7/23/2019 Sistema de Medida

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SISTEMA DE MEDIDA

Es un conjunto de elementos cuya función es la asignación objetiva y

empírica de un valor a una cualidad o propiedad de un objeto o evento, de

tal forma que la describa.

CARACTERÍSTICAS DE UN SISTEMA DE MEDIDA

Estas se dividen básicamente en dos grupos: estáticas y dinámicas.

1. CARACTERÍSTICAS ESTÁTICASRelación entre la entrada y la salida cuando la entrada es constante o

cuando ha transcurrido un tiempo suciente para que la salida haya

alcan!ado el valor nal.

• Exactitud: Es la capacidad de un instrumento de dar indicaciones

que se apro"ime al verdadero valor de la magnitud medida. El valor

e"acto se obtiene mediante m#todos de medición aprobados por la

comunidad internacional. $a e"actitud de obtiene mediante la

calibración estática que no es mas que medir poco a poco una

variable, y se construye entonces el patrón de referencia.

• Precisión: Es la cualidad que caracteri!a la capacidad de un

instrumento de medida de dar el mismo valor de la magnitud medida,

al medir varias veces en unas mismas condiciones determinadas,

prescindiendo de su concordancia o discrepancia con el valor real de

dicha magnitud.

• Lineaidad: E"presa el grado de coincidencia entre la curva de

calibración y una línea recta determinada. %ay varios tipos de

linealidad:

a. $inealidad independiente: la línea de referencia se obtiene por el m#todo

de los mínimos cuadrados.

b. $inealidad ajustada al cero: mínimos cuadrados pero que pase por cero.

c. $inealidad terminal

d. $inealidad a trav#s de los e"tremos.

e. $inealidad teórica: la recta es la denida por las previsiones teóricas

formuladas al dise&ar el sensor.

En los sistemas de medida es más importante la precisión que la linealidad

ya que la linealidad se puede corregir mediante programación, pero la

precisión depende del m#todo de medida.

• Sensi!iidad: 'ambi#n llamado factor de escala es la pendiente de la

curva de calibración, que puede ser o no constante a lo largo de la

escala de medida. En los sensores se desea una alta sensibilidad y

constante.

• Res"ución: Es el incremento mínimo de la entrada para el que se

obtiene un cambio en la salida.

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• #ist$resis: (e reere a la diferencia en la salida para una misma

entrada, seg)n la dirección en que se alcance.

• %a&a ' Escaa: $a gama de un instrumento se dene como la

diferencia entre la indicación mayor y la menor que puede ofrecer el

instrumento. $a gama puede estar dividida en varias escalas oconstar de una sola.

• Re(eti!iidad: *ndica la pro"imidad entre medidas sucesivas

reali!adas en iguales condiciones.

). CARACTERÍSTICAS DINÁMICAS

$as características dinámicas de un sistema de medida describen

su comportamiento ante una entrada variable.El tipo de entrada puede ser

transitoria +impulso, escalón, rampa, periódica +senoidal o aleatoria

+ruido.

• *unción de trans+erencia:  modelo matemático que a trav#s de un

cociente relaciona la respuesta de un sistema +modelada a

una se&al de entrada o e"citación +tambi#n modelada. -ualquier

sistema físico puede ser representado como un conjunto de entradas

y salidas. nte una e"citación en la entrada e"istirá una reacción de

la salida.

• Caracteri,ación de a +unción de trans+erencia

/ara hallar la función de transferencia de un sistema e"isten variasposibilidades, aunque ninguna de ellas resulte simple en la mayoría

de los casos:

M"de" Teóric": Relacionar teóricamente las variables del sistema,

su lineali!ación entorno a un punto de funcionamiento y la aplicación

de la transformada de fourier o laplace. Este modelo sacrica la

e"actitud del sistema.

• M"de" e&(-ric": -onsiste en someter al sistema a

determinadas e"citaciones en la entrada y observar su salida, quemuestra una buena parte del comportamiento del sistema.

SISTEMAS DE RDEN CER  En un sistema de orden cero se tiene que en la ecuación diferencial no

hay derivadas, su respuesta temporal y frecuencial no e"perimentará

cambios.

SISTEMAS DE PRIMER RDENEl parámetro dinámico que representa un sistema de primer orden es

su constante de tiempo aunque se pueden denir otros parámetro

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que tambi#n pueden caracteri!ar lo rápido que resulta un sistema de

primer orden como son tr y ts.

/Tie&(" de su!ida 0rise ti&e tr2: 0enido como el tiempo que

transcurre entre que el sistema alcan!a el 123 y el 423 del valor nal.

/Tie&(" de esta!eci&ient" 0settin3 ti&e ts2: 'iempo que tarda el

sistema en alcan!ar un parámetro establecido.

SISTEMAS DE SE%UND RDEN

En sistemas de segundo orden la respuesta ante una entrada en escalón no

tiene un aspecto )nico, sino que pueden presentarse tres casos diferentes

seg)n la inercia y la amortiguación que presente el sistema. 'enemos:

/Siste&as S"!rea&"rti3uad"s: (istemas lentos cuya respuesta essimilar a la de un sistema de primer orden.

/Siste&as Su!a&"rti3uad"s: (istemas rápidos que presentan sobrepaso

al valor de estabilidad nal.

/Siste&as Cr-tica&ente A&"rti3uad"s: Están entre los dos

comportamientos anteriores, mas rápidos que los sobreamortiguados pero

con un aspecto de respuesta muy parecido.

lgunos conceptos a tener en cuenta de las características dinámicas son:

• Err"r din4&ic": El error dinámico de un instrumento se dene como

la diferencia entre la cantidad indicada en un instante de tiempo dado

y el verdadero valor del parámetro que se está midiendo.

• Tie&(" de res(uesta: Es el tiempo transcurrido entre la aplicación

de una función escalón y el instante en que el instrumento indica un

cierto porcentaje +423, 453 o 443 del valor nal. /ara instrumentos

con aguja indicadora, el tiempo de respuesta es aqu#l que tarda la

aguja en estabili!arse aparentemente, lo cual ocurre cuando ha

llegado a un porcentaje determinado +por ejemplo 13 de su valor

nal.

• Tie&(" nu": Es el tiempo transcurrido desde que se produce el

cambio brusco a la entrada del instrumento hasta que #l alcan!a el

53 del valor nal.

• S"!reacance: En los instrumentos con aguja indicadora, la

de6e"ión se produce debido a que se aplica una fuer!a a la parte

móvil. 0icha parte móvil tiene una masa, por lo que al aplicar la

fuer!a se origina un momento que puede llevar a la aguja más allá

del valor correspondiente al de equilibrio. $a diferencia entre el valormá"imo y el valor nal se denomina sobrealcance.

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