Instrum_t1

Instrumentación:
Introducción

1.1 Sistema de medida (1)
• Función: asignación objetiva y empírica de un
número a una propiedad o cualidad de un objeto
o evento
• Aplicaciones:
– Supervisión y diagnóstico de procesos
– Control de procesos
– Ingeniería experimental (diseño de prototipos, ...)

Instrumentación Electrónica: Introducción - 2

1.1 Sistema de medida (2)
• Estructura de un sistema demedida y control:
Sensor

Acondicionador

Transmisión
de datos

Presentación

Alarmas
Sistema, planta
o proceso

Accionamiento

Controlador

Acondicionador

Transmisión
de órdenes

Supervisor

control manual

Instrumentación Electrónica: Introducción - 3

1.1 Transductores, sensores y accionam.
• Transductor: convierte una señal de una forma
física a otra distinta, generalmente eléctrica.
•Sensor: a partir de la energía del medio donde
se mide, genera una señal de salida transducible
que es función de la variable medida =
transductor de entrada
• Accionamiento: transductor de salida

Instrumentación Electrónica: Introducción - 4

1.1 Acondicionamiento de señales
• Acondicionadores de señal, adaptadores o
amplificadores: convierten la señal de salida de
un sensor electrónico en una señalapta para ser
presentada, registrada o procesada (por ej. A/D).
• Funciones:
–
–
–
–

Amplificación
Filtrado
Adaptación de impedancias
Modulación y demodulación

Instrumentación Electrónica: Introducción - 5

1.2 Tipos de sensores (1)
• Clasificación de sensores:
Criterio

Clases

Ejemplos

Aporte de
energía

Moduladores
Generadores

Termistor
Termopar

Señal de salida

Analógicos
DigitalesPotenciómetro
Codificador de posición

Modo de
operación

De deflexión
De comparación

Acelerómetro de deflexión
Servoacelerómetro

Instrumentación Electrónica: Introducción - 6

1.2 Tipos de sensores (2)
• Aporte de energía:
– Moduladores: la energía de la señal de salida
procede, en su mayor parte, de una fuente de
alimentación auxiliar
– Generadores: la energía de la señal de salida essuministrada por la entrada

Instrumentación Electrónica: Introducción - 7

1.2 Tipos de sensores (3)
• Modo de operación:
– De deflexión: la magnitud medida produce un
efecto físico relacionado con alguna variable útil
(ej. muelle para la medida de fuerzas)
– De comparación: se intenta anular la deflexión
mediante la aplicación de un efecto conocido,
opuesto al generado por la magnitud a medir. Esnecesario un detector de desequilibrio y un medio
para restablecerlo (ej. balanza manual) ⇒ más
exacto pero peor respuesta dinámica
Instrumentación Electrónica: Introducción - 8

1.2 Tipos de sensores (4)

Instrumentación Electrónica: Introducción - 9

1.3 Características estáticas (1)
• Exactitud o precisión:
– Capacidad de un instrumento de medida de dar
indicaciones que se aproximen al verdaderovalor de la
magnitud medida
– Se determina mediante calibración estática a partir de un
patrón de referencia al menos 10 veces más exacto que el
sensor que se calibra

Valor medido

Curva de calibración
Curva teórica

Error

Curva real

Valor real
Instrumentación Electrónica: Introducción - 10

1.3 Características estáticas (2)
• Medidas de error:
– Error = Valor medido - Valor real
– Error relativo=

Error
100%
Valor real

Error
100%
– Error ref. al fondo de escala =
Valor de fondo de escala
– Clase de precisión = Error máximo en rango de medida 100%

Valor de fondo de escala

Instrumentación Electrónica: Introducción - 11

1.3 Características estáticas (3)
• Medidas de error (cont.):
– Ejemplo: Sensor de posición de clase 0.2 y alcance 10 mm
⇒ error inferior a 20 μm en el rango demedida
– Las medidas han de expresarse de forma coherente con la
precisión de los aparatos de medida:
• 20ºC ± 1ºC
OK
• 20ºC ± 0.1ºC
?
• 20.5ºC ± 1ºC
?

Instrumentación Electrónica: Introducción - 12

1.3 Características estáticas (4)
• Fidelidad:
– Capacidad de un instrumento de medida de dar el mismo
valor de la magnitud medida al medir varias veces en unas
mismas condiciones determinadas
–...