instrumentos

Apuntes del curso.

Raúl Leal Ascencio

INSTRUMENTACIÓN PARA EL CONTROL DE PROCESOS
INDUSTRIALES
Sensor: Un sensor es un dispositivo que recibe una señal o estímulo y responde con una señal

eléctrica. Esto es independiente de si el sensor requiere excitación o no para generar la señal
eléctrica. Ejemplos: Sensor piezoeléctrico, termopar, galga extensiométrica.
Transductor: Paquetemanufacturado que produce un voltaje de salida correspondiente a una

variable o estímulo de entrada. Ejemplos: Celdas de carga, acelerómetros, etc.

Figura 1 La transformación de una variable física en eléctrica.

Escala completa de salida: Esto es la diferencia algebraica entre las señales eléctricas de salida

medidas con el máximo estímulo de entrada y el mínimo estímulo de entrada. Estodebe incluir
toda desviación de la función de transferencia lineal. En la figura SFS es la escala completa de
salida.
Exactitud (o inexactitud, ‘accuracy’): En las especificaciones de un sensor, esto realmente
quiere decir falta de exactitud. Está es la razón de la máxima desviación de un valor representado
por el sensor con respecto al valor ideal. Normalmente este valor se da en %.
EJEMPLO:Un sensor de desplazamiento lineal idealmente debería generar 1mV por 1mm de
desplazamiento. Sin embargo, en un experimento, un desplazamiento de 10mm produjo una salida
de 10.5 mV. Considerando sólo este valor de mV se esperaría que el desplazamiento hubiera sido
de 10.5 mm que es 0.5 mm más que la realidad. Esta desviación indica una exactitud (o falte de)
de 5%. A el valor de ladesviación se le llama error.
Precisión: La precisión de un instrumento indica su capacidad para reproducir cierta lectura con

una exactitud dada.
EJEMPLO:

Se está midiendo un voltaje conocido de 100V. Se toman 5 lecturas con cierto voltímetro y
los valores encontrados son 104, 103, 105, 103, 105. Dadas estas lecturas, cuál es la exactitud y
cuál es la precisión del instrumento.
R. Ya que ladesviación máxima del instrumento es 5V de la entrada real de 100V, se tiene una
exactitud de 5%. La precisión del instrumento la da la desviación máxima de la media de las
lecturas, en este caso, ±1%.

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Apuntes del curso.

Raúl Leal Ascencio

En relación a la figura 2.1A [Fraden], explicar la función de transferencia ideal vs función
de transferencia real ¿Por qué son distintas?:
a)Variaciones en los materiales.
b) Imprecisiones humanas en la fabricación.
c) Errores de diseño.
d) Tolerancias en la fabricación.
e) Condiciones ambientales, etc.
Explicar límites de la precisión. ( ± ∆)
Explicar ± δ, donde δ < = ∆.
Considere un estímulo x. Deducir el error - δ en la gráfica.
Los límites de precisión incluyen los efectos de histéresis, banda muerta, calibración yerrores de repetibilidad. Y son distintos para unidad.
Calibración en masa vs. Calibración unidad por unidad. Figura 2.1B[Fraden].
Figura 2.1 [Fraden].

La representación de la inexactitud puede darse de diversas maneras:
1) Directamente en términos de valor medido ∆.
2) En % del input span (full scale).
3) En términos de la señal de salida.
EJERCICIO:

Un sensor de precisión piezoresistivotiene capacidad para una entrada de 100 Kpa a escala
completa y una salida de 10 Ω a escala completa. Su inexactitud se específica como ± 0.5 %.
Ponga este valor en sus otras dos formas
Error de calibración: Está es una inexactitud permitida por el fabricante que debe darse como

especificación del dispositivo. Existen tres posibles procedimientos de calibración:

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Apuntes del curso.Raúl Leal Ascencio

1) Un patrón primario.
2) Comparándolo con otro medidor de exactitud conocida (mejor).
3) con una fuente de entrada conocida.
Para verificar la exactitud y precisión de un instrumento se usa una escalera de
rastreabilidad. Esta es una serie de pasos mediante las cuales se calibra un instrumento con los
estándares primarios. Ver figura 2.15 [Bentley].
EJEMPLO:...