bibliografia obligatoria para el eje instrumentacion

1. Introducción a la Instrumentación e
instrumentación industrial
Compendio – IYC – ISFD Estrada
Compilador: Prof. Jorge O. López - 2013

2. INSTRUMENTACION
La instrumentación es el proceso y el resultado de instrumentar. Este verbo se refiere a ubicar, acomodar
o arreglar ciertos instrumentos, a disponer de las partituras de una determinada obra musical para los
instrumentos que la tocarán, o a ordenar o desarrollar algo.
Por ejemplo: “Por favor, que la instrumentación del quirófano
esté lista en diez minutos”, “El concierto fue maravilloso gracias a la excelente instrumentación”, “La
instrumentación del proyecto llevará unas tres semanas”.
De esta forma, partiendo de dicha acepción tenemos que subrayar la existencia de un área llamada
instrumentación electrónica. Esta es la que se encarga, dentro del mencionado mundo tecnológico que le
da nombre, de llevar a cabo todo el proceso de diseño, testado y control de los diversos dispositivos
electrónicos y eléctricos que se requiera.
Se conoce como instrumentación musical a los estudios y la actividad que consiste en generar música
mediante un instrumento. Esta realización exige considerar las diferentes propiedades de cada
instrumento, como el timbre o el tono; disponer de habilidad para lograr la ejecución apropiada; y conocer
cuál es la notación convencional del instrumento en cuestión.
La instrumentación quirúrgica, por otra parte, es una carrera de nivel universitario donde se transmiten los
conocimientos necesarios para manejar el instrumental y los accesorios médicos. Estos saberes habilitan al
instrumentista a formar parte de las intervenciones quirúrgicas.
El elemento esencial en la instrumentación quirúrgica es la mesa del instrumental, una pieza de mobiliario
que se halla en la sala de intervenciones y que presenta la disposición de los elementos a utilizar en la
operación.
Sobre esa misma mesa es donde se encuentra situado el correspondiente instrumental quirúrgico que es el
que permitirá al doctor en cuestión el acometer con todas las garantías la intervención que tiene por
delante. En este sentido, hay que subrayar que dicho instrumental se puede clasificar atendiendo a las
funciones que permiten realizar.
De esta manera, tenemos los siguientes:
El de diéresis que es el que permite seccionar los tejidos. Las tijeras o los bisturís son los más importantes.
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3. El de prehensión que es el que se emplea para sostener o movilizar tejidos, y también se da en llamar
pinzas.
El de separación, que adquiere su nombre de la función que tiene. Es utilizado para los cirujanos para poder
llevar a cabo sus tareas de una manera más clara y sencilla. También se conoce como separador.
El instrumental de clampeo, por su parte, es el que tiene como función el coger los vasos sin hacerles
ningún tipo de daños.
El de aspiración es el encargado de limpiar la sangre extravasada que dificulta al cirujano en cuestión ver
bien los órganos o demás estructuras corporales.
El de síntesis es el último y es el que tiene como misión ayudar y acelerar el proceso de cicatrización de las
heridas, el que se usa para suturar.
Se conoce como instrumentación industrial, por último, al conjunto de herramientas que permiten realizar
la medición, la conversión, el control o la transmisión de las variables de un cierto proceso. Esto permite
lograr la optimización de los recursos que se emplean.
Las variables con las que se puede trabajar mediante la instrumentación industrial pueden ser químicas
(como el nivel de acidez de un terreno) o físicas (la humedad, la temperatura, etc.).
Introducción a la Instrumentación:
Síntesis Prof. Ing. Eduardo Néstor Alvarez http://www.fi.uba.ar/laboratorios/lscm/SITIOCON.htm
Teniendo en cuenta los destinatarios de estos cursos, entraremos rápidamente en los temas.
Sin embargo hará falta ponernos de acuerdo en algunos puntos para partir de las mismas referencias.
SENSOR:
La palabra se usa por extensión toda una serie de aparatos y dispositivos.
Sin embargo entrando mas en detalle se puede decir que el sensor en sí es el elemento primario de
medición.
Para el caso de una medición de caudal por ejemplo lo puede ser una placa orificio, venturi, tobera, turbina,
etc.
Como se ve, el elemento primario o Sensor toma una cierta magnitud que saca del proceso y en
consecuencia de ella nos da otra magnitud física que podremos aprovechar para obtener la información
que queremos que en definitiva es la medición.
TRANSMISOR:
Se conoce como transmisor en el campo de la instrumentación y control al conjunto acondicionador de
señal, en casos integrado al sensor y en otros como un dispositivo independiente conectado al sensor
mediante conductores eléctricos, caños etc.
TRANSDUCTOR:
Es el instrumento o dispositivo capaz de transformar la energía disponible en una magnitud física dada en
otra magnitud, física que el sistema pueda aprovechar para realizar su objetivo de medición y control.
Se usan por ejemplo para pasar de magnitudes acondicionadas en presión a corriente o tensión y
modernamente a variables digitales para buses de campo.
También se podría llamar Transductor al conjunto Sensor Transmisor, pues toma la magnitud del proceso y
la traduce a una variable normalizada para el sistema de control.
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4. Tengamos en cuenta que el acondicionamiento linealiza, compensa las derivas por temperatura tanto de
sensibilidad como de cero etc.
RANGO:
Es el conjunto de valores comprendidos entre los limites ( Superior e Inferior) que es capaz de medir el
instrumento al que nos referimos, dentro de los límites de exactitud que se indican para el mismo. Se indica
por los valores Superior e Inferior, antes mencionados.
RESOLUCIÓN:
Es el menor cambio en la variable del proceso capaz de producir una salida perceptible en el instrumento.
Se expresa en general como un porcentaje del Límite Superior de medición del instrumento ( valor a fondo
de escala del mismo).
ERROR:
Se lo define como la diferencia entre el valor medido y el valor verdadero.
El error tiene en general variadas causas.
Las que se pueden de alguna manera prever, calcular, eliminar mediante calibraciones y compensaciones,
se denominan determinísticos o Sistemáticos.
Los que no se puede prever, pues dependen de causas desconocidas, o estocásticas se denominan
aleatorios.
EXACTITUD:
Capacidad de un instrumento de dar valores de error pequeños.
Si un instrumento está calibrado correctamente los errores aleatorios inevitables harán que los resultados
de la medición tengan una cierta dispersión, si el promedio de las mediciones coincide con el valor
verdadero el instrumento es exacto.
La estadística (media en este caso) nos podrá acercar al valor verdadero.
La exactitud se puede especificar en porcentaje del valor medido o bien en porcentaje del valor a fondo de
escala del instrumento.
En el caso de los instrumentos destinados a procesos industriales en general esa exactitud especificada
corresponde a todo el rango de medición del mismo.
PRECISIÓN:
Cuanto mayor es la precisión menor es la dispersión de los valores de la medición alrededor del valor
medido.
Podría suceder que ese valor no fuese exacto pero la dispersión ser chica, en ese caso el instrumento es
preciso pero no exacto.
La precisión está asociada a estadísticas como la varianza y el desvío standard.
En la técnica se suele exigir que los valores de variables importantes para la calidad del producto se
mantengan dentro de un campo dado por tres desvíos standard en mas o en menos del valor especificado,
y estos desvíos deben ser pequeños para tener buena precisión.
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5. REPETIBILIDAD:
Capacidad de un instrumento de repetir la salida cuando se llega a la medición en sucesivas ocasiones bajo
exactamente las mismas condiciones.
Un detalle muy importante de esto es que se debe exigir que la medición se debe realizar con la variable en
sentido creciente o decreciente pero no en ambos sentidos, pues en ese caso deja de ser Repetibilidad para
ser HISTÉRESIS.
Como otros parámetros de especificación de los instrumentos se acostumbra a especificar la repetibilidad
como un valor porcentual de la medición o bien del fondo de escala del instrumento.
HISTÉRESIS :
El amortiguamiento mas el rozamientos hace que haya un consumo de energía en la carga y descarga de los
instrumentos.
Es debido a eso que la curva de calibración ascendente no coincida con la descendente y eso es llamado
Histéresis
Baja Histéresis es la capacidad de un instrumento de repetir la salida cuando se llega a la medición en
ocasiones consecutivas bajo las mismas condiciones generales pero una vez con la medición de la variable
en un sentido (por ejemplo creciente) y en la siguiente con la variable en sentido contrario (por ejemplo
decreciente).
Como otros parámetros de especificación de los instrumentos se acostumbra a especificar la histéresis
como un valor porcentual de la medición o bien del fondo de escala del instrumento.
ÍNTER CAMBIABILIDAD:
Cuando se hace referencia a la ínter cambiabilidad de instrumentos pueden aparecer varios aspectos.
Respecto de la exactitud, si un instrumento de +/- 1% es reemplazado por otro con la misma exactitud,
habida cuenta que los errores se pueden sumar en ciertas condiciones, al hacer el cambio diremos que
podemos asegurar la medición en +/- 2%, si no tomamos recaudos especiales de calibración.
Existen sin embargo aspectos industriales tales como:
Compatibilidad Química de los materiales.
Compatibilidad del sistema de comunicaciones o norma del instrumento.
Otras son salvables con adaptaciones por ejemplo las conexiones físicas al proceso
CALIBRACIÓN:
Una calibración del instrumento es un conjunto de valores de la relación entre la variable de entrada (del
proceso) y la variable de salida (medición) ,donde se mantienen las restantes condiciones constantes.
Como vemos habrá infinitas calibraciones si variamos las condiciones en las que se levanta la curva de
calibración.
Se trata de alguna forma de obtener expresiones que relacionen las variables externas que influyen en la
obtención de la medición a fin de corregir la calibración en condiciones standard.
Un ejemplo típico es la temperatura como variable que hace derivar las mediciones de otros parámetros en
control de procesos.
Con el avance de la era digital, se pueden almacenar varias calibraciones y dar la medición a través de
rutinas de interpolación entre las mismas.
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6. SENSIBILIDAD:
Es la variación en la salida del instrumento por unidad de variación de la variable del proceso (entrada), en
definitiva se puede decir que es la ganancia del instrumento.
El ideal es que la misma se mantenga constante. En general los elementos primarios presentan derivas de
la sensibilidad con otras variables, fundamentalmente la temperatura, por lo que el acondicionamiento de
señal que realiza el instrumento se debe encargar de compensar esas derivas. En muchos instrumentos
industriales se mide también a la temperatura para realizar esta compensación.
ERROR DE SENSIBILIDAD:
Como venimos mencionando la temperatura en general produce una deriva o variación de la sensibilidad
del elemento primario. En gran medida esta deriva es compensada por el sistema electrónico de
acondicionamiento de señales del instrumento.
Los distintos primarios tienen una salida variable según la temperatura. En general esta característica se
especifica mediante los denominados coeficientes de temperatura. Cuando se profundiza estos
coeficientes, en lugar de ser constantes, pueden ser polinomios función de la temperatura de diversos
grados.
ERROR DE CERO:
Aun cuando el valor de la variable del proceso esté en el mínimo del rango, donde la salida del instrumento
debe ser el valor asociado al cero del rango ( en corriente por ejemplo 4mA), el instrumento marca a su
salida un valor distinto de cero.
Ese valor es el error de cero. En general existen en los instrumentos sistemas para anular, o compensar el
error de cero, estos sistemas pueden ser ajustes mediante movimientos en el instrumento o bien por
software.
LINEALIDAD:
En control clásico la linealidad se toma como un requisito puesto que toda la teoría se basa en ese tipo de
dinámica de sistemas (ecuaciones diferenciales lineales).
Si bien esto ha sido superado la falta de la linealidad siempre representa complicaciones por lo que: la
linealidad de los instrumentos de medición y control siempre es una característica buscada.
Si el proceso es lento respecto de la dinámica del instrumento se puede pensar que el mismo se establece
en el valor de la medición a una velocidad mucho mayor que los cambios que puede efectuar la variable
medida.
En estas condiciones se puede considerar que el instrumento tiene una alinealidad estática es decir no
tengo en cuenta su dinámica.
Así puedo tener una curva de calibración levantada en condiciones estáticas y usarla para compensar las
alienealiades del instrumento.
En la práctica las compensaciones del sistema de acondicionamiento de señales llega a eliminar en gran
medida los errores por alinealidad, pero en una cierta persisten, y se suelen expresar en valor porcentual
de la máxima desviación respecto de la salida lineal en todo el rango del instrumento respecto del valor del
fondo de escala del mismo.
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7. RESPUESTA DINÁMICA
Los diagramas de la respuesta del instrumento a frecuencias de entrada variables recorriendo todo el
espectro presentados en forma logarítmica (Diagramas de Bode) dan una idea acabada de la capacidad del
instrumento a responder con una magnitud de salida razonable (ganancia constante) y sin un retraso de
fase notable.
Tengamos en cuenta que el retraso de fase tiende a inestabilizar los lazos de control.
Al rango de frecuencias donde se cumplen las condiciones arriba mencionadas se lo denomina “Ancho de
banda”.
Evidentemente si las señales a medir son de frecuencias muy bajas no interesará la característica de la
respuesta dinámica del instrumento.
En procesos donde las constantes de tiempo de las transferencias son grandes respecto de las de los
instrumentos habituales no hace falta preocuparse por la respuesta dinámica de los mismos.
En control de servomecanismos, ciencia espacial, robótica etc. comienza a aparecer la importancia de estas
características.
ESTABILIDAD:
La estabilidad de la exactitud calibrada se especifica como una garantía de funcionamiento, e influye en el
precio , por ejemplo 1% OR por 5 años o 10 años.
Es interesante destacar a que se refiere el 1% del que se habla. En general se refiere a la exactitud a lo largo
del todo el rango del instrumento (Accuracy) y se puede especificar como ya mencionamos respecto de l
valor medido (OR of reading) o bien del fondo de escala del instrumento (OFS of full scale)
TRANSDUCTOR ACTIVO – PASIVO:
Se dice de un transductor que es pasivo cuando no se alimenta de otra fuente que no sea la del mismo
proceso que está midiendo. En cambio el activo es aquel que en general necesita menos energía del propio
proceso a medir ya que tiene para su funcionamiento una fuente externa.
INSTRUMENTO DE DEFLEXIÓN:
En los instrumentos de deflexión la variable que activa el instrumento trabaja en contra de un efecto
antagónico hasta que el equilibrio encontrado indique cuanto vale la variable medida
INSTRUMENTOS DE BALANCE O DE DEFLEXIÓN NULA:
la variable que activa el instrumento se compensa con un mecanismo o circuito interno hasta que el
equilibrio encontrado consigue una deflexión nula.
El valor de la cantidad necesaria de compensación para conseguir la deflexión nula da el valor medido, en
general este método puede ser mas sensible pues siempre trabaja en el entorno de cero
La exactitud del instrumento de deflexión depende de la calibración del medio físico que se deflecta,
(Resorte o Semejante).
El Instrumento de Vuelta a Cero o Deflexión Nula es en general más preciso y trabaja en contra del patrón
en forma directa.
La desventaja de los métodos de medición de balanceo alrededor de cero aparece en las mediciones
dinámicas cuando no se puede perder mucho tiempo en realizar el balanceo, con aplicación de sistemas
electrónicos veloces esto es factible en mediciones cada vez mas exigentes.
ENTRADAS DESEADAS:
son las entradas al sistema de medición de las variables físicas que queremos medir.
Influencia de Interferencias Electromagnéticas en la Medición
Original de esta Figura Referencia Bibliográfica 1
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8. INTERFERENCIAS:
Son entradas espúreas que el instrumento detecta sin la intención de hacerlo.
ENTRADAS MODIFICANTES Y PERTURBACIONES:
Son aquellas que causan variaciones en las entradas deseadas como así también en las interferencias
AJUSTABILIDAD DE RANGO:
Conocido como Rangeability:
Es la relación entre el máximo valor de la variable medida respecto del mínimo sobre la cual se mantendrá
la exactitud especificada del instrumento
DIFERENCIA ENTRE RANGO Y SPAN:
SPAN es la diferencia entre el límite de operación superior del instrumento y el inferior, en las condiciones
que se necesitan para el control.(200ºC)
El RANGO se indica por los dos valores extremos de la variable medida dentro de los cuales las mediciones
que se desean realizar se encontrarán normalmente.( 100 – 300 C)
Cuando se instala un instrumento y se conoce los límites dentro de los cuales tendrá que medir
normalmente se lo ajusta para los mismos.
El Span es el conjunto de valores en los que funcionará el instrumento.
El ajuste de cero , muchas veces supresión hace que la salida mínima del instrumento comience en ese
valor indicado. En el ejemplo 100 (puede ser una temperatura por ejemplo)
Una salida Standard de control analógico en corriente de muchos instrumentos va de 4 a 20 mA.
Si se ha suprimido el cero los 4 mA coincidirán con 100 y los 20 con 300 mientras que el Span de 16 mA
corresponde a la diferencia de 200 .
Se puede calibrar un Span menor que el máximo entonces se presenta lo que se denomina:
TURN DOWN:
Es la relación entre el Span Máximo y el Span Calibrado.
Cuando los extremos del rango no coinciden con cero a la diferencia del límite inferior con cero se lo
denomina elevación de cero si este está contenido dentro del rango, y supresión de cero si no lo está .
Bibliografía
Referencia Bibliografica 1
Measurement Systems Application and Design Ernest O. Doebelin Department of Mechanical Engineering
The Ohio State University Mc Graw Hill Isbn 0-07- 017336-2
Referencia Bibliografica 2
Instrumentación Industrial Dr. Ing. Industrial Antonio Creus Solé
Marcombo Boixareu Editores Isbn 84-267- 0911-7 Barcelona
Referencia Bibliografica 3
Instrumentación de Procesos Industriales Héctor P. Polenta Tomo II
Referencia Bibliográfica 4
Flow Measurement and Control
Handbook and Encyclopedia
Omega Engineering Inc.
Referencia Bibliográfica 5
Flow Measurement Engineering Handbook
R.W. Miller
Flow Consultant The Foxboro Company
ISBN 0-07-042045-9
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9. INSTRUMENTACION INDUSTRIAL
Instrumentación de Procesos Industriales
Leandro Herrera Z., Ph.D.
Especificación de sensores
PRECISION (o EXACTITUD)
ERROR
ERROR de NO LINEALIDAD
REPETIBILIDAD
REPRODUCIBILIDAD
SENSIBILIDAD
RESOLUCIÓN
RANGO
RANGO de TRABAJO o de OPERACIÓN
BANDA MUERTA
CORRIMIENTO DEL CERO
TIEMPO DE RESPUESTA
HISTÉRESIS
FUNCION DE TRANSFERENCIA
Especificación de sensores.
Todos los instrumentos deben ser especificados a un punto tal que aseguren la operación del proceso y que
permita la estimación de sus costos. Estas especificaciones se pueden sistematizar, aplicándolas tanto a
sistemas sensores como a sistemas actuadores, sin que todas y cada una de las definiciones que siguen a
continuación sean aplicables a todo sensor o actuador. Sin embargo, las definiciones conforman parte del
léxico básico del proyecto de instrumentación.
PRECISION (o EXACTITUD)
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10. Todo sistema sensor responde a un principio físico, químico o biológico que permite su funcionamiento.
Por ende, todo sistema sensor tendrá limitaciones que serán inherentes a sus principios. Una de tales
limitaciones es la precisión, que regula el margen de imprecisión instrumental. Por ejemplo, dado un
sistema de medición de temperatura, de precisión 0,05 ºC, cuando su lectura fuese de 37,2ºC significa que
la temperatura del ambiente medido está entre 37,15 y 37,25 ºC.
Habitualmente, la precisión se expresa como porcentaje de la escala completa. Por ejemplo, un
termómetro cuyo tope de escala fuese 100ºC y de precisión 0,5% significa que toda lectura de T ºC estará
sujeta a una imprecisión de 0,5ºC (si se mide 37,2ºC, la temperatura estará entre 36,7 y 37,7 ºC).
La precisión está asociada al cálculo de la desviación estándar del instrumento o de un procedimiento
analítico.
ERROR
Expresa la diferencia entre la magnitud medida y la lectura instrumental. En toda aplicación se desearía que
el error fuese 0; sin embargo, todo los instrumentos modifican su comportamiento a lo largo de su vida y es
común calibrarlos de cuando en cuando. Un instrumento tan sencillo como un termómetro de mercurio se
debe calibrar para corregir el error. Por ejemplo, si un reactor está a 70ºC y el instrumento lee 69ºC, el
error será de –1ºC.
El error se define, habitualmente, como Lectura-Valor real; si bien podría usarse a la inversa sin mayores
confusiones, con tan sólo especificar que opción se usa.
ERROR de NO LINEALIDAD
Los instrumentos ideales son lineales. De hecho, la mayoría de los sistemas instrumentales comerciales
tienen respuesta lineal. Puede ocurrir, sin embargo, que la respuesta no sea estrictamente lineal y, por
ende, que ocurra un error por no linealidad de la respuesta del instrumento.
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11. Un caso típico que conviene tener en cuenta es el de los electrodos y medidores de pH. Como es sabido, la
escala de pH resulta lineal pues el potencial de Nernst generado corresponde al logaritmo negativo de la
concentración molar de hidrógeno ionizado (H+). A pesar de la sólida definición que sustenta la linealidad
del medidor y de la electrónica utilizada para la amplificación, los sistemas (electrodo más medidor) de
medición de pH sufren de no linealidades y, en realidad, la relación entre el pH de la solución y el pH
medido es más bien como indican los puntos (circulitos) que como la línea sólida (hipotética respuesta
lineal) de la figura a continuación.
REPETIBILIDAD
Especifica la habilidad del instrumento para entregar la misma lectura en aplicaciones repetidas del mismo
valor de la variable medida. Así, por ejemplo, si a una misma presión de 25 p.s.i.g., un manómetro de
precisión de 1 p.s.i., entrega las lecturas de 25,5; 26; 24,3; y 24 p.s.i.g. su operación es repetible; una
lectura de 27 p.s.i.g. indicaría un problema de repetibilidad del instrumento (a menos que conste que fuese
un problema de histéresis).
REPRODUCIBILIDAD
Se refiere a la capacidad del instrumento de mantener una misma lectura cuando el valor de la especie
sensada está a valor constante. También se utiliza este término para describir la capacidad de entregar el
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12. mismo valor medio y desviación estándar al medir repetidamente un mismo valor.
SENSIBILIDAD
Término utilizado para describir el mínimo cambio en la especie sensada que el instrumento puede
detectar. Su definición es similar a la definición de ganancia pero se refiere, más bien, a la posibilidad de
discriminar dos valores muy cercanos entre si. La sensibilidad se expresa cuantitativamente mediante la
tasa de cambio de la medición respecto del cambio en la especie sensada.
Es común (pero erróneo) asociar la sensibilidad a la escala de lectura; p.e. si una escala de temperatura
tiene divisiones cada un grado centígrado, se podría pensar que la sensibilidad fuese de ½ grado porque no
sería posible "estimar" valores como ¼ de grado. En realidad, es posible que el sistema termómetro en uso
necesite un cambió de un grado antes de modificar su aguja indicadora.
RESOLUCIÖN
Se refiere, precisamente, al contra ejemplo anterior. Expresa la posibilidad de discriminar entre valores,
debido a las graduaciones del instrumento. Se suele hablar de número de dígitos para indicadores
numéricos digitales y de porcentaje de escala para instrumentos de aguja. Es bien sabido, por ejemplo, que
los termómetros de baja calidad sólo tienen indicaciones cada 10 ºC, sin subdivisiones, a fin de enfatizar al
usuario que el instrumento sólo da una noción y no se debe usar como instrumento de alta resolución. La
resolución está en directa relación a la escala del instrumento.
RANGO
Expresa los límites inferior y superior del instrumento. Por ejemplo, los sistemas de medición de pH suelen
ser de rango 0 a 14 (aún cuando la "escala" conceptual de pH puede exceder este rango; pero, en
soluciones que no llamaríamos "acuosas").
RANGO de TRABAJO o de OPERACIÓN
Muchos instrumentos, sobre todo los industriales, permiten definir sub rangos de su rango intrínseco,
Típico de medidores de pH, subrangos de 0 a 1,4; de 1 a 2,4; de 2 a 3,4; etc. El rango de trabajo mejora la
resolución pero no necesariamente la sensibilidad.
BANDA MUERTA
Los instrumentos suelen ser insensibles a muy pequeños cambios, porque su sensibilidad así lo impone.
Este mismo concepto puede ser visto a la inversa, especificando, en cambio, la banda (en el sentido de
espacio) muerta del instrumento, es decir, cuan grande debe ser el cambio de la especie sensada para que
el instrumento reaccione. Este término también se aplica a los rangos de valor de la especie sensada para
los que el instrumento no responde; p.e. temperaturas debajo o sobre el rengo de un termómetro.
CORRIMIENTO DEL CERO
La lectura en cero suele cambiar por razones asociadas al uso de un instrumento o porque las etapas
amplificadoras sufren de deriva en el tiempo (como, por ejemplo, la línea base de un cromatograma). Los
instrumentos deben especificar su tolerancia al corrimiento del cero y, además, los procedimientos y
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13. periodicidad de recalibraciones. Un caso muy típico es el cero de la escala de pH (la concentración molar de
H+ es igual a la de OH- a pH 7,00) que se debe recalibrar frecuentemente.
TIEMPO DE RESPUESTA
La medición de cualquier variable de proceso puede implicar una demora, (ebida a fenómenos de
equilibrio, transporte, etc.) que debe ser definida adecuadamente. Si la medición tiene una cinética más
lenta que la de la propia variable, habrá que disponer de sistemas complejos de predicción del valor en
lugar de descansar sólo sobre la medición instrumental. Los tiempos de respuesta se definen en base al
tiempo necesario para obtener una medida que corresponda al 96% (o cualquier otro porcentaje) del valor
final. Los electrodos de pH comunes, por ejemplo, tienen tiempos de respuesta del orden 5 segundos; pero
existen electrodos de mejores tiempos de respuesta (electrodos de "Ross"), del orden de un segundo.
HISTÉRESIS
Algunos instrumentos presentan un fenómeno de "memoria" que impone un histéresis a su respuesta. En
particular, un sistema de medición de presión podría indicar los cambios de presión según si la presión
anterior era más alta o más baja que la actual, debido a fenómenos de resistencia viscosa al
desplazamiento de partes interiores del sensor. Así, una presión de 3 p.s.i.g., por ejemplo, podría leer 3,1 si
la presión acaba de bajar, pero 2,9 si esta ha subido. El diagrama tradicional de las respuestas con histéresis
consiste de dos curvas, en lugar de la línea recta hipotética.
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14. FUNCION DE TRANSFERENCIA
Un instrumento se puede caracterizar formalmente mediante su función de transferencia, es decir, por su
modelo matemático Entrada/Salida, donde la entrada es el valor real de la propiedad sensada y la salida es
la lectura en el instrumento. Por descontado, toda ganancia deberá ser unitaria; pero tanto la forma
dinámica de la respuesta (si oscila, por ejemplo) entre cambios como el tiempo de respuesta pueden ser
importantes para la aplicación que se esté diseñando. Las funciones de transferencia de instrumentos de
alta calidad suelen estar disponibles desde el fabricante. De no ser tal el caso, esta se deberá construir
mediante el análisis dinámico clásico (según se analiza en el trabajo de laboratorio del curso, puede ser útil,
también, recordar la respuesta dinámica del transductor diferencial de presión ya analizado).
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