sistema de medida
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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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