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• Jesus Molina

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Ingeniería en Mecatrónica

Características Estáticas y Dinámicas de los Sistemas de Medida

Sensores y Acondicionamiento de Señales-JDD

Ingeniería en Mecatrónica

Características Estáticas Son características que se pueden identificar tras un estado estacionario de las señales de entrada y de salida. 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Exactitud Error Clase de Exactitud Precisión Repetibilidad Reproducibilidad

7. Deriva 8. Sensibilidad 9. Resolución 10. Linealidad 11. Error Sistemático de Medida 12. Error Aleatorio Sensores y Acondicionamiento de Señales-JDD

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1. Exactitud Es la proximidad entre un valor medido y un valor verdadero de una magnitud que se desea medir.

En Inglés: Accuracy. Ejemplo para un termómetro Fluke 50 Serie II:

Temperature accuracy above -100 °C: ±[0.05% + 0.3°C] Sensores y Acondicionamiento de Señales-JDD

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2. Error Es la diferencia entre un valor medido de una magnitud y un valor de referencia.

El error se puede expresar de manera relativa al valor de referencia.

El resultado de la calibración de un sistema de medida o de generación es el error de medición de tal sistema. Sensores y Acondicionamiento de Señales-JDD

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3. Clase de Exactitud Clase de instrumentos o sistemas de medida que satisfacen requisitos metrológicos determinados destinados a mantener los errores de medida o las incertidumbres instrumentales dentro de límites especificados, bajo condiciones de funcionamiento dadas. Este concepto aplica a medidas materializadas.

Ejemplo: Termopares Clase 1 y Clase 2, o Grado 1 y Grado 2.

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4. Precisión Es la proximidad entre las indicaciones o los valores medidos obtenidos en mediciones repetidas de un mismo objeto o de objetos similares, bajo condiciones especificadas. Numéricamente se expresa mediante medidas de dispersión como la Desviación Estándar “s”.

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5. Repetibilidad Precisión dentro de un conjunto de condiciones que incluye el mismo procedimiento de medida, los mismos operadores, el mismo sistema de medida, las mismas condiciones de operación y el mismo lugar, así como mediciones repetidas del mismo objeto o de un objeto similar en un periodo corto de tiempo.

6. Reproducibilidad Precisión dentro de un conjunto de condiciones que incluye diferentes lugares, operadores, sistemas de medida y mediciones repetidas de los mismos objetos u objetos similares. Sensores y Acondicionamiento de Señales-JDD

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7. Deriva Es una variación continua o incremental de una indicación a lo largo del tiempo debida a variaciones de las características metrológicas de un instrumento de medida.

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8. Sensibilidad Es el cociente entre la variación de una indicación de un sistema de medida y la variación correspondiente del valor de la magnitud medida. Es de mucho interés que un sensor tenga una alta sensibilidad y de ser posible constante.

9. Resolución Es la mínima variación de la magnitud medida que da lugar a una variación perceptible de la indicación.

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10. Linealidad Es la expresión del grado de coincidencia entre la curva de calibración y una línea recta determinada. Linealidad Independiente La línea de referencia se define por el método de mínimos cuadrados, donde los máximos errores positivos y negativos tienen igual valor. Es la forma de especificación que brinda mejor calidad.

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Linealidad Ajustada a Cero La línea de referencia se define por el método de mínimos cuadrados, con la restricción de cruzar por cero.

Linealidad Terminal La línea de referencia se define por la salida sin entrada y la salida teórica máxima correspondiente a la mayor entrada admitida.

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Linealidad a Través de los Extremos La línea de referencia se define mediante la salida real cuando la entrada es la menor del alcance especificado, y la salida real cuando la entrada es la máxima del alcance especificado.

Linealidad Teórica La línea de referencia se define por las previsiones teóricas formuladas al diseñar el sensor.

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11. Error Sistemático de Medida Componente del error de medida que en mediciones repetidas permanece constante o varía de manera predecible.

12. Error Aleatorio Componente del error de medida que en mediciones repetidas varía de manera impredecible.

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Características Dinámicas Son características que se pueden identificar de manera temporal desde que la señal de entrada comienza a cambiar hasta que las señales de entrada y de salida alcanzan un estado estacionario.

Estas características son ocasionadas por la presencia de inercia, capacitancia, inductancia y en general cualquier elemento que almacene energía. Para conocer las características dinámicas de un sensor es necesario aplicar una señal de entrada variable, generalmente de tipo impulso, escalón, rampa, senoidal o aleatoria. Se elije dependiendo de la naturaleza de la magnitud de entrada. Sensores y Acondicionamiento de Señales-JDD

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1. Error Dinámico Es la diferencia entre el valor indicado y el valor verdadero de la variable medida, siendo nulo el error estático.

2. Velocidad de Respuesta Es la rapidez con que responde el sistema de medida ante cambios de la variable de entrada.

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Práctica 2.1: • Encontrar las siguientes características estáticas y dinámicas de un transductor resistivo (potenciómetro). a) b) c) d) e) f)

Relación funcional Repetibilidad Resolución Linealidad Exactitud Velocidad de respuesta Sensores y Acondicionamiento de Señales-JDD

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Artefacto a construir:

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