Características de los sistemas de medida

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LECCION 4: CARACTERÍSTICAS DE LOS SISTEMAS DE MEDIDA



Todo sensor eléctrico, mecánico, químico, cuenta con características intrínsecas propias de los materiales con que fueron construidos. Estas características dependen de la respuesta del sensor a un estimulo externo. Y pueden ser: características estáticas y dinámicas.

Figura 1.24 Respuesta de un sensor almacenador de energía a unafunción escalón

Las características estáticas de los instrumentos, sensores o sistemas de medida son las que aparecen en estos después de que ha pasado mucho tiempo, régimen permanente. Se cuantifica en términos de error. (Haga clic sobre cada una de las características en el cuadro sinóptico para ver la descripción)


Características dinámicas

Son la respuesta de los sensores a un cambiobrusco en su entrada, régimen transitorio, en general se presentan en los sensores que cuentan con elementos que almacenan energía. (condensadores, inductancias, masas, resortes, amortiguadores, etc).(Haga clic sobre cada una de las características en el cuadro sinóptico para ver la descripción)


Estas características están representadas por el error dinámico y por la velocidad de respuesta.La velocidad de respuesta indica la rapidez con la que el sistema de medida responde a cambios en la variable de entrada, esta es proporcional a la constante de tiempo del sistema (sensor), para algunos sistemas de instrumentación no importa mucho que exista un retardo entre la magnitud de entrada y la de salida, pero si el sistema del cual hace parte es de control, su retraso puede traerserios problemas.

Se describe la energía disipada por un elemento inductivo y uno capacitivo.

Elemento capacitivo Elemento inductivo


Tiempo de retardo - td

Tiempo transcurrido entre la aplicación de la función escalón y el instante en que la magnitud de salida alcanza el 10% de su valor final.

Tiempo de subida - tr

Es el intervalo de tiempo comprendido entre los instantes en quela magnitud de salida alcanza los niveles correspondientes al 10% y el 90% de su valor final.

Sobreoscilación - Dv

Es la diferencia entre el valor máximo de la magnitud de salida y su valor final, expresándose en % de dicho valor final.

Figura 1.34 Respuesta de un sensor de segundo orden

Aparte de las características dinámicas y estáticas de los sensores, es necesario tambiénconsiderar la extracción de energía que en algunas oportunidades el sensor causa al sistema donde se tomara la medida.

En el caso de la caída de tensión que sufre un circuito al tratar de medir la corriente que circula a través de el. La perdida de presión que es necesario suponer para la medición del caudal, el flujo de calor que fluye a través del sensor al tratarse de medir una temperatura.

Enconclusión, dependiendo del tipo de dispositivo a medir existirá una perdida de potencia en el sistema donde se mide.

Lo fundamental dentro de este concepto es no alterar el sistema donde se toma la medida.

Hoy día los centros de investigación tratan de desarrollar sistemas de medida que no alteren el medio, es así como podemos ya obtener mediciones de temperatura a través de infrarrojos,mediciones de caudal a través de ultrasonido , utilizando rayos gamma para la detección de niveles y caudales, etc.

Cuando debido a este tipo de circunstancias se altera la variable medida, se dice que hay un error por carga, que se refleja en su impedancia de entrada.

Para obtener un error por carga mínimo es necesario que la impedancia de entrada del sensor sea alta.

La tabla 1.5enseña los factores a considerar en la elección de un sensor.

Impedancia de salida del sensor-impedancia y magnitud de la etapa preamplificadora

Para analizar los factores anteriores es necesario describir la configuración general de un sensor, el cual cuenta con cuatro elementos básicos que son comunes a la gran mayoría de sensores.

Figura 1.35 Esquema general de un sensor

Me: Magnitud...
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