sistemas de medida

1. 07/26/16Instrumentación y sensores ESPEL Ing. José Bucheli A.

2.  Un sistema de medida es la
combinación de dos o mas elementos,
subconjuntos y partes necesarias para
realizar una o varias funciones
 El resultado de la medida debe ser
independiente del observador, basada
en la experimentación, de tal forma que
exista una correspondencia entre las
relaciones numéricas y las relaciones
entre las propiedades descritas
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3. 26/07/16
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Bucheli A.
SISTEMA DE MEDIDAS

4. 07/26/16Instrumentación y sensores ESPEL Ing. José Bucheli A.
COMPONENTES DE UNPROCESO
DE LAZO CERRADO( LAZO DE CONTROL)

5. Sensor:

variable medida.
 Elemento primario sensible a una propiedad física relacionada con la variable que se
quiere medir. Dispositivo que está en contacto con la variable a medir: Ejemplo medir la
cantidad de luz utilizando un fotodiodo, TERMISTOR, RTD, fotoresistencia, etc
Transductor: Modifica la naturaleza de la señal que proporciona el sensor para
hacerla mas fácilmente medible: Por ejemplo, convertir presión a intensidad
eléctrica, temperatura a tensión (puente de Whesthone), etc.
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ELEMENTOS NECESARIOS PARA LA MAGNITUD
MEDIDA

6. Los transmisores captan la variable de proceso a
través del elemento primario y la transmiten a distancia en
forma de:
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Transmisor: Convierte la señal del transductor en una en una
señal estándar ( Acondiciona y normaliza) que se transmite a distancia
al sistema de control
( al ser estándar es compatible con cualquier instrumento de control
con independencia de su marca)

7. 07/26/16

8. TAREA 1
sensores
1) Unidades de medida de variables
2) configuración general entrada salida
07/26/16

9. TERMINOLOGÍA ENTERMINOLOGÍA EN
INSTRUMENTACIONINSTRUMENTACION
 Las definiciones de los términos empleados se relacionan conLas definiciones de los términos empleados se relacionan con
las sugerencias hechas porlas sugerencias hechas por la SAMAla SAMA (Sdentific Apparatus(Sdentific Apparatus
Makers Association) en su normaMakers Association) en su norma PMC 20-2-1970.PMC 20-2-1970.
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10. CARÁCTERÍSTICAS DE LOSCARÁCTERÍSTICAS DE LOS
INSTRUMENTOSINSTRUMENTOS
CARATERÍSTICAS ESTÁTICASCARATERÍSTICAS ESTÁTICAS
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11. Espectro o conjunto de valores de la variable medida
que están comprendidos dentro de los límites superior e
inferior de la capacidad de medida o de transmisión del
instrumento; viene expresado estableciendo los dos
valores extremos.
Por ejemplo: el campo de medida de un
instrumento de temperatura es de 100-300° C.
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Campo de medida (range)
Alcance (span)
 Es la diferencia algebraica entre los valores
superior e inferior del campo de medida del
instrumento.
 En el instrumento de temperatura del ejemplo
anterior su valor es de 200° C.

12. Es la diferencia algebraica entre el valor leído o transmitido por el
instrumento y el valor real de la variable medida.
Error estático Si el proceso está en condiciones de régimen permanente
Error dinámico es la diferencia entre el valor instantáneo de la variable y
el indicado por el instrumento
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Error
 Error absoluto = Indicación del instrumento - verdadero valor
 Error relativo

13. Expresa el grado de concordancia entre el valor indicado por el instrumento
de medida y el valor real de la magnitud
 Se representa por la desviación expresada en porcentaje del alcance
Ejemplo: en el instrumento de temperatura con un rango (100-300° C.)
para una lectura de 150° C y una EXACTITUD de ± 0,5 % el valor real de la
temperatura estará comprendido entre 150 ± 0,5 X 200/100
150 ± 1, es decir, entre 149 y 151° C
La Exactitud varía en cada punto del campo de medida .Por ejemplo: un
manómetro puede tener una exactitud de ± 1 % en toda la escala y de ± 0,5
% en la zona central.
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Exactitud (accuracy)

14. También se puede expresar directamente, en unidades de la variable
medida. Ejemplo: Exactitud de ± 1° C
En cada valor de temperatura leído hay una incertidumbre (error) de ±1°C
Otra forma: tanto por ciento de la lectura efectuada. Ejemplo: Exactitud
de ± 1 % de 150° C, es decir, ± 1,5° C
También como tanto por ciento del valor máximo del campo de medida.
Ejemplo: Exactitud de ± 0,5 % de 300° C = ± 1,5° C
Tanto por ciento de la longitud de la escala. Ejemplo: Si la longitud de
la escala del instrumento es de 150 mm, la Exactitud de ± 0,5 %
representará ± 0,75 mm en la escala.
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Exactitud

15. EjerciciosEjercicios
1.1. Si en un sistema de medición de temperatura, la precisión esSi en un sistema de medición de temperatura, la precisión es
0,05 ºC, cuando su lectura fuese de 37,2ºC ¿ Cuál es la0,05 ºC, cuando su lectura fuese de 37,2ºC ¿ Cuál es la
temperatura del ambiente medido?temperatura del ambiente medido?
2.2. Un termómetro cuyo tope de escala es 100ºC y de precisiónUn termómetro cuyo tope de escala es 100ºC y de precisión
0,5% . Si se mide 37,2ºC, la temperatura estará entre ?0,5% . Si se mide 37,2ºC, la temperatura estará entre ?
R:R: 1. La temperatura del ambiente medido está entre 37,15 y 37,25 ºC.1. La temperatura del ambiente medido está entre 37,15 y 37,25 ºC.
2. La temperatura estará entre 36,7 y 37,7 ºC2. La temperatura estará entre 36,7 y 37,7 ºC
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ESPEL Ing. José Bucheli
A.

16.  Si el medidor está expuesto a la misma entrada en varias ocasiones y
los resultados tienden a permanecer estrechamente juntos, entonces se
dice que el instrumento es de alta precisión.
 Se expresa en tanto por ciento del span; un valor representativo es el de
± 0,1 % Ejemplo ±0.1 %.
0.1 x 200 / 100 = ±0.2°C
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PRECISIÓN (FIDELIDAD)
PRECISO
EXACTO

17.  Zona muertaZona muerta (dead zone o dead band)(dead zone o dead band)
 Es el campo de valores de la variable que no hace variar la indicación o la señalEs el campo de valores de la variable que no hace variar la indicación o la señal
de salida del instrumento, es decir, que no produce su respuesta.de salida del instrumento, es decir, que no produce su respuesta.
 Viene dada en tanto por ciento del alcance de la medida.Viene dada en tanto por ciento del alcance de la medida.
 Por ejemplo: en el instrumento de temperatura anterior es de ± 0,1 %, esPor ejemplo: en el instrumento de temperatura anterior es de ± 0,1 %, es
decir, de 0,1 X 200/100 = ± 0,2° C.decir, de 0,1 X 200/100 = ± 0,2° C.
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Offset
El offset o desviación cero refleja el valor medido cuando el sensor debería
devolver cero. Genera un error, pero es más fácil de corregir.
Deriva (Drift):
Variaciones en la señal de salida, en un período de tiempo determinado, mientras
se mantienen constantes la variable medida y todas las condiciones ambientales.
Causas :por variaciones Fuentes de Alimentación, componentes, etc:
Por ejemplo la deriva térmica de cero de un instrumento en condiciones de
temperatura ambiente durante 1 mes fue de 0.2% del alcance(span).

18.  Término aplicado a la capacidad de un sistema de medida o instrumento
para mostrar la misma lectura para una entrada en distintas ocasiones,
pero bajo las mismas condiciones y a lo largo de un período de tiempo
determinado.
 Por ejemplo un valor representativo sería ±0.2% del alcance a lo largo
de un período de 30 días.
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REPRODUCTIBILIDAD:
Proximidad de la concordancia entre los resultados de las mediciones
de la mismo variable medida, con las mediciones realizadas haciendo
variar las condiciones de medición: el principio , método de medición;
el instrumento de medición; el lugar; el tiempo. las condiciones de
uso
REPRODUCIBILIDAD (de los resultados de
mediciones)
Medida de la probabilidad de que un instrumento continúe comportándose
dentro de límites especificados de error a lo largo de un tiempo determinado y
bajo condiciones especificadas.
FIABILIDAD

19. Es la razón entre el incremento de la lectura y el incremento de la
variable que lo ocasiona, después de haberse alcanzado el estado de
reposo.
Ejemplo: un medidor de nivel que proporciona una variación de 10 mV
por metro de altura, tiene una sensibilidad de 10 mV/m
Un LM 35 tiene una sensibilidad de 10mV/ Cᴼ
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Sensibilidad
RESOLUCIÓN
La resolución o discriminación (grado con que el instrumento
puede discriminar valores equivalentes de una cantidad), es el
incremento mínimo de la entrada para el que se obtiene un cambio en
la salida. Cuando el incremento de la entrada se produce a partir de
cero, se habla de umbral.
Generalmente es expresada como un porcentaje del alcance de
medida

20. HISTÉRESIS:
 Máxima diferencia entre lecturas,
para la misma entrada. Cuando la
variable recorre toda la escala en
los dos sentidos ascendente y
descendente. Se expresa en tanto
por ciento del span de la medida.
 Por ejemplo si un manómetro de 0-
100% la presión real es de 18 psig y
la lectura en el indicador marca 18.2
psig al ir del cero al 100% de la
variable y cuando se encuentra la
variable en 18 al desplazarse del
cien al 0% el valor indicado es 17.7
la histéresis se calcularía así:
(18.2 – 17.7/100 –0) * 100 = +- 0.5%
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21.  Mide en qué grado la
característica
entrada salida del instrumento se
puede aproximar a una línea
recta.
 Se suele expresar como el error
máximo que se cometería al
aproximar la función por una línea
recta.
 La no linealidad es difícil de
corregir y, por tanto, es un
parámetro importante a
considerar.
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Linealidad

22. Estabilidad: Capacidad de un instrumento para mantener
su comportamiento durante su vida útil y de almacenamiento
especificadas.
Sesgo : Error constante que afecta a la medida en todo su
rango de funcionamiento. Se puede corregir por calibación.
Tiempo de medida: Tiempo que tarda el dispositivo en
calcular la medida. Puede introducir retardos
Vida Útil: Duración aproximada del dispositivo de medida
Condiciones de Servicio: Condiciones externas
( temperatura, humedad …) en las que el instrumento de medida
funciona adecuadamente
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23. CAMPO DE MEDIDA CON ELEVACIÓN DE CERO: Es aquel campo de medida en el que el valor
cero de la variable o señal medida, es mayor que el valor inferior del Rango. El cero de instrumento
esta dentro del rango de medición (-25 a 300°C).
ELEVACIÓN DE CERO: Es la cantidad con que el valor cero de la variable supera el valor inferior
del rango de medición. Puede expresarse en unidades de la variable medida o en porcentaje de
span. Ejemplo: 25°C.
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Otros términos Empleados en las especificaciones de los
instrumentos son los siguientes:
CAMPO DE MEDIDA CON SUPRESIÓN DE CERO : Es aquel campo de medida, en el
que el valor cero de la variable o señal de medida, es menor que el valor inferior del
campo. El cero de instrumento esta fuera del rango de medición (100 - 300 ).
SUPRESIÓN DE CERO: Es la cantidad con que el valor inferior del rango de medición
supera el valor cero de la variable. Puede expresarse en unidades de la variable medida o
en porcentaje del span (alcance). Ejemplo: 100°C, 50%.

24. CARACTERÍSTICAS DINÁMICAS
Si la señal de entrada a un elemento se modifica de repente de
un valor a otro, la señal de salida no cambia de forma
instantánea a su nuevo valor. La manera en que un elemento
responde a cambios súbitos de entrada se conoce como
características dinámicas del elemento.
RESPUESTA EN EL TIEMPO (RESPUESTA TRANSITORIA)
 Error Dinámico: Diferencia entre el valor instantáneo indicado y
el real.
 Velocidad de respuesta: Rapidez con la que responde a los
cambios en la variable de entrada.
 Tiempo de subida (Rise Time-tr): Tiempo transcurrido desde
que la salida tiene el 10% de su valor final hasta que esta
alcanza el 90% de dicho valor. En los denominados sistemas
subamortiguados es el tiempo que tarda el sistema en llegar por
primera vez a su valor final.
 Tiempo de establecimiento (setting time-ts): Tiempo que se
requiere para que la salida está acotada dentro del 2 ó 5% del
valor final, según el criterio que se adopte.
 Sobreimpulso (Overshoot-Mp): Valor máximo que sobrepasa la
salida a su valor final.
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25. 07/26/16
Instrumentación y sensores ESPEL
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