libro

FUNDAMENTOS DE INSTRUMENTACIÓN
Luis Enrique Avendaño M. Sc.

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA

ii

Contenido
I

Sensórica

1

1 Medidas en sistemas físicos
1.1 Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2 Naturaleza de los Datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.1 Datos Estáticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.2 Datos transitorios. . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.3 Datos dinámicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.4 Datos aleatorios . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.3 Información analógica e información digital . . . . . . . .
1.4 Sensores primarios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.4.1 Aspectos Generales de los Sensores . . . . . . . . .
1.5 Estructura de un transductor . . . . . . .. . . . . . . . .
1.5.1 Transductores en lazo abierto . . . . . . . . . . . .
1.5.2 Transductores de lazo cerrado o servotransductores
1.6 Clasificación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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2 Características estáticas de un sistema de medida
2.1Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2 Características Sistemáticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3 Modelo generalizado de un elemento . . . . . . . . . . . . . . .
2.4 Identificación de características estáticas. Calibración . . . . .
2.4.1 Patrones de medida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.5 Medidas experimentales y evaluación de resultados .. . . . . .
2.6 Precisión de los sistemas de medida en estado estacionario . . .
2.6.1 Error en la medida de un sistema con elementos ideales
2.6.2 Técnicas de reducción de error . . . . . . . . . . . . . .

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3 Características dinámicas de los sistemas de medida
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3.1 Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.2 Función de transferencia paraelementos típicos del sistema . . . . . . . . . . . . 47
iii

iv

CONTENIDO

3.3

3.4
3.5
3.6
3.7

3.8

3.2.1 Elementos de primer orden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.2 Elementos de segundo orden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Identificación de la dinámica de un elemento . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.1 Respuesta a un escalón de los elementos deprimero y de segundo
3.3.2 Respuesta sinusoidal de elementos de primero y segundo orden .
Errores dinámicos en sistemas de medida . . . . . . . . . . . . . . . . .
Técnicas de compensación dinámica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Determinación experimental de los parámetros de un sistema de medida
Efectos de la carga en sistemas de medida . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.7.1 Cargaeléctrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.7.2 Circuito equivalente Thévenin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.7.3 Ejemplo del cálculo de un circuito equivalente Thévenin . . . . .
3.7.4 Circuito equivalente Norton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.7.5 Carga Generalizada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.7.6 Efectos de la carga bajo...