miércoles, 25 de abril de 2007

Especificaciones generales de los Instrumentos de Mediciones

Todos los instrumentos deben ser especificados a un punto tal que aseguren la operación del proceso y que permita la estimación de sus costos. Estas especificaciones se pueden sistematizar, aplicándolas tanto a sistemas sensores como a sistemas actuadores, sin que todas y cada una de las definiciones que siguen a continuación sean aplicables a todo sensor o actuador. Sin embargo, las definiciones conforman parte del léxico básico del proyecto de instrumentación.

Campo de medida (rango): Conjunto de valores de la variable medida comprendido dentro de los límites superior e inferior de la capacidad de medida o de transmisión del instrumento.

Campo de medida con elevación de cero. Es aquel campo de medida en el que el valor cero de la variable o señal medida es mayor que el valor inferior del campo. Por ejemplo, -10º a 30º C

Campo de medida con supresión de cero. Es aquel campo de medida en el que el valor cero de la variable es menor que el valor inferior del campo. Por ejemplo 10º - 30º C

Alcance (span): Es la diferencia algebraica entre los valores superior e inferior del campo de medida del instrumento.

Error: Es la diferencia algebraica entre el valor leído o transmitido por el instrumento y el valor de la variable medida. Cuando una medición se realiza con la participación de varios instrumentos, colocados uno a continuación del otros, el valor final de la medición estará constituído por los errores inherentes a cada uno de los instrumentos.

Precisión: Todo sistema sensor responde a un principio físico, químico o biológico que permite su funcionamiento. Por ende, todo sistema sensor tendrá limitaciones que serán inherentes a sus principios. Una de tales limitaciones es la precisión, que regula el margen de imprecisión instrumental.

Habitualmente, la precisión se expresa como porcentaje de la escala completa. Por ejemplo, un termómetro cuyo tope de escala fuese 100ºC y de precisión 0,5% significa que toda lectura de T ºC estará sujeta a una imprecisión de 0,5ºC (si se mide 37,2ºC, la temperatura estará entre 36,7 y 37,7 ºC). Sin embargo, has varias formas de expresar la precisión.

a) Tanto por ciento del alcance. Ejemplo: se tiene un instrumento para medir temperatura en el rango de 100 a 300ºC, (alcance 200ºC) y una precisión de +/- 0.5%, Si se realiza una medición cuya lectura es 150ºC, entonces el valor real de la lectura estará comprendido entre 150 +/- (0.5*200/100) = 150 +/- 1, es decir, entre 149 y 151º C.
b) Directamente, en unidades de la variable medida. Ejemplo: precisión de +/- 1ºC.
c) Tanto por ciento de la lectura efectuada. Ejemplo, precisión de +/- % de 150ºC, es decir, +/-1.5º C

Repetibilidad (repeatibility). Es la capacidad de reproducción de la señal de medida del instrumento al medir repetidamente valores idénticos de la variable en las mismas condiciones de servicio y en el mismo sentido de variación, recorriendo todo el campo.
Así, por ejemplo, si a una misma presión de 25 psig., un manómetro de precisión de 1 psi., entrega las lecturas de 25,5; 26; 24,3; y 24 psig. su operación es repetible; una lectura de 27 psig. indicaría un problema de repetibilidad del instrumento (a menos que conste que fuese un problema de histéresis).


Histéresis (hysteresis): Es la diferencia máxima que se observa en los valores indicados por el instrumento para el mismo valor, cuando la variable recorre toda la escala en los dos sentidos, ascendente y descendente. Se expresa en tanto por ciento del alcance de la medida, por ejemplo si un manómetro de 0-100% la presión real es de 18 psig y la lectura en el indicador marca 18.2 psig al ir del cero al 100% de la variable y cuando se encuentra la variable en 18 al desplazarse del cien al 0% el valor indicado es 17.7 la histéresis se calcularía así:
(18.2 - 17.7/100 -0) * 100 =+- 0.5 %

Zona muerta (dead zone). Es el campo de valores de la variable que no hace variar la indicación o la señal de salida del instrumento, es decir, que no produce respuesta. Viene dada en tanto por ciento del alcance de la medida. Por ejemplo: si la zona muerta especificada es de +/- 0.1%, si el alcance es de 200 entonces tendrá un valor de 0.1 * 200/100 = +/- 0.2

Sensibilidad: es la razón entre el incremento de la lectura y el incremento de la variable que lo ocasiona. Viene dada en tanto por ciento del alcance de medida.

Otros Términos:

RUIDO: señales impuras que afectan a las diferentes señales del sistema de medición.
LINEABILIDAD: Es la proporcionalidad directa y libre de errores con equivalencias de alta calibración.
ESTABILIDAD: son los instrumentos de altas calidad, que tienen una probabilidad de tener una larga vida útil.
TEMPERATURA DE SERVICIO: Son las temperaturas de trabajo del instrumento.

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