10 Sensores

Sensores

Errores de medida
• Errores de medida o sistemáticos
–
–
–
–
–
–

Error sobre una señal de referencia.
Errores ligados a la calibración.
Errores debidos a las magnitudes de influencia.
Errores debidos a las condiciones de alimentación.
Errores debidos a las condiciones de uso.
Errores en el tratamiento de la señal de salida.

El desvío no puede ser calculado pero puede ser corregido ocompensado

Sensores

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Errores de medida
• Errores accidentales e incertidumbre en la medida.
– Errores ligados a las indeterminaciones intrínsecas de las
características del sensor.
– Errores debidos a señales parásitas de carácter aleatorio.
– Errores debidos a magnitudes de influencia no controladas.

El desvío proviene de la variación de un parámetro no controlado, y sólo
puede serestimado.

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Errores de medida
• Los errores accidentales conllevan una dispersión de los
resultados cuando las medidas se realizan en diferentes
momentos.
• Con un tratamiento estadístico se puede conocer el
valor más probable y los límites de la incertidumbre.

Valor medio

Dispersión

n

m=

∑ mi
i =1

n

Probabilidad de cada
resultado (ley normal)

n

σ =
2

2
∑ (mi − m )
i =1

n

P(m ) =1
e
σ 2π

⎡ (m − m )2 ⎤
⎢−
⎥
2σ 2 ⎦⎥
⎣⎢

Probabilidad de resultados
entre m1 y m2
P (m1m2 ) = ∫

m2

m1

p (m) dm

P (m ± σ ) = 68.27%
P (m ± 2σ ) = 95.45%
P (m ± 3σ ) = 99.73%

Sensores

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Errores de medida
• Las cualidades esenciales de un sensor se expresan por
su fidelidad y exactitud, es decir su precisión.
– Fidelidad: incertidumbres de medida pequeñas.
– Exactitud: errores sistemáticosreducidos. Valor de la media muy
próximo al verdadero.
– Precisión: indica la aptitud de un sensor a proporcionar un valor
de medida próximo al real. Un sensor preciso es fiel y exacto.

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Errores de medida

a) Sensor ni fiel ni exacto
b) Sensor fiel pero no exacto
c) Sensor exacto pero no fiel
d) Sensor fiel y exacto

Sensores

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Errores de medida
•

La imprecisión de un sensor
esdebida a la suma de varios
errores elementales:
–
–
–
–
–
–
–
–

Error de cero.
Error sobre sensibilidad.
Error de resolución.
Error de reversibilidad.
Histéresis.
Error de calibración.
Error de repetibilidad.
Intercambiabilidad.

•

La utilización continuada del
sensor puede deteriorar o
modificar las características:
– Resistencia a la fatiga.
– Duración de vida.

Sensores

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Errores de medidaSensores

8

Errores de medida

Sensores

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Clasificación de sensores
• Según la naturaleza
de la señal eléctrica
de salida:
– Sensores analógicos.
– Sensores numéricos o
digitales.
– Sensores lógicos.

• Según el origen de la
señal de salida:
– Activos.
– Pasivos.

Sensores

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Sensores activos
• Funcionan como generador.
• Principios básicos en los que se basan:
–
–
–
–
–
–
–
–
–

Efectotermoeléctrico.
Efecto piroeléctrico.
Efecto piezoeléctrico.
Efecto de inducción electromagnética.
Efecto fotoeléctrico.
Efecto fotoemisivo.
Efecto fotovoltaico.
Efecto Hall.
Efecto Peltier.
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Sensores pasivos
• Funcionan como modulador, la impedancia del sensor
es sensible a variaciones de la magnitud de medida.
• La característica eléctrica sensible puede ser:
– Resistividad.
–Constante dieléctrica.
– Permeabilidad magnética.

• Necesitan acondicionamiento de señal.
– Montaje potenciométrico o en puente.
– Osciladores.

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Sensores pasivos
• Montaje potenciométrico.
– Es el más simple.
– Sensible a variaciones de alimentación y
perturbaciones.

Sensores

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Sensores pasivos
• Montaje en puente.
– Doble potenciómetro con medida de tensión diferencial.
– Se reducela sensibilidad a derivas de tensión y ruidos.
– Para sensores resistivos se utiliza el puente de Wheastone.

Equilibrio:

Vm =

Sensores

Vm = 0 si Z1 ⋅ Z 4 = Z 3 ⋅ Z 2

Z1 ⋅ Z 4 − Z 3 ⋅ Z 2
(Z 1 + Z 3 ) ⋅ ( Z 2 + Z 4 )

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Sensores pasivos
• Si el sensor está alejado de las otras resistencias hay
que tener en cuenta la resistencia de los cables de
conexión, pudiendo desequilibrar el...