Tecnologo

FUNDAMENTOS DE INSTRUMENTACIÓN
Luis Enrique Avendaño M. Sc.

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA

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Contenido
I Sensórica
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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 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 Características estáticas de un sistema de medida 2.1 Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 ideales2.6.2 Técnicas de reducción de error . . . . . . . . . . . . . .

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

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CONTENIDO 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 unescalón de los elementos de primero 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 Carga eléctrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 dela carga bajo condiciones dinámicas . . . . . . . . . . Señales y ruido en los sistemas de medida . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.8.1 Efectos del ruido y la interferencia en los circuitos de medida . . 3.8.2 Fuentes de ruido y mecanismos de acople . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . orden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ....