REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA “ANTONIO JOSÉ DE SUCRE” VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ Departamento de Ingeniería Electrónica GENERALIDADES DEL SISTEMA DE MEDIDA CARACTERISTICAS DE LOS SISTEMAS DE MEDIDA Profesor: Ing. Angel Custodio PHD

El comportamiento del sistema de medida viene condicionado por el sensor empleado. Es importante describir por lo tanto las características de los sensores, en la mayoría de los sistemas de medida, la variable de interés varía tan lentamente que basta con conocer las características estáticas del sensor. Ahora bien, las características estáticas influyen también en el comportamiento dinámico del sensor, es decir, en el comportamiento que presenta cuando la magnitud medida varía a lo largo del tiempo.

El estudiante tendrá conocimientos básicos para poder identificar y clasificar los diferentes tipos de sensores. Debe manejar las especificaciones y limitaciones de los instrumentos de medida que pueden afectar la veracidad de las medidas.

El estudiante comprenderá el comportamiento general de un sistema de medida y control e identificara las etapas fundamentales, interpretara los tipos de sensores y definirá las perturbaciones que pueden incidir en una proceso de medición.

Todo sensor eléctrico, mecánico, químico, cuenta con características intrínsecas propias de los materiales con que fueron construidos. Estas características dependen de la respuesta del sensor a un estimulo externo. Y pueden ser: características estáticas y dinámicas.

Se llaman características estáticas de un sistema de medida o de un instrumento a aquellas propiedades que se derivan del comportamiento del sistema frente a señales o excitaciones externas que son constantes con el tiempo

Veamos este ejemplo: En el reloj de pulsera de la Fig. 1, solo están marcadas las posiciones de las 12, las 3, las 6 y las 9. Como podemos observar, este reloj aunque funcione correctamente y por lo tanto indique en cada momento la hora exacta, no tiene precisión, ya que resulta difícil leer los minutos, e imposible determinar los segundos.

Supongamos ahora que tenemos un reloj digital muy preciso, como el de la Fig. 2, que en un momento dado indica las 12 horas, 15 minutos, 30 segundos, 3 décimas, 4 centésimas. Ahora bien, si en realidad son las doce y media, este reloj no nos sirve de nada, porque aunque es muy preciso no tiene ninguna exactitud.

Definición de dos tipos de medida para diferenciar exactitud y fidelidad

Interesa que la sensibilidad del sensor sea alta y lo más constante posible. Si la respuesta del sensor no es lineal, la sensibilidad variará a lo largo del rango de medida. Esto no es deseable. Curva de calibración de un sensor

La línea de referencia se define según el método de los mínimos cuadrados. Suele ser la mejor forma de representación. La recta se define por el método de los mínimos cuadrados, pero imponiendo que ésta pase por el origen. La recta se define entre los puntos de respuesta teórica del sensor con la mínima y la máxima entrada admisible La recta se define entre los puntos de respuesta real del sensorcon la mínima y la máxima entrada admisible. La recta se define en función de las previsiones teóricas formuladas al diseñar el sensor LINEALIDAD INDEPENDIENTE LINEALIDAD AJUSTADA A CERO LINEALIDAD TERMINAL LINEALIDAD A TRAVES DE LOS EXTREMOS LINEALIDAD TEORICA

Es importante que el sensor tenga la resolución necesaria, ya que en defecto perjudicaría la calidad del sistema de instrumentación, y en exceso supondría un coste innecesario.

CICLO DE HISTÉRESIS FERROMAGNÉTICO QUE MUESTRA LA INFLUENCIA DEL CAMPO ELÉCTRICO EN LA POLARIZACIÓN Y LA ALINEACIÓN DE DIPOLOS

En los sensores y en los sistemas de medida se pueden encontrar elementos almacenadores de energía. Dichos elementos hacen que la respuesta del sensor a señales de entrada variables, sea distinta de la que presenta cuando las señales son constantes (Características Estáticas), por lo que se hace necesario describir las unas propiedades relacionadas con la evolución temporal de las salidas de los sensores, estas son las Características Dinámicas.

La respuesta del resto de los elementos analógicos de un sistema de medida no debe modificar la salida del sensor más que con la contribución de una ganancia y una conformación de la respuesta en frecuencia, por ejemplo para eliminar interferencias. SISTEMAS DE MEDIDA DE ORDEN CERO SISTEMA DE MEDIDA DE PRIMER ORDEN SISTEMA DE MEDIDA DE SEGUNDO ORDEN PARA INFORMACION DETALLADA HAS CLICK EN EL LINK

Las características estáticas y dinámicas definen bastantes propiedades de los sistemas dinámicos, pero no son suficientes. Por ejemplo, se emplea un termómetro de masa apreciable para medir la temperatura de un transistor de pocas micras de tamaño, el hecho de hacer contacto produciría Alteraciones en la medida. Este error se denomina Error de Carga.

X1: Variable esfuerzo (tensión eléctrica). X2: Variable flujo (corriente eléctrica). CLICKEA AQUÍ PARA CULMINAR LA SESION DE CLASES

La relación entrada-salida está caracterizada por una ecuación del tipo Así su comportamiento se caracteriza por su Sensibilidad Estática, que se mantiene constante con independencia de las variaciones de la entrada. El error dinámico y el retardo son nulos. SIGUIENTE

Son ejemplos de los sistemas de medida de orden cero los elementos potenciometricos o resistivos puros y en general aquellos que no almacenen energía. RETORNO MENU

En un sistema de primer orden hay un elemento almacenador de energía y otro que la disipa. La relación entrada salida viene caracterizada por la ecuación La sensibilidad estática K (característica estática) y la Constante de Tiempo del Sistema (características dinámicas) SIGUIENTE

Respuesta de un sistema de 1er orden a una entrada escalón. Repuesta de un sistema de 1er orden a una entrada rampa. RETORNO MENU

En un sistema de segundo orden hay dos elementos almacenadores de energía y, al menos, uno que la disipa. La relación entre la entrada y la salida viene dada por: Se definen los siguientes parámetros SIGUIENTE

Respuesta a una entrada escalón de los sistemas de 2º orden. Respuesta en frecuencia de los sistemas de 2º orden. RETORNO MENU

CLICKEA AQUÍ PARA INICIAR LA SESION DE CLASES