÑO AL SIGUIENTE ELEMENTO, POR EJEMPLO UN MICROPROCESADOR, COMO
CONSECUENCIA DE UN VOLTAJE O UNA CORRIENTE ELEVADOS.
2.CONVERTIR UNA SEÑAL EN UN TIPO DE SEÑAL ADECUADO. SERÍA EL CASO CUANDO ES NECESARIO CONVERTIR UNA
SEÑAL A UN VOLTAJE DE CD, O A UNA CORRIENTE.
3.OBTENCIÓN DEL NIVEL ADECUADO DE LA SEÑAL. EN UN TERMOPAR, LA SEÑAL DE SALIDA ES DE UNOS CUANTOS
MILIVOLTS. SI LA SEÑAL SE VA A ALIMENTAR A UN CONVERTIDOR ANALÓGICO A DIGITAL PARA DESPUÉS ENTRAR A UN
MICROPROCESADOR, SERÁ NECESARIO AMPLIARLA EN FORMA CONSIDERABLE.
4. ELIMINACIÓN O REDUCCIÓN DEL RUIDO. POR EJEMPLO, PARA ELIMINAR EL RUIDO EN UNA SEÑAL SE UTILIZAN
FILTROS.
5.MANIPULACIÓN DE LA SEÑAL, POR EJEMPLO, CONVERTIR UNA VARIABLE EN UNA FUNCIÓN LINEAL. LAS SEÑALES QUE
PRODUCEN ALGUNOS SENSORES, POR EJEMPLO LOS MEDIDORES DE FLUJO, SON ALINÉALES Y HAY QUE USAR UN
ACONDICIONADOR DE SEÑAL PARA QUE LA SEÑAL QUE SE ALIMENTA, EN EL SIGUIENTE ELEMENTO SEA LINEAL.

65. EL AMPLIFICADOR OPERACIONAL
EL FUNDAMENTO DE NUMEROSOS
MÓDULOS PARA ACONDICIONAMIENTO
DE SEÑAL ES EL AMPLIFICADOR
OPERACIONAL. ESTE ES UN
AMPLIFICADOR DE ALTA GANANCIA DE
CD, EN GENERAL DE 100 000 O MÁS, Y
ESTÁ DISPONIBLE COMO CIRCUITO
INTEGRADO EN CHIPS DE SILICIO. TIENE
DOS ENTRADAS: ENTRADA INVERSORA
(—) Y ENTRADA NO INVERSORA (+)