measurements and processing…task3_1 tarea 3.1 – conceptos básicos de técnicas de medida y...

Measurements and processing…task3_1

Tarea 3.1 – Conceptos básicos de técnicas de medida y errores en medición.Procesado de señales y datos en SA

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Sistemas Automatizados

Módulo 3 – Medidas y procesado de resultados

By Anton Petrov, Plovdiv University, ECIT DepartrmentBy Anton Petrov, Plovdiv University, ECIT Departrment


Temas principalesTemas principales1. Conceptos básicos en técnicas de medición1. Conceptos básicos en técnicas de medición

2. Señales – clasificación, parámetros, modelos2. Señales – clasificación, parámetros, modelos

3. Conceptos básicos en metrología3. Conceptos básicos en metrología

4. Etapas principales en medición y tipos de mediciones4. Etapas principales en medición y tipos de mediciones

5. Significado de medida – tipos y características5. Significado de medida – tipos y características

6. Métodos de medida – tipos y diagramas estructurales6. Métodos de medida – tipos y diagramas estructurales

7. Errores en mediciones7. Errores en mediciones

8. Procesado de señales y datos8. Procesado de señales y datos


Conceptos básicos y términos en técnicas de medición – 1Conceptos básicos y términos en técnicas de medición – 1

MediciónMedición –– comparación o determinación cuantitativa de variables (cantidades), durante el cual, por comparación o determinación cuantitativa de variables (cantidades), durante el cual, por medio de la comparación, se define como el numero de veces por unidad de medida que está contenida medio de la comparación, se define como el numero de veces por unidad de medida que está contenida en la medida variable (cantidad)en la medida variable (cantidad)

Comparación o determinación cuantitativa de variables ( cantidades), durante la cual por medios de Comparación o determinación cuantitativa de variables ( cantidades), durante la cual por medios de comparación es definida muchas veces como una unidad de medida que esta contenida en la variable. comparación es definida muchas veces como una unidad de medida que esta contenida en la variable.

ControlControl - comprobar si una cantidad dada está dentro de unos limites definidos sin una medición - comprobar si una cantidad dada está dentro de unos limites definidos sin una medición cuantitativa exacta. Hay tres tipos de control [H. Hart]:cuantitativa exacta. Hay tres tipos de control [H. Hart]:

- Control de los medios de medidaControl de los medios de medida;;

- Control de un articulo dadoControl de un articulo dado (tipo de control) con el fin de definir un nivel de calidad y la emisión de un certificado de (tipo de control) con el fin de definir un nivel de calidad y la emisión de un certificado de calidad;calidad;

- Control de producción Control de producción (en la producción de transporte) – para definir la calidad de producción ( con tecnologías (en la producción de transporte) – para definir la calidad de producción ( con tecnologías discretas). El rechazo y la clasificación por calidad se lleva a cabo aquí.discretas). El rechazo y la clasificación por calidad se lleva a cabo aquí.

Objetos de medida Objetos de medida –valores de las cantidades o parámetros físicos o mecánicos y las características de –valores de las cantidades o parámetros físicos o mecánicos y las características de señales eléctricas, por medio de las cuales se definen algunas cantidades físicas. señales eléctricas, por medio de las cuales se definen algunas cantidades físicas.

Resultados de la medición Resultados de la medición – – valores obtenidos de una cantidad dadavalores obtenidos de una cantidad dada

ObservaciónObservación – – operación experimental para la obtención de un valor de un conjunto de valores de una operación experimental para la obtención de un valor de un conjunto de valores de una magnitud física determinada. La observación puede ser magnitud física determinada. La observación puede ser simplesimple y y múltiplemúltiple..


Conceptos básicos... – 2Conceptos básicos... – 2

Señal Señal – apariencia exterior de un conjunto de datos, sujeto a medida.– apariencia exterior de un conjunto de datos, sujeto a medida.

- Una cantidad física variable– Una cantidad física variable– portadora de la señalportadora de la señal- definida en función del tiempo. - definida en función del tiempo.

- Pueden ser obtenidos datos sobre otras cantidades por medio de algún Pueden ser obtenidos datos sobre otras cantidades por medio de algún parámetro de la parámetro de la señal señal (magnitud, duración, forma, etc.). (magnitud, duración, forma, etc.).

- La portadora de la señal La portadora de la señal puede ser una cantidad, puede ser una cantidad, energía energía (tipo de radiación eléctrica, (tipo de radiación eléctrica, magnética), magnética), caracterización de los estados de la materiacaracterización de los estados de la materia (estado físico, densidad, (estado físico, densidad, concentración, viscosidad, etc.). concentración, viscosidad, etc.).

- Las señales pueden ser Las señales pueden ser continuas en el tiempo y discretas. continuas en el tiempo y discretas. Las señales continuas Las señales continuas pueden ser discretizadas por la recolección periódica de extractos de los mismos( ver el pueden ser discretizadas por la recolección periódica de extractos de los mismos( ver el material de la tarea 2_1).material de la tarea 2_1).


EjemplosEjemplos::

- Señales Señales EléctricasEléctricas

- Voltajes y corrientes en el circuito eléctricoVoltajes y corrientes en el circuito eléctrico

- Señales Señales AcústicasAcústicas

- Presión acústica (sonido) como una función del tiempoPresión acústica (sonido) como una función del tiempo

- Señales Señales MecánicasMecánicas

- Velocidad de un coche como función del tiempoVelocidad de un coche como función del tiempo

- Señales Señales VideoVideo

- Nivel de intensidad o un pixel dado ( foto y cámaras de video) como una función del Nivel de intensidad o un pixel dado ( foto y cámaras de video) como una función del tiempotiempo

Principalmente se utilizan en SA Principalmente se utilizan en SA señales eléctricas, señales eléctricas, cuya portadora es una cuya portadora es una cantidad eléctrica (voltaje o corriente),cantidad eléctrica (voltaje o corriente),. .

Ejemplos de señalesEjemplos de señales


Clasificación de las señales – 1Clasificación de las señales – 1

1) 1) Por el carácter de su cambioPor el carácter de su cambio::

- determinadodeterminado (definido) (definido) – señales, las cuales pueden ser definidas en un instante – señales, las cuales pueden ser definidas en un instante determinado de tiempo;determinado de tiempo;

- aleatorioaleatorio (estocástico)(estocástico), , el cual no puede ser definida con precisión en el tiempoel cual no puede ser definida con precisión en el tiempo

2) 2) De acuerdo con los valores que puede tomarDe acuerdo con los valores que puede tomar, que parámetros puede tomar (ej. , que parámetros puede tomar (ej. amplitudamplitud))::

- Analógica o continuaAnalógica o continua – los datos de los parámetros pueden tomar arbitrariamente valores – los datos de los parámetros pueden tomar arbitrariamente valores de un rango dadode un rango dado

- DiscretaDiscreta – los datos de los parámetros pueden tomar un infinito numero de valores– los datos de los parámetros pueden tomar un infinito numero de valores

- Las señales continuas pueden ser Las señales continuas pueden ser discretizadas discretizadas tomando muestras periódicas de la señal tomando muestras periódicas de la señal (ver el material de la tarea 2_1)(ver el material de la tarea 2_1)



3) De acuerdo con 3) De acuerdo con el numero de valoresel numero de valores por las señales discretas: por las señales discretas:

- BinarioBinario (con dos niveles discretos), (con dos niveles discretos),

- TerciarioTerciario, ,

- Decimal Decimal etc. etc.

- Si el numero de datos es mayor que UNO ( el contenido de los datos es mayor de 1 bit) y Si el numero de datos es mayor que UNO ( el contenido de los datos es mayor de 1 bit) y están determinados por una regla definida, entonces nosotros hablamos de están determinados por una regla definida, entonces nosotros hablamos de señales señales digitalesdigitales; ;

- El proceso de conversión de señales digitales mediante una regla o código se llama El proceso de conversión de señales digitales mediante una regla o código se llama codificadocodificado ( (con frecuencia se confunden los conceptos de señales discretas y digitales).con frecuencia se confunden los conceptos de señales discretas y digitales).



4) 4) Por el tipo de corrientePor el tipo de corriente, de las señales:, de las señales:

- DCDC;;

- ACAC ; ;

- pulsopulso..

5) 5) Por su función en el canal de conexiónPor su función en el canal de conexión::

- portadoraportadora;;

- moduladoramoduladora; ; -- en la mayoría de los sistemas de comunicación en la mayoría de los sistemas de comunicación

- moduladomodulado;;

- ruidoruido;;

- mixtamixta (señal + ruido). (señal + ruido).


Parámetros medibles de las señales – 1Parámetros medibles de las señales – 1

AmplitudAmplitud – – para señales armónicas, y como un sinónimo de para señales armónicas, y como un sinónimo de Valor de pico Valor de pico para señales de para señales de pulso;pulso;

Valor Valor MedioMedio – –

Valor Valor RMSRMS – –

Valor instantáneoValor instantáneo– en un instante de tiempo;– en un instante de tiempo;

DuraciónDuración – normalmente a un nivel de 50%; – normalmente a un nivel de 50%;

PeriodoPeriodo – intervalo entre idénticas secciones de señales periódicas;– intervalo entre idénticas secciones de señales periódicas;

Tiempo de retraso Tiempo de retraso con respecto a una entrada de referencia – nivel desplazado 50% desde con respecto a una entrada de referencia – nivel desplazado 50% desde el principio de la señal;el principio de la señal;

Tiempo de subidaTiempo de subida(impulso):(impulso): subida y bajada, subida y bajada, definido normalmente como la distancia entre definido normalmente como la distancia entre puntos de la señal desde un nivel de 10% y el 90% de valor de pico.puntos de la señal desde un nivel de 10% y el 90% de valor de pico.

T

00ср dt)t(u

T

1UUU

T

0

2 dt)t(uT

1U

10

Parámetros medibles ... – 2Parámetros medibles ... – 2

frecuenciafrecuencia – para señales periódicas – la inversa del periodo;– para señales periódicas – la inversa del periodo;

fasefase y y desfase desfase – para señales periódicas armónicas– para señales periódicas armónicas

Frecuencia media Frecuencia media ((intensidadintensidad, , tasa de conteotasa de conteo) – para señales no periódicas.) – para señales no periódicas.

formaforma – la forma se define en relación a la forma geométrica o funcional mas parecida– – la forma se define en relación a la forma geométrica o funcional mas parecida– rectangular, trapezoidal, triangular, exponencial, sinusoidal,rectangular, trapezoidal, triangular, exponencial, sinusoidal, Gaussiana etc.Gaussiana etc.

Las señales pueden ser clasificadas de otras formas como pueden ser: Las señales pueden ser clasificadas de otras formas como pueden ser:

Interrumpidas y continuasInterrumpidas y continuas; señal medida, ; señal medida, control control andand señales de comunicación señales de comunicación; entradas y ; entradas y salidas etc.salidas etc.

T

Triangular RectangularTriangular Rectangular Sinusoidal Sinusoidal (seno)(seno)

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Parámetros de la señal trapezoidal Parámetros de la señal trapezoidal

Se definen los siguientes parámetros:Se definen los siguientes parámetros: Retraso de la señal tdRetraso de la señal td con respecto a un cierto impulso de referencia. Se registra un con respecto a un cierto impulso de referencia. Se registra un 50% de la amplitud de la señal;50% de la amplitud de la señal; Tiempo de subidaTiempo de subida ttrr y bajada y bajada ttff. Son registradas entre los niveles de 10% y 90% . Son registradas entre los niveles de 10% y 90% ( algunas veces entre 5% y 95%)( algunas veces entre 5% y 95%)

Duración de la señal Duración de la señal ttpp – registrada a partir de un nivel del 50%.– registrada a partir de un nivel del 50%. Alguna vez se usa el parámetro Alguna vez se usa el parámetro centro de gravedad de la señal centro de gravedad de la señal – el centro – el centro geométrico del área de la figura asociada a la señalgeométrico del área de la figura asociada a la señal

Otros parámetros de las señales pueden ser, Otros parámetros de las señales pueden ser, drop of the flat peak section of the signal, amplitude of drop of the flat peak section of the signal, amplitude of the bounce the bounce at the front and the rear part of the impulse etc. at the front and the rear part of the impulse etc.


Ejemplos de los parámetros usadosEjemplos de los parámetros usados

Amplitud o valor de picoAmplitud o valor de pico – en investigación de Roentgen o espectro Gamma de – en investigación de Roentgen o espectro Gamma de varias fuentes de radiación ionizada;varias fuentes de radiación ionizada;

Tiempo de retraso Tiempo de retraso – en investigaciones de tiempo de distribución de impulsos, – en investigaciones de tiempo de distribución de impulsos, ej., investigación de la distribución de neutrones por su energía siguiendo el ej., investigación de la distribución de neutrones por su energía siguiendo el método de tiempo de vuelo, investigación de impulsos laser, etc.método de tiempo de vuelo, investigación de impulsos laser, etc.

FormaForma – para identificar las partículas cargadas; – para identificar las partículas cargadas;

Frecuencia media Frecuencia media ((intensidadintensidad)) – para definir la intensidad de un flujo de un – para definir la intensidad de un flujo de un determinado tipo de radiación – ionización, etc.determinado tipo de radiación – ionización, etc.


Modelos de señales Modelos de señales

MatemáticasMatemáticas (estrictamente analítica); (estrictamente analítica);

FísicaFísica (cerca de la realidad). (cerca de la realidad).

Error in la clasificación de la señalError in la clasificación de la señal – la discrepancia entre la señal real y – la discrepancia entre la señal real y la seleccionada en el modelo. la seleccionada en el modelo.

Para los Para los métodos de simulación métodos de simulación de estudios de circuitos eléctricos y de estudios de circuitos eléctricos y electrónicos en los que se busca un modelo, el cual será lo mas parecido electrónicos en los que se busca un modelo, el cual será lo mas parecido posible al real, obteniendo un circuito que funcionara, suponiendo un posible al real, obteniendo un circuito que funcionara, suponiendo un pequeño error de simulación.pequeño error de simulación.


Metrología – definición y principales Metrología – definición y principales direccionesdirecciones

Esta es una ciencia de:Esta es una ciencia de: medidas, métodos y significados de mediciones y sus medidas, métodos y significados de mediciones y sus unidades, también de las formas de alcanzar la precisión deseada en la unidades, también de las formas de alcanzar la precisión deseada en la medición.medición.

Metrología incluye tres direcciones principales. Metrología incluye tres direcciones principales.

1.1.La ciencia de la medición La ciencia de la medición ((teoría de mediciónteoría de medición)) – expresa el aspecto teórico de la – expresa el aspecto teórico de la metrología;metrología;

2. 2. Técnicas de medición Técnicas de medición ((practicas de medidapracticas de medida)) – expresa la práctica y aspectos de – expresa la práctica y aspectos de aplicación de la metrología;aplicación de la metrología;

3. 3. Metrología legislativa Metrología legislativa – expresa la parte legal y organizativa, así como los aspectos – expresa la parte legal y organizativa, así como los aspectos económicos de la metrología.económicos de la metrología.


Principales preguntas sobre la metrologíaPrincipales preguntas sobre la metrología

Teoría general Teoría general de mediciones;de mediciones;

Unidades y sistemasUnidades y sistemas de cantidades físicas; de cantidades físicas;

Métodos y mediosMétodos y medios de mediciones; de mediciones;

Métodos para definir la precisión Métodos para definir la precisión de la medición;de la medición;

EstandarizaciónEstandarización de los métodos y medios de medida; de los métodos y medios de medida;

Estándares y modelo de medios Estándares y modelo de medios de medición;de medición;

Métodos of transmisión de unidades de medidaMétodos of transmisión de unidades de medida desde los estándares y desde los estándares y modelo de medios hasta los medios operacionales de medida.modelo de medios hasta los medios operacionales de medida.


Principales etapas en mediciónPrincipales etapas en medición

ReproducciónReproducción de la unidad medida; de la unidad medida;

ConversiónConversión de la señal analizada para que llegue a ser convenientemente de la señal analizada para que llegue a ser convenientemente medida (por amplitud, forma, duración etc.);medida (por amplitud, forma, duración etc.);

Comparando Comparando el valor de la cantidad medida con la unidad de medición;el valor de la cantidad medida con la unidad de medición;

GuardadoGuardado el resultado de la medida. Típico en los métodos digitales, en los que el resultado de la medida. Típico en los métodos digitales, en los que los resultados son salvados en un registro digital o memoria;los resultados son salvados en un registro digital o memoria;

MostrarMostrar los resultados en una pantalla analógica o digital. los resultados en una pantalla analógica o digital.


Tipos de mediciones – 1Tipos de mediciones – 1

De acuerdo a la definición del valor :De acuerdo a la definición del valor :

1. 1. DirectoDirecto – la cantidad física es encontrada directamente; – la cantidad física es encontrada directamente;

2. 2. IndirectoIndirecto – la cantidad deseada es encontrada realizando una cierta operación – la cantidad deseada es encontrada realizando una cierta operación matemática, por ejemplo: matemática, por ejemplo:

Z = f(XZ = f(X11, X, X22,..., X,..., Xnn)), donde , donde ZZ – es la cantidad deseada, y – es la cantidad deseada, y XX11, , XX22 etc. Son medias etc. Son medias tomadas directamente.tomadas directamente.

El resultado A de una medición indirecta es entonces:El resultado A de una medición indirecta es entonces:

A = f(BA = f(B11, B, B22,..., B,..., Bnn).).


Tipos de medicines – 2Tipos de medicines – 2

3. 3. UnidasUnidas–– en las que un numero de en las que un numero de cantidades física homónimascantidades física homónimas son son medidas simultáneamente y los resultados son hallados por medio de medidas simultáneamente y los resultados son hallados por medio de sistemas sistemas de ecuacionesde ecuaciones. .

Ejemplo de mediciones unidasEjemplo de mediciones unidas es la medición del es la medición del coeficiente de inductancia coeficiente de inductancia mutuo Mmutuo M entre dos bobinas inductivas conectadas. Se toman dos medidas de la entre dos bobinas inductivas conectadas. Se toman dos medidas de la inductancia en la misma bobina una en sentido directo y otra en sentido opuesto. inductancia en la misma bobina una en sentido directo y otra en sentido opuesto. Definiéndose así:Definiéndose así:

LL0101 = L = L11 + L + L22 + 2M и L + 2M и L0202 = L = L11 + L + L2 2 – 2M – 2M

y mediante el sistema de ecuaciones obtenemosy mediante el sistema de ecuaciones obtenemos::

M = (LM = (L0101 – L – L0202)/4 )/4


Tipos de mediciones – 3 Tipos de mediciones – 3

4. Combinadas4. Combinadas – dos o mas – dos o mas cantidades físicas no-homónimas cantidades físicas no-homónimas se miden para se miden para encontrar una dependencia entre ellas.encontrar una dependencia entre ellas.

Ejemplo de mediciones combinadas:Ejemplo de mediciones combinadas: definiendo los coeficientes de temperatura definiendo los coeficientes de temperatura A y B de un termo resistor, basado en la dependencia:A y B de un termo resistor, basado en la dependencia:

RRTT = R = R00. (1 + A.T + B.T. (1 + A.T + B.T22))

dondedonde R R00 es la resistencia del termo resistor de T es la resistencia del termo resistor de T00=20=2000..

Se toman 3 mediciones a 3 temperaturas Se toman 3 mediciones a 3 temperaturas TT00, , TT11 и и TT22 y los valores de la y los valores de la

resistencia resistencia RRTT son medidos; Después de que el sistema de 3 ecuaciones es son medidos; Después de que el sistema de 3 ecuaciones es

resuelto y los coeficientes resuelto y los coeficientes AA y y B en halladosB en hallados..


Medios de medición (MM) – tipos Medios de medición (MM) – tipos

Hay muchos Hay muchos medios técnicosmedios técnicos, utilizados en mediciones, utilizados en mediciones (unidades , sensores etc.), (unidades , sensores etc.),

teniendo teniendo características metrológicas normalizadas lacaracterísticas metrológicas normalizadas la MM puede ser MM puede ser::

а) а) De acuerdo a su propósitoDe acuerdo a su propósito::

- MEDIDAMEDIDA– un medio de medición, destinado a reproducir una cantidad física con un – un medio de medición, destinado a reproducir una cantidad física con un valor dado. valor dado.

- UNIDADES DE MEDIDA UNIDADES DE MEDIDA –– produce la señal de los datos medidos sobre el valor de las produce la señal de los datos medidos sobre el valor de las cantidades físicas, adecuado para observación directa. cantidades físicas, adecuado para observación directa. ContieneContiene: : una medidauna medida, una , una unidad de comparación unidad de comparación y uno o mas y uno o mas elementos deelementos de..

- CIRCUITO DE MEDIDA CIRCUITO DE MEDIDA – la totalidad de los elementos convertidos, lleva a cabo la – la totalidad de los elementos convertidos, lleva a cabo la conversión de la señal de los datos medidos. conversión de la señal de los datos medidos.

- CONVERSOR DE MEDICIONES (SENSOR, INDICADOR)CONVERSOR DE MEDICIONES (SENSOR, INDICADOR) – produce la señal primaria – produce la señal primaria de los datos medidos, no es adecuado para observación directa pero es conveniente de los datos medidos, no es adecuado para observación directa pero es conveniente para la transmisión, conversión y guardado.para la transmisión, conversión y guardado.


Medios de medición (MM) – tipos (cont.) Medios de medición (MM) – tipos (cont.)

b) De acuerdo a sus funciones metrológicasb) De acuerdo a sus funciones metrológicas::

- STANDARDSSTANDARDS – medios de medición (o medio complejo), – medios de medición (o medio complejo), asegurando la reproducción asegurando la reproducción y/o guardadoy/o guardado de la unidad para transmitir el tamaño de la unidad a la siguiente en una de la unidad para transmitir el tamaño de la unidad a la siguiente en una clase precisa de medios de medida. clase precisa de medios de medida.

- MODELOS DE MEDIOS DE MEDICIONMODELOS DE MEDIOS DE MEDICION– están representados por una medida, una – están representados por una medida, una unidad de medida o son conversorunidad de medida o son conversores de medición ( sensores), sirven para comparar ( calibración, estandarización) con otros medios de medida con una baja precisión. Ellos pueden ser iniciales y subordinados..

- MEDIOS OPERACIONALES DE MEDICIONMEDIOS OPERACIONALES DE MEDICION– Usados – Usados para mediciones , no para para mediciones , no para transmisión transmisión de las unidades medidas. Se caracterizan pos sus clases de precisión. de las unidades medidas. Se caracterizan pos sus clases de precisión.


Tipos de estándaresTipos de estándares

Standard Primario Standard Primario – El mayor nivel de precisión en un país ( o del mundo).– El mayor nivel de precisión en un país ( o del mundo).

Standard Secundario Standard Secundario – el valor es confirmado por el estándar primario.– el valor es confirmado por el estándar primario.

Standard EspecialStandard Especial– asegura la reproducción de la unidad de medida en condiciones – asegura la reproducción de la unidad de medida en condiciones especiales.especiales.

Standard de Estado Standard de Estado – El primario o el estándar especial, es oficialmente el estándar – El primario o el estándar especial, es oficialmente el estándar inicial en un país.inicial en un país.

Standard-testigoStandard-testigo – estándar secundario, destinado a chequear las condiciones de – estándar secundario, destinado a chequear las condiciones de guardado del estándar de estado y reemplazamiento en caso de daño.guardado del estándar de estado y reemplazamiento en caso de daño.

Standard – copia Standard – copia – estándar secundario, destinado a transmitir el tamaño de la unidad – estándar secundario, destinado a transmitir el tamaño de la unidad de medición del estándar operacional.de medición del estándar operacional.

Standard OperacionalStandard Operacional– sirve para transmitir el tamaño del medio de medida con la mayor – sirve para transmitir el tamaño del medio de medida con la mayor precisión y en algunos casos – medios de medida de la mayor precisión.precisión y en algunos casos – medios de medida de la mayor precisión.

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Características de los medios de Características de los medios de mediciónmedición

MetrológicoMetrológico OperacionalOperacional InformaciónInformación

precisiónprecisión

sensibilidad,sensibilidad,

rango de medida,rango de medida,

rápida acciónrápida acción,,

resistencia de entrada y resistencia de entrada y salidasalida,,

protección del ruido, etc. protección del ruido, etc.

condiciones climáticas condiciones climáticas permitidaspermitidas (temperatura, (temperatura, presión, humedad), presión, humedad),

estabilidad a efectos de estabilidad a efectos de choquechoque, ,

eestabilidad a radiación, stabilidad a radiación,

seguridad etc.seguridad etc.

información de capacidad, información de capacidad,

nombre of canales de nombre of canales de informacióninformación, ,

medios de comunicación y medios de comunicación y conexión de redes etc. conexión de redes etc.

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Métodos of mediciónMétodos of medición

UN METODO DE MEDICION UN METODO DE MEDICION – una manera experimental de encontrar un valor físico. – una manera experimental de encontrar un valor físico. Caracteriza las actividades toma de muestras en procesos de medición para Caracteriza las actividades toma de muestras en procesos de medición para obtener los resultados deseados. obtener los resultados deseados.

De acuerdo a lo llamado De acuerdo a lo llamado modelo de medición modelo de medición [Pyotrovskij] 2 cantidades – el [Pyotrovskij] 2 cantidades – el conjunto de conjunto de XX de la cantidad medida de la cantidad medida xx y el conjunto de y el conjunto de WW de los resultados de la de los resultados de la medición medición wwii,, son usados en el proceso de medición y son situados en el mismo eje.son usados en el proceso de medición y son situados en el mismo eje.

Xx

w 1 w 2 w i w i+1w 3 w n-1 w n

Las cantidades de los conjuntos, usadas en mediciónLas cantidades de los conjuntos, usadas en medición


Actividades en los modelos de mediciónActividades en los modelos de medición

Están relacionados con el Están relacionados con el establecimiento de conformidadestablecimiento de conformidad entre los elementos entre los elementos xx desde el conjunto desde el conjunto XX y los elementos y los elementos wwii del conjunto del conjunto WW. .

Como el conjunto W es discreto, la conformidad Como el conjunto W es discreto, la conformidad no es simple no es simple, y es reducida a , y es reducida a una inecuación:una inecuación:

- wwii x x w wi+1i+1 (3.1.1)(3.1.1)

El modelo de medición da la posibilidad de El modelo de medición da la posibilidad de formalizar las actividadesformalizar las actividades en el en el proceso de medición y proceso de medición y definir varios métodos definir varios métodos de medición por medio de los de medición por medio de los mismos. mismos.

Actividades Actividades limitadas,limitadas, Estructuras Estructuras limitadaslimitadas de los sistemas de medición de los sistemas de medición (MS) y su correspondiente (MS) y su correspondiente algoritmo algoritmo que coincide con cada método particular.que coincide con cada método particular.


Métodos de medición – tipos– 1Métodos de medición – tipos– 1

En generalEn general los métodos de medición se dividen en: los métodos de medición se dividen en:

- Directo Directo – la cantidad medida coincide con la cantidad dada.– la cantidad medida coincide con la cantidad dada.

- Indirecto Indirecto – la cantidad medida no coincide con la cantidad deseada y se calcula por – la cantidad medida no coincide con la cantidad deseada y se calcula por medios de una cierta dependencia.medios de una cierta dependencia.

De acuerdo a las actividadesDe acuerdo a las actividades en el proceso de medición, los métodos pueden en el proceso de medición, los métodos pueden ser: ser:

- Método variante Método variante ((método de la lectura directamétodo de la lectura directa) – la cantidad medida se lee ) – la cantidad medida se lee directamente p.ej: el valor de la medición de directamente p.ej: el valor de la medición de xx esta localizado en un eje numérico del esta localizado en un eje numérico del conjunto conjunto WW;;

- Método diferencial Método diferencial ((método de la diferenciasmétodo de la diferencias) – la cantidad desconocida es ) – la cantidad desconocida es comparada con una conocida, la cual es reproducida por la medida; la diferencia entre comparada con una conocida, la cual es reproducida por la medida; la diferencia entre ellas es tomada en una cuenta p.ej. La diferencia ellas es tomada en una cuenta p.ej. La diferencia xx––xxр р entre los valores de la cantidad entre los valores de la cantidad deseada deseada x x y la medida y la medida xxрр se coloca en el eje numérico. se coloca en el eje numérico.

- Método Zero (null)Método Zero (null) – la cantidad medida es comparada con los elementos del – la cantidad medida es comparada con los elementos del conjunto W y por medios de variación tales como elementos de conjunto W y por medios de variación tales como elementos de ww son seleccionados, son seleccionados, para el cual se valida la condición (3.1.1).para el cual se valida la condición (3.1.1).


Métodos de medición – tipos– 2 Métodos de medición – tipos– 2

- Método de compensación Método de compensación – – una variación del método zero, en el cual la una variación del método zero, en el cual la comparación entre x y w es tomada directamente y simultáneamente;comparación entre x y w es tomada directamente y simultáneamente;

- Método comparativo Método comparativo – en un conjunto numérico adicional K es introducido por medio – en un conjunto numérico adicional K es introducido por medio del ratio de dos cantidades y el circuito medido es llevado a del ratio de dos cantidades y el circuito medido es llevado a estado ceroestado cero mediante el mediante el cambio de los elementos K o W.cambio de los elementos K o W.

- Método de la coincidencia Método de la coincidencia (de la substitución)(de la substitución) – en el caso de influencia de la – en el caso de influencia de la cantidad medida en un indicado dado es sustituida por la influencia de una cantidad cantidad medida en un indicado dado es sustituida por la influencia de una cantidad estándar conocida, reproducida por la medida, con la misma desviación.estándar conocida, reproducida por la medida, con la misma desviación.

- Los últimos tres métodos son Los últimos tres métodos son variantes del método zero (null) variantes del método zero (null) , , como las como las operaciones realizadas conducen a un resultado nulo y operaciones realizadas conducen a un resultado nulo y la cantidad estándarla cantidad estándar, que , que ocurren en las ecuaciones son leídas. ocurren en las ecuaciones son leídas.


Diagrama estructural – 1 Diagrama estructural – 1


Métodos de medición – tipos - 3 Métodos de medición – tipos - 3

Los métodos, nombrados hasta aquí, son Los métodos, nombrados hasta aquí, son para cantidades, portadores de energíapara cantidades, portadores de energía. Se . Se utilizan los siguiente métodos para cantidades, las cuales no portan energía, utilizan los siguiente métodos para cantidades, las cuales no portan energía, relacionados en un punto del espaciorelacionados en un punto del espacio: : camino, ángulo, nivel de líquidos o volumen de camino, ángulo, nivel de líquidos o volumen de materiales:materiales:

- Método de rastreo Método de rastreo Una señal regulada para rastreo es producida y la lectura es hecha por medios Una señal regulada para rastreo es producida y la lectura es hecha por medios de una escala especial al momento cuando la señal regulada es o bien zero o cerca del zero. de una escala especial al momento cuando la señal regulada es o bien zero o cerca del zero.

Los métodos pueden ser también:Los métodos pueden ser también:

- AnalógicosAnalógicos;;

- DigitalesDigitales, los cuales a su vez , pueden ser:, los cuales a su vez , pueden ser:

- Método incremental Método incremental (método de conteo)(método de conteo) – – la señal primaria es digital y después de la señal primaria es digital y después de conformarla puede ser directamente enviada a un contador digital (contando los conformarla puede ser directamente enviada a un contador digital (contando los detalles, contando impulsos de un detector de radiación ionizada etc.detalles, contando impulsos de un detector de radiación ionizada etc.););

- Método codificado Método codificado – para cada valor discreto obtenido de una cantidad física medida – para cada valor discreto obtenido de una cantidad física medida un determinada un determinada palabra de código es palabra de código es es atribuida. Se usa cuando la señal primaria es es atribuida. Se usa cuando la señal primaria es analógica y después se discretiza y convierte a una digitalanalógica y después se discretiza y convierte a una digital


Ventajas de los métodos digitalesVentajas de los métodos digitales

1. 1. Eliminación de las perdidas de información Eliminación de las perdidas de información en los procesos de recepción en los procesos de recepción ( solo cuando la señal primaria ocurre directamente en forma digital).( solo cuando la señal primaria ocurre directamente en forma digital).

2. 2. Eliminación de las perdidas en transmisiónEliminación de las perdidas en transmisión

3. 3. Mas fácil procesado y guardado Mas fácil procesado y guardado (por volumen, velocidad, etc.).(por volumen, velocidad, etc.).

4. 4. Exactitud prácticamente ilimitadaExactitud prácticamente ilimitada reproducida en un display y guardada. reproducida en un display y guardada.

Por lo tanto Por lo tanto la mayor parte de los métodos de medición digitales la mayor parte de los métodos de medición digitales son usados son usados en la SA. en la SA.


Otros conceptos en técnicas de mediciónOtros conceptos en técnicas de medición

ALGORITMO DE MEDICION ALGORITMO DE MEDICION – prescripción de la orden de la – prescripción de la orden de la totalidad de operaciones totalidad de operaciones de la medida de cantidades físicas.de la medida de cantidades físicas.

METODOLOGIA DE MEDICION METODOLOGIA DE MEDICION – planeados la – planeados la totalidad de métodos, medios y totalidad de métodos, medios y algoritmosalgoritmos para llevar a cabo mediciones y procesados asegurando mediciones con un para llevar a cabo mediciones y procesados asegurando mediciones con un nivel de precisión dado.nivel de precisión dado.

LEYENDOLEYENDO – un numero, mostrado por un indicador. – un numero, mostrado por un indicador.

LECTURA DEL MEDIDORLECTURA DEL MEDIDOR– una cantidad física, igual a la leída, multiplicada por el – una cantidad física, igual a la leída, multiplicada por el coeficiente de escala correspondiente.coeficiente de escala correspondiente.

GRADUACIONGRADUACION – una operación metrológica, definiendo las características de – una operación metrológica, definiendo las características de conversión ( función de medición ) y = f(x) de conversión dadas y usadas para sistemas conversión ( función de medición ) y = f(x) de conversión dadas y usadas para sistemas de medición, trabajando por el de medición, trabajando por el método de variaciónmétodo de variación..

CALIBRACIONCALIBRACION – – acciones para definir las características del error de graduación acciones para definir las características del error de graduación ( conversión) del sistema de medición. ( conversión) del sistema de medición.

AJUSTEAJUSTE – acción para regular el sistema de medición destinado a reducir los limites – acción para regular el sistema de medición destinado a reducir los limites permitidos de error para el tipo de sistema dado.permitidos de error para el tipo de sistema dado.


Conceptos básicos y clasificación de los erroresConceptos básicos y clasificación de los errores

Errores– definiciones:Errores– definiciones:

- Valor real de X (correcto o exacto )Valor real de X (correcto o exacto ) de una cantidad dada es el valor, no conteniendo de una cantidad dada es el valor, no conteniendo ningún error. Siempre será desconocido y en un proceso de medición nosotros ningún error. Siempre será desconocido y en un proceso de medición nosotros podemos solo encontrar una aproximación.podemos solo encontrar una aproximación.

- Valor actual XaValor actual Xa de una cantidad dada es un valor, obtenido como un resultado de la de una cantidad dada es un valor, obtenido como un resultado de la medición con un insignificante error, wl cual permite que el valor real sea identificado medición con un insignificante error, wl cual permite que el valor real sea identificado con el actual.con el actual.

- Error de medición Error de medición es la desviación del valor medido con respecto al valor real.es la desviación del valor medido con respecto al valor real.


Errores – señales por clasificaciónErrores – señales por clasificación

Los siguientes factores son considerados en el proceso de Los siguientes factores son considerados en el proceso de clasificaciónclasificación de los erroresde los errores

- Las etapas Las etapas de medición; de medición;

- Las fuentesLas fuentes de errores; de errores;

- Las condiciones Las condiciones de medición; de medición;

- El carácter de cambioEl carácter de cambio de la cantidad en el proceso de medición; de la cantidad en el proceso de medición;

- La regularidad La regularidad de la manifestación; de la manifestación;

- La manera La manera de expresar. de expresar.


Errores de acuerdo a las etapas de mediciónErrores de acuerdo a las etapas de medición

Errores de reproducciónErrores de reproducción de la unidad medida (error de la medida): de estándares, de la de la unidad medida (error de la medida): de estándares, de la transmisión de una unidad;transmisión de una unidad;

Error de conversión Error de conversión – durante las diferentes etapas – amplificación, conformación, – durante las diferentes etapas – amplificación, conformación, conversión AD, etc. conversión AD, etc.

Error de comparación Error de comparación con la unidad de medida. Depende de la unidad de comparación con la unidad de medida. Depende de la unidad de comparación ( comparador )( comparador )

Error de fijación Error de fijación de la forma de los resultados de la medición. Se pueden perder , pero de la forma de los resultados de la medición. Se pueden perder , pero también se puede aproximar si hay un error en alguno de los bits transmitidos a la también se puede aproximar si hay un error en alguno de los bits transmitidos a la memoria o en su propia memoria.memoria o en su propia memoria.

- Por lo tanto las medidas son tomadas usando códigos especiales para identificar y Por lo tanto las medidas son tomadas usando códigos especiales para identificar y corregir los errores. corregir los errores.

- Errores en los cálculos Errores en los cálculos – resultados de los análisis numéricos y redondeo; – resultados de los análisis numéricos y redondeo;


Errores de acuerdo a sus fuentesErrores de acuerdo a sus fuentes

Error metodológicoError metodológico. Error al escoger el método;. Error al escoger el método;

Error instrumental Error instrumental . Comprende el error de los medios de medición;. Comprende el error de los medios de medición;

Error energéticoError energético. Debido al consumo de los medios de medida utilizados. . Debido al consumo de los medios de medida utilizados.

Error externo u objetivo Error externo u objetivo . Tomado en una cuenta la influencia de todos los factores . Tomado en una cuenta la influencia de todos los factores externos;externos;

Error subjetivoError subjetivo. Es debido a la observación y su equivocada elección: un método de . Es debido a la observación y su equivocada elección: un método de medida , un método de procesado, mal leído.medida , un método de procesado, mal leído.


Mas sobre los tipos de erroresMas sobre los tipos de errores

De acuerdo a las condiciones de medición:De acuerdo a las condiciones de medición:

- Error principal Error principal – error general en condiciones normal externas de medición – – error general en condiciones normal externas de medición – temperatura, humedad, radiación, etc., el rango es dado para una unidad particular dada.temperatura, humedad, radiación, etc., el rango es dado para una unidad particular dada.

- Error adicional Error adicional – un error, el cual es añadido por lo general debido a la desviación de las – un error, el cual es añadido por lo general debido a la desviación de las condiciones externas respecto a las normales.condiciones externas respecto a las normales.

- De acuerdo al carácter de cambioDe acuerdo al carácter de cambio

- Error estáticoError estático– en caso de la cantidad medida es constante o ligeramente cambiante en – en caso de la cantidad medida es constante o ligeramente cambiante en el proceso de medición. el proceso de medición.

Error dinámico Error dinámico – un error, que ocurre cuando la cantidad medida, cambia en el tiempo – un error, que ocurre cuando la cantidad medida, cambia en el tiempo ( p.ej. Errores en los circuitos de S/H – ver Tarea 2_2).( p.ej. Errores en los circuitos de S/H – ver Tarea 2_2).


Mas sobre los tipos de errores (cont.)Mas sobre los tipos de errores (cont.)

De acuerdo a la regularidad de la manifestaciónDe acuerdo a la regularidad de la manifestación

- Error sistemáticoError sistemático. Tiene un valor constante y ocurre con alguna regularidad en medidas . Tiene un valor constante y ocurre con alguna regularidad en medidas repetidas ( error de escala, error de temperatura,etc.)repetidas ( error de escala, error de temperatura,etc.)

- Error aleatorio Error aleatorio – el cual cambia aleatoriamente en mediciones repetidas. Viene de la – el cual cambia aleatoriamente en mediciones repetidas. Viene de la imperfección del equipo de medición o del método, inestabilizando los medios de medida o imperfección del equipo de medición o del método, inestabilizando los medios de medida o de la propia naturaleza del proceso;de la propia naturaleza del proceso;

- Error puntualError puntual. Excede considerablemente el error esperado bajo las condiciones dadas y . Excede considerablemente el error esperado bajo las condiciones dadas y pueden ser debidos a: negligencia o baja cualificación del observador, fallo de los medios pueden ser debidos a: negligencia o baja cualificación del observador, fallo de los medios de medición, impactos externos, etc.de medición, impactos externos, etc.


Mas sobre los tipos de errores (cont.2)Mas sobre los tipos de errores (cont.2)

De acuerdo la forma de expresión :De acuerdo la forma de expresión :

- Error absoluto:Error absoluto:

X = Xr – X, X = Xr – X,

donde Xi es el resultado de la medición y X es el valor real de la cantidad medida. donde Xi es el resultado de la medición y X es el valor real de la cantidad medida. Prácticamente, el actual valor Xa es usado en lugar del real. El error absoluto es medido en Prácticamente, el actual valor Xa es usado en lugar del real. El error absoluto es medido en las mismas unidades que la cantidad medida. El error absoluto no es adecuado para las mismas unidades que la cantidad medida. El error absoluto no es adecuado para comparaciones.comparaciones.

- Error relativo:Error relativo:

- = = X/X X/X en unidades relativas oren unidades relativas or

- = (= (X/X).100 X/X).100 in porcentajes.in porcentajes.

- En lugar de X aquí Xa puede ser usado. Prácticamente para la estimación aproximada En lugar de X aquí Xa puede ser usado. Prácticamente para la estimación aproximada de algunos errores relativos en lugar de X o Xa se toma la forma Xi que es una medida de algunos errores relativos en lugar de X o Xa se toma la forma Xi que es una medida simple.simple.


Tipos de errores sistemáticosTipos de errores sistemáticos

1. Los errores sistemáticos son unos 1. Los errores sistemáticos son unos errores absolutamente claros en su errores absolutamente claros en su origen y signo origen y signo y pueden ser evitados antes de su medida y pueden ser evitados antes de su medida ( estableciendo el cero a falta de una señal, para calibración, etc.)( estableciendo el cero a falta de una señal, para calibración, etc.)

2. El error sistemático esta 2. El error sistemático esta completamente definido en el origen, completamente definido en el origen, magnitud y magnitud y signo, pero signo, pero no pueden ser evitados por adelantado no pueden ser evitados por adelantado y es eliminado en y es eliminado en el proceso de medición por medio de:el proceso de medición por medio de:

- Una Una corrección corrección positiva o negativa – se suma al resultado obtenido (en positiva o negativa – se suma al resultado obtenido (en caso de un error de adicción) caso de un error de adicción)

- O O factor de corrección factor de corrección – lo multiplica por el resultado (en caso de un error – lo multiplica por el resultado (en caso de un error de multiplicación).de multiplicación).


Tipos de errores sistemáticos - 2Tipos de errores sistemáticos - 2

3. La razón de la aparición de un error sistemático es clara, pero el valor 3. La razón de la aparición de un error sistemático es clara, pero el valor absoluto y el signo esabsoluto y el signo es desconocido desconocido. Hay información solo sobre los limites en . Hay información solo sobre los limites en el cual la cantidad medida puede ser encontrada.. el cual la cantidad medida puede ser encontrada..

- Se usa el principio llamado de Se usa el principio llamado de aleatoriedadaleatoriedad. P ej. La conversión de un error . P ej. La conversión de un error sistemático en uno aleatorio; entonces se implementan los principales procesos de sistemático en uno aleatorio; entonces se implementan los principales procesos de error aleatorio. error aleatorio.

- Se puede logar, por ejemplo, para medidas con idénticas unidades o por el uso de Se puede logar, por ejemplo, para medidas con idénticas unidades o por el uso de diferentes secciones de la escala de una unidad dada y encontrando el valor medio. diferentes secciones de la escala de una unidad dada y encontrando el valor medio.


Tipos de errores sistemáticos- 3Tipos de errores sistemáticos- 3

4. 4. Nada definido es conocido Nada definido es conocido sobre los errores sistemáticos, solo se conoce sobre los errores sistemáticos, solo se conoce que existe. Si las mediciones son muy importantes, se sigue el siguiente que existe. Si las mediciones son muy importantes, se sigue el siguiente procedimiento de medida :procedimiento de medida :

- Un numero de mediciones con Un numero de mediciones con varias unidades y métodos varias unidades y métodos son llevados a cabo, son llevados a cabo, bajo diferentes condiciones con aproximadamente los mismos errores; bajo diferentes condiciones con aproximadamente los mismos errores;

- Se lleva a cabo una valoracion del pSe lleva a cabo una valoracion del proceso estáticoroceso estático, solo como en el caso de , solo como en el caso de errores aleatorios. errores aleatorios.

Mas sobre los errores, como los errores de medida o de unidades de medida pueden Mas sobre los errores, como los errores de medida o de unidades de medida pueden ser encontradas en el material adicional ser encontradas en el material adicional “Errores de medición”“Errores de medición”


Procesado de datos en AS. Como objetivo del Procesado de datos en AS. Como objetivo del procesamiento primarioprocesamiento primario

1. Obteniendo los valores de las cantidades introducidas en sus unidades físicas – Ohms, Pascales, grados, metros, segundos, con una predeterminada precisión;

2. Eliminación de los posibles errores introducidos – causados por ruidos y perturbaciones aleatorias

3. Eliminación de todos los datos redundantes, no dan información sobre el proceso investigado y además puede impedir el procesamiento posterior. 4. Obtención adecuada para el propósito de procesado de datos y señales.


Objetivos del procesamiento primarioObjetivos del procesamiento primario

1. Cambio de la amplitud y parámetros de tiempo de los datos de entrada y preparación para su introducción en un computador- normalización;

2. Creación de modelos matemáticos de medidores de entrada y obtencion de una dependencia funcional “ introduciendo números en el PC – valor real de una cantidad física” mientras se mantiene la precisión necesaria funciones de conversión;

3. Procesado estático de los datos introducidos y eliminación de errores causados por perturbaciones aleatorias – errores externos y errores en las operaciones de los circuitos introducidos en el CS;

4. Filtrado de los datos en frecuencia, tiempo y área de amplitud y máxima eliminación de información redundante.


Realización del procesamiento primarioRealización del procesamiento primario

Problema:Problema:

- Para desarrollar un Para desarrollar un pulso electrónicopulso electrónico

- Señal de entrada – amplificada y filtrada Señal de entrada – amplificada y filtrada señal ECGseñal ECG;;

- Mostrándolo en un Mostrándolo en un pequeño displaypequeño display;;

- Valores mínimos y máximos Valores mínimos y máximos son predeterminados;son predeterminados;

- Señal de alarma Señal de alarma es activada si el pulso se sale de los limites predeterminados.es activada si el pulso se sale de los limites predeterminados.


1. Programando una solución1. Programando una solución

Base – el microcontrolador (МК) MC68HC11 con RAM y ROM externas.

El ADC de 8-bits, se usa instalado en el MK.

El CS introduce la señal ECG y mide los valores instantáneos cada 4 ms.

El array obtenido de valores instantáneos es procesado en el MK, se reconoce la latencia (llamada QRS complex).

El tiempo entre dos pulsos consecutivos es medido y convertido a un numero de pulsos por minutos.

Se indica el valor obtenido.

Si esta fuera de unos limites predeterminados , la señal de alarma se activa.


2. Solución combinada2. Solución combinada

Bases – un-chip МК lo mas pequeño posible (MC68HC05, Z8, PIC16 o similar) en la mínima configuración.

El МК será solo usado para mediciones y control del indicador y la señal de alarma.

Los pulsos son reconocidos como un bloque de hardware (normalmente dos circuitos diferenciados y un comparador)

La salida es enviada con un nivel TTL a una entrada digital del МК.

El МК mide el tiempo entre dos pulsos consecutivos y los transforma en un numero de pulsos por minuto.

Se indica el valor obtenido.

Si esta fuera de los limites predeterminados, el MK activa la señal de alarma.

.

49

3. Solución Hardware 3. Solución Hardware

El análisis muestra que El análisis muestra que la solución combinada la solución combinada es la mas económica y mejor es la mas económica y mejor equilibrada;equilibrada;

En cada caso particular, se puede decidir que solución es la mejor usando el siguiente En cada caso particular, se puede decidir que solución es la mejor usando el siguiente criterio:criterio:

- Máxima satisfacción Máxima satisfacción de todos los requisitos;de todos los requisitos;

- Nivel de complejidad Nivel de complejidad para la ejecución;para la ejecución;

- Disponibilidad de Disponibilidad de material material y y softwaresoftware;;

- CosteCoste..

El sistema debe también tener una reserva para futuras ampliaciones.El sistema debe también tener una reserva para futuras ampliaciones.

Los pulsos son reconocidos por el hardware

Se produce un bloque de resolución digital, junto con un bloque digital para el control de una indicación.

Por medio de dos comparadores digitales es chequeado si la frecuencia de los pulsos esta en unos limites predeterminados.

La señal de alarma es activada eventualmente.


Normalización de los parámetros de la Normalización de los parámetros de la señalseñal

NormalizaciónNormalización – – un proceso de adquisición de parámetros de una señal a un un proceso de adquisición de parámetros de una señal a un nivel adecuado para la introducción en un computadornivel adecuado para la introducción en un computador

Normalización en parámetros de amplitudNormalización en parámetros de amplitud. .

- Para señales analógicasPara señales analógicas::

- Por amplificadores analógicos con la necesaria K y banda de frecuencia;Por amplificadores analógicos con la necesaria K y banda de frecuencia;

- Para pulsos y señales de pulso-potencial:Para pulsos y señales de pulso-potencial:

- Por amplificadores de pulso, comparadores y conversión de niveles.Por amplificadores de pulso, comparadores y conversión de niveles.

Normalización en parámetros de tiempoNormalización en parámetros de tiempo (para señales de pulso) (para señales de pulso)

- ComoComo: duración de un pulso, frecuencia, coeficiente de relleno, tiempo de retraso…: duración de un pulso, frecuencia, coeficiente de relleno, tiempo de retraso…

- Esto sucede por medio de los circuitos apropiados:Esto sucede por medio de los circuitos apropiados: divisor de frecuencia, divisor de frecuencia, contadores, cadenas de retardo y circuitos, etc.contadores, cadenas de retardo y circuitos, etc.


Función de conversión - 1 Función de conversión - 1

Esta es una función, la cual, desde el numero obtenido de la ADC, nos da el Esta es una función, la cual, desde el numero obtenido de la ADC, nos da el

valor de la cantidad física medida.valor de la cantidad física medida.

Casos simples:Casos simples:

- А) La función es un А) La función es un polinomio de 1er grado polinomio de 1er grado o puede ser reducido por una o puede ser reducido por una

simple transformación – logarítmica, calculando la raíz cuadrada, etc. (revisar un numero de simple transformación – logarítmica, calculando la raíz cuadrada, etc. (revisar un numero de

ejercicios de laboratorio en ejercicios de laboratorio en Física AtómicaFísica Atómica y y Física NuclearFísica Nuclear, por ejemplo , por ejemplo vida media, vida media,

periodo periodo de los isotopos);de los isotopos);

- B) La función es del B) La función es del tipo tipo para obtener la frecuencia ( inestabilidad) con para obtener la frecuencia ( inestabilidad) con

un numero de pulsos medidos para un tiempo dado.un numero de pulsos medidos para un tiempo dado.

bxky .

TNf

.

1

52

Función de conversión - 2 Función de conversión - 2

Casos complejos Casos complejos – con características no lineales– con características no lineales

En este caso es En este caso es necesarionecesario::

- Encontrar Encontrar un tipo apropiado de una función de conversión;un tipo apropiado de una función de conversión;

- Encontrar Encontrar los valores exactos de los coeficientes los valores exactos de los coeficientes de esta funciónde esta función

- El tipo de la función El tipo de la función depende de:depende de:

- Las leyes física y el método Las leyes física y el método de conversión de la cantidad física;de conversión de la cantidad física;

- El tipo del sensor y los circuitos normalizados, etc.El tipo del sensor y los circuitos normalizados, etc.

Los coeficientes Los coeficientes son encontrados son encontrados haciendo una tabla haciendo una tabla de este tipo:de este tipo:

Sent input impactSent input impact yyii Obtained number for introducing into the CSObtained number for introducing into the CS xxii

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Métodos de procesado de datosMétodos de procesado de datos

Los siguientes (de métodos matemáticos) son los métodos mas Los siguientes (de métodos matemáticos) son los métodos mas frecuentemente aplicados para datos de procesadofrecuentemente aplicados para datos de procesado

- Interpolación lineal Interpolación lineal

- Interpolación polinomial Interpolación polinomial

- Aproximación por el método del cuadrado mas pequeño (MSS)Aproximación por el método del cuadrado mas pequeño (MSS)

- Spline aproximaciónSpline aproximación

- Diferenciación e integraciónDiferenciación e integración

- Procesado estático en amplitud y áreas de tiempo etc.Procesado estático en amplitud y áreas de tiempo etc.

Estos métodos son descritos en detalle en el material adicional „Procesamiento de señales y datos”

measurements and processing…task3_1 tarea 3.1 – conceptos básicos de técnicas de medida y...

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