Instrumentación de procesos industriales

Todos los instrumentos deben ser especificados a un punto tal que aseguren la operación del proceso y que permita la estimación de sus costos. Estas especificaciones se pueden sistematizar, aplicándolas tanto a sistemas sensores como a sistemas actuadores, sin que todas y cada una de las definiciones que siguen a continuación sean aplicables a todo sensor o actuador. Sin embargo, las definicionesconforman parte del léxico básico del proyecto de instrumentación.

PRECISION (o EXACTITUD)

Todo sistema sensor responde a un principio físico, químico o biológico que permite su funcionamiento. Por ende, todo sistema sensor tendrá limitaciones que serán inherentes a sus principios. Una de tales limitaciones es la precisión, que regula el margen de imprecisión instrumental. Porejemplo, dado un sistema de medición de temperatura, de precisión 0,05 ºC, cuando su lectura fuese de 37,2ºC significa que la temperatura del ambiente medido está entre 37,15 y 37,25 ºC.
Habitualmente, la precisión se expresa como porcentaje de la escala completa. Por ejemplo, un termómetro cuyo tope de escala fuese 100ºC y de precisión 0,5% significa que toda lectura de T ºC estará sujeta a unaimprecisión de 0,5ºC (si se mide 37,2ºC, la temperatura estará entre 36,7 y 37,7 ºC).
La precisión está asociada al cálculo de la desviación estándar del instrumento o de un procedimiento analítico.

ERROR

Expresa la diferencia entre la magnitud medida y la lectura instrumental. En toda aplicación se desearía que el error fuese 0; sin embargo, todo los instrumentos modifican sucomportamiento a lo largo de su vida y es común calibrarlos de cuando en cuando. Un instrumento tan sencillo como un termómetro de mercurio se debe calibrar para corregir el error. Por ejemplo, si un reactor está a 70ºC y el instrumento lee 69ºC, el error será de –1ºC.
El error se define, habitualmente, como Lectura-Valor real; si bien podría usarse a la inversa sin mayores confusiones, con tan sóloespecificar que opción se usa.

ERROR de NO LINEALIDAD

Los instrumentos ideales son lineales. De hecho, la mayoría de los sistemas instrumentales comerciales tienen respuesta lineal. Puede ocurrir, sin embargo, que la respuesta no sea estrictamente lineal y, por ende, que ocurra un error por no linealidad de la respuesta del instrumento.

Un caso típico que conviene tener en cuenta es elde los electrodos y medidores de pH. Como es sabido, la escala de pH resulta lineal pues el potencial de Nernst generado corresponde al logaritmo negativo de la concentración molar de hidrógeno ionizado (H+). A pesar de la sólida definición que sustenta la linealidad del medidor y de la electrónica utilizada para la amplificación, los sistemas (electrodo más medidor) de medición de pH sufren de nolinealidades y, en realidad, la relación entre el pH de la solución y el pH medido es más bien como indican los puntos (circulitos) que como la línea sólida (hipotética respuesta lineal) de la figura a continuación.

REPETIBILIDAD
Especifica la habilidad del instrumento para entregar la misma lectura en aplicaciones repetidas del mismo valor de la variable medida. Así, por ejemplo, si a unamisma presión de 25 p.s.i.g., un manómetro de precisión de 1 p.s.i., entrega las lecturas de 25,5; 26; 24,3; y 24 p.s.i.g. su operación es repetible; una lectura de 27 p.s.i.g. indicaría un problema de repetibilidad del instrumento (a menos que conste que fuese un problema de histéresis).

REPRODUCIBILIDAD
Se refiere a la capacidad del instrumento de mantener una misma lectura cuando elvalor de la especie sensada está a valor constante. También se utiliza este término para describir la capacidad de entregar el mismo valor medio y desviación estándar al medir repetidamente un mismo valor.

SENSIBILIDAD
Término utilizado para describir el mínimo cambio en la especie sensada que el instrumento puede detectar. Su definición es similar a la definición de ganancia pero se...