Sistemas de medida

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Introducción a los sistemas
de medida
1.1 CONCEPTOS GENERALES Y TERMINOLOGÍA
1.1.1 Sistemas de medidas
Se denomina sistema a la combinación de dos o más elementos, subconjuntos y partes necesarias para realizar
una o varias funciones. En los sistemas de medida, esta función es la asignación objetiva y empírica de un
número de propiedades o cualidad de un objeto o evento, de tal formaque la describa. Es decir, el resultado
de la medida debe ser: independiente del observador (objetiva), basada en la experimentación (empírica), y de
tal forma que exista una correspondencia entre las relaciones numéricas y las relaciones entre las propiedades
descriptas.
Los objetivos de la medida pueden ser: la vigilancia o seguimiento de procesos, como es el caso de la medida
de latemperatura ambiente, de los contadores de gas y de agua, de la monitorización clínica, etc.; el control de
un proceso, como en el caso de un termostato o el control de nivel de un depósito; y también puede ser una
necesidad de la ingeniería experimental, como puede ser el estudio de la distribución de temperatura en el
interior de una pieza irregular, o las fuerzas sobre un conductor simulado de unvehículo cuando este choca
contra un objeto. Por el volumen o la naturaleza de la información deseada, los sistemas CAD no permiten por
el momento prescindir de este tipo de estudio. Las medidas en prototipos son además necesarias para verificar
los resultados de los modelos desarrollados en un ordenador.
En la figura 1.1 se describe la estructura general de un sistema de medida y control. En unsentido amplio, la
realización de una medida implica, pues, además de la adquisición de la información, realizada por un
elemento sensor o transductor, también el procesamiento de dicha información y la presentación de resultados,
de forma que puedan ser percibidos por nuestros sentidos. Cualquiera de estas funciones puede ser local o
remota, implicando ello, en este segundo caso, lanecesidad de transmitir la información.

Figura 1.1 Estructura general de un sistema de medida

1.1.2 Transductores, sensores y accionamientos
Se denomina transductor, en general, a todo dispositivo que convierte una señal de una forma física en una
señal correspondiente pero de otra forma física distinta. Es, por tanto, un dispositivo que convierte un tipo de
energía en otro. Esto significa que laseñal de entrada es siempre una energía o potencia, pero al medir, una
de las componentes de la señal suele ser tan pequeña que puede despreciarse, y se interpreta que se mide solo
la otra componente.

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Al medir una fuerza, por ejemplo, se supone que el desplazamiento del transductor es despreciable, es decir,
que no se “carga” al sistema, ya que de lo contrario podría suceder que estefuera incapaz de aportar la energía
necesaria para el desplazamiento. Pero en la transducción siempre se extrae una cierta energía del sistema
donde se mide, por lo que es importante garantizar que esto no lo perturba.
Dado que hay seis tipos de señales: mecánicas, térmicas, magnéticas, eléctricas, ópticas y moleculares o
químicas, cualquier dispositivo que convierte una señal de un tipo enuna señal de otro tipo debería
considerarse un Transductor, y la señal de salida podría ser de cualquier forma física “útil”. En la práctica, no
obstante, se consideran transductores por antonomasia aquellos que ofrecen una señal de salida eléctrica. Ello
se debe al interés de este tipo de señales en la mayoría de los procesos de medida. los sistemas de medida
electrónicos ofrecen, entre otras,las siguientes ventajas:
1. Debido a la estructura electrónica de la materia, cualquier variación de un parámetro no eléctrico de un
material viene acompañada por una variación de un parámetro eléctrico. Eligiendo el material adecuado,
esto permite realizar transductores con salida eléctrica para cualquier magnitud física no eléctrica.
2. Dado que un proceso de medida no conviene extraer...