conceptos de instrumentación

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conceptos de instrumentación

La aplicación es muy actual, debido a la demanda creciente para la medición y control de las variables físicas en una amplia variedad de aplicaciones. Es una disciplina que requiere de gran atención y estudio. Para el diseño de una aplicación se debe especificar las variables físicas que se van a investigar y su función en el trabajo analítico posterior. Entonces a fin de diseñar o procurarse el instrumental idóneo, se debe conocer los principios que gobiernan una amplia gama de instrumentos.

Mediciones Dinámicas

La medición estática de una cantidad física se efectúa cuando la cantidad no cambia con el tiempo. Las características estáticas son los valores obtenidos cuando se presentan condiciones de estado estable. Las características dinámicas se refieren al comportamiento entre el momento en que cambia el valor de entrada y cuando el valor que produce el sistema de medición logra su valor de estado estable. Las características dinámicas se expresan en función de la respuesta del transductor a entradas con determinadas formas.

Frecuencia

Cuando la entrada a un sistema es una función sinusoidal se tiene el comportamiento del sistema en su respuesta en frecuencia. El fenómeno principal que se produce en la respuesta en frecuencia es de Resonancia que es la frecuencia a la cual el sistema es capaz de emitir o recibir energía.En contra posición el fenómeno de resonancia es perjudicial cundo un sistema opera en ó cerca de su propia frecuencia de resonancia, pues como ya se dijo a esta frecuencia es capaz de recibir y almacenar energia que si no la soporta el sistema se rompe o daña.

Tiempo

Muchas mediciones experimentales se realizan en circunstancias tales, que se cuenta con suficiente tiempo para que el sistema de medición alcance el estado estacionario y por lo tanto, no es necesario preocuparse del comportamiento bajo condiciones de estado no estacionario. Sin embargo, en muchas otras situaciones puede ser deseable determinar el comportamiento de una variable física en un periodo de tiempo.

Distorsión

La distorsión es la variación de una señal de entrada respecto a su forma de salida. Según sea el sistema, es que la señal de salida no es proporcional linealmente en todos los rangos de valores, En los dispositivos electrónicos, se emplean diversos circuitos a fin de reducir la distorsión a valores muy pequeños; pero en los sistemas mecánicos, las características de respuesta dinámica no se controlan con tanta facilidad y siguen siendo un tema de desarrollo adicional.

DISTORSION NO LINEAL: La distorsión producida por las características no lineales del sistema.

DISTORSIÓN DE FASE: Se produce por el sistema que introduce desplazamientos de fase que varían con la frecuencia.

DISTORSION DE INTERMODULACION: Dos señales de entrada de frecuencia diferente se mezclan por la no-linealidad en el sistema para dar una suma diferencia de frecuencias nuevas.

Unidad de medición

Medir: Es la comparación de una cantidad con otra de la misma especie a la cual se le da el nombre de unidad o patrón de medida. Medición directa.- Este método se caracteriza por hacer en forma directa la comparación de la cantidad que se quiere medir contra el patrón o unidad de medida Medición indirecta.- Este tipo de medición se obtiene como una derivación de la medida indirecta calculando el valor de la cantidad deseada mediante la aplicación de formulas adecuadas.

sistemainternacional

El sistema internacional MKSA de unidades. El sistema SI está reemplazando a los demás sistemas en los países que usan el sistema métrico y su amplia aceptación relega a los otros sistemas a una eventual obsolescencia. Las unidades derivadas se expresan en términos de estas siete unidades básicas mediante la definición de ecuaciones.

Sisitema ingles

Tiene como unidades básicas de longitud masa y tiempo a el pie, la libra y el segundo respectivamente Aunque las medidas de longitud y peso son un legado de la ocupación Romana de Gran Bretaña y por tanto están definidas rudimentariamente.

Calibración

Error

Error es el grado de desviación de una medida física con respecto al valor aceptado, ninguna medición se puede efectuar carente de error, siempre estarán estos presentes. Los errores pueden provenir de varias fuentes.

Incertidumbre

Es el que se comente cuando se realiza una mala selección de los instrumentos que intervienen en una medición, siempre se deben de considerar las características de exactitud, precisión, resolución y sensibilidad adecuadas para una aplicación en particular.

Fuentes de referencia

En la práctica es común que se emplee como referencia una fuente de entrada conocida, la cual se puede conocer ya sea porque se ha calibrado en un centro de metrología, o más bien, porque se ha medido con un instrumento que consideramos patrón, ya sea porque es nuevo o de poco uso o es confiable por los resultados que ya se han obtenido.

Patrones de trabajo

Los patrones de trabajo son unidades de medida que se han calibrado precisamente en estos centros de calibración, ya sea nacionales o extranjeros.

Patrones secundarios

Los patrones secundarios son aquellos que se obtienen a partir de la comparación directa con los patrones primarios y son los que normalmente tienen los centros nacionales de calibración, estos centros ofrecen los servicios de calibración a los interesados.

Estandares

Una característica deseable para definir una medida patrón o estándar es que esta permanezca intacta e incambiable a lo largo del tiempo. El metro se considera una unidad patrón, pero a sufrido diferentes definiciones,

Terminos

Cifras Significativas

Una indicación de la precisión de un instrumento se obtiene a partir del número de cifras significativas con las cuales se expresa una lectura, las cifras significativas dan información con respecto al grado de precisión de las mediciones de una cantidad. Entre más cifras significativas, mayor es la precisión de un instrumento.

Sensibilidad

La sensibilidad es la relación de la señal de salida o respuesta del instrumento al cambio de la entrada o variable medida En lo general la sensibilidad de un instrumento debe ser siempre mejor que la resolución del mismo.

Resolución

La resolución de un instrumento es el cambio más pequeño en el valor medido para el cual el instrumento responderá o de otra manera: la resolución de un instrumento es la escala en que se resuelve una medición.

Precisión

La precisión de un instrumento es la habilidad para repetir la misma medida respecto a la misma entrada. También es común expresarla estadísticamente como el valor que da tres veces la desviación estándar para una distribución normal sobre un conjunto de medidas respecto a la misma entrada, en este punto cabe aclarar que en el campo de la instrumentación algunos fabricantes.

Exáctitud

La exactitud de un instrumento indica la falta de coincidencia de la lectura (valor medido Vm) respecto a una entrada conocida. (valor patrón Vp).

%Error = ((Vp-Vm)/Vp)*100