Introducccion a los sistemas de medida

FUNDAMENTOS Y CLASIFICACIÓN DE
LOS SENSORES
 Introducción a los sistemas de medida
 Sistemas electrónicos de medida
 Clasificación de los sensores.
Sensores industriales
1

Fundamentos y clasificación de los sensores 2
Introuducciónalossistemasdemedida
Capítulo 1
Introducción a los sistemas de medida

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.

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

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

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

Capítulo 2
Sistemas electrónicos de medida

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).

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)

 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)

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

Estructura de un sistema electrónico de medida
•Conversión A/D

Sistemas de medida
SISTEMA DE
MEDIDA
- Temperatura
- Presión
- Velocidad
- Luz
- pH
etc.
- Visualización
- Almacenamiento
- Transmisión
ENTRADAS SALIDAS
•© ITES-Paraninfo•13

Sistemas de medida
Sensor
1
ADC
Proce-
sador
DAC
MULTIPLEXOR
ANALÓGICO
Canal 1
Salida
Acondicinador
1
Sensor
2Canal 1
Acondicinador
2
Sensor
n
Canal n Acondicinador
n

Sistemas de medida
Sensor
1
DAC
PROCESADOR
Canal 1
Salida
Acondicinador
1
Sensor
2Canal 1
Acondicinador
2
Sensor
n
Canal n Acondicinador
n
ADC
1
ADC
2
ADC
n

Ejemplo de sistema de medida
Acondicionador
de señal de
temperatura
Medio de
transmisión
Sensor de
temperatura
Horno
industrial
Aislamiento
Controlador
de
temperatura
Transmisor Receptor
Resistencia
calefactora
220 V

•Topología de estrella
Valores de
consignas
SISTEMA
DE MEDIDA
1
n
3
2
.
.
.
1 m32
.
.
NÚCLEO INTELIGENTE
SISTEMA
DE
CONTROL
1 n32
1
n
3
2
.
.
.
.
.
.
.
P R O C E S O
Valores
reales de
las
variables
SENSOR
1
SENSOR
2
SENSOR
3
SENSOR
n
ACTUADOR
1
ACTUADOR
2
ACTUADOR
3
ACTUADOR
m
Señales de sensores Señales de mando
Valores
medidos

•Topología de Buses
NÚCLEO
INTELIGENTE
M
NÚCLEO
INTELIGENTE
1
NÚCLEO
INTELIGENTE
2
NÚCLEO
INTELIGENTE
3
NÚCLEO
INTELIGENTE
N
BUS DE CAMPO
BUS DE PROCESO
SENSOR SENSOR ACTUADORACTUADOR SENSOR
P R O C E S O

ACONDICIONAMIENTO DE LA SEÑAL

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.

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.

Clasificación de los sensores

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

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

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

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

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

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

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.

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

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

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

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

Sensores Industriales.
Parámetros Característicos

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

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

Características de entrada (II)
 PONER FOTOS SEÑALES ENTRADA

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

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

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

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

Sensores de salida digital

Sensores de salida temporal

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.

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.

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

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

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

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

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

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

•Errores
exactoValormedidoValor 
exactoValor
exactoValormedidoValor 

Operación Resultado Resultado corregido
Suma
Diferencia
Producto*
Cociente*
•Propagación de errores
   bkbaka 21    bkakba 21       2
2
2
1 bkakba 
   bkbaka 21     bkakba 21       2
2
2
1 bkakba 
   bkbaka 21   21 kkabab  2
2
2
1 kkabab 
bkb
aka
2
1


 21 kk
b
a
b
a
 2
2
2
1 kk
b
a
b
a


•CALIBRACIÓN

•Calibración
Salida
Magnitud a
medir
S1Δ
ΔS2
Instrumento 1
Instrumento
ideal
Instrumento 2
iα
2α

•Calibración
Salida
X
Salida
X
Salida
X
Xn
Yn
Respuesta
real
Respuesta
buscada
(a) (b) (c)

•Características dinámicas

y(t)
G(t)
(a)
(b)
x(t)
valor
final
valor
inicial
y(t)
error(t)
t
t
t
x(t)

x(t)
y(t)
(a) (b)
x(t)
y(t)
retraso VALOR
“EXACTO”
VALOR
“EXACTO”
t
t t
t

t
t
t
t
t
t
t
t
t t
f f

log
loglog
log
)G(ω
 )(G 
BANDA
PASANTE
BANDA
PASANTE
0º
0
90º
0º
(a) (b)
 )(G 
CAMBIO DE
FASE
CAMBIO DE
FASE
)(G 
90º

Tπ2
1
T
DESARROLLO EN
SERIE DE FOURIER
t t
f f
100
V
...VVV
THD(%)
f
2
n
2
2
2
1 


loglog
B
0
(a) (b)
3dB
B'
B
3dB
B'
HLH
HB  LHB  -

(a)
x y
x
y
y
(b)
(c)
(d)
t
t
t

•Sistemas de primer orden








 

t
F e1X)t(x
tolerancia
permitida
por la precisión
t
ts
tr
x(t)
xF
0,9xF
0,1xF

•Sistemas de segundo orden
X(t)
t
(a) (c)
t
XF
(b)
t
X(t) X(t)
XF XF
tolerancia
permitida
por la precisión
t
ts
tu
x(t)
xF
xmax

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

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

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

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)

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