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Tema 05: Características de un instrumento de medición
1M. en C. Edgardo Adrián Franco Martínez http://[email protected]@edfrancom edgardoadrianfrancom
Contenido• Características estáticas
• Exactitud y precisión
• Linealidad
• Sensibilidad
• Resolución
• Gama y escala
• Características dinámicas
• Error dinámico
• Tiempo de respuesta
• Tiempo nulo
• Sobrealcance 2
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Características estáticas• Son aquellas que no varían al realizar mediciones
con el instrumento de medición.
• Exactitud
• Precisión
• Linealidad
• Sensibilidad
• Resolución
• Gamma y escala
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• Exactitud: Aproximación con la cual la lectura de uninstrumento se acerca al valor real de la variablemedida.
• Precisión: Medida de la reproducibilidad de lasmediciones: i.e. dado el valor fijo de la variable, laprecisión es una medida del grado con el cual lasmediciones sucesivas difieren una de otra.
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• Linealidad: Por lo general los instrumentos sediseñan de forma que tengan una respuesta lo máslineal posible, es decir, que para un determinadoincremento del parámetro que estamos midiendo,el desplazamiento correspondiente del indicadorsea siempre el mismo, independientemente de laposición de éste.
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• La linealidad de un instrumento de medición seconsigue dado el acoplamiento del sensor, esto yaque en su mayoría las respuestas del elementotransductor no son lineales.
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• Sensibilidad: Relación de la señal de salida orespuesta del instrumento respecto al cambio de laentrada o variable medida.
• Resolución: Cambio más pequeño en el valormedido al cual responde el instrumento.
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• Gamma y escala: La gama de un instrumento se definecomo la diferencia entre la indicación mayor y la menorque puede ofrecer el instrumento. La gama puede estardividida en varias escalas o constar de una sola.
• Por ejemplo, el amperímetro de la Fig. a tiene una gama de0 a 5 mA, y una sola escala, mientras que el de la Fig. btiene una gama de 0 a 500 mA, dividida en 5 escalas, lascuales van respectivamente de 0 a 0.05 mA; de 0 a 0.5 mA;de 0 a 5 mA; de 0 a 50 mA y de 0 a 500 mA.
Fig. a. Miliamperímetro simple Fig. b. Miliamperímetro de 5 escalas
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Características dinámicas• Son aquellas que varían al realizar mediciones con
el instrumento de medición.
• Error dinámico
• Tiempo de respuesta
• Tiempo nulo
• Sobrealcance
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• Error dinámico: El error dinámico de uninstrumento se define como la diferencia entre lacantidad indicada en un instante de tiempo dado yel verdadero valor del parámetro que se estámidiendo.
• Idealmente se tiene un instrumento al que se esperase le aplique una variable de entrada a medir estable.
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Función ideal de entrada a un instrumento de medición
• Las variables de entrada no siempre son ideales:• P.g. si se trata de un voltímetro, y se hace variar
bruscamente el voltaje entre sus extremos.
• Esto provoca que la respuesta del instrumento enfunción del tiempo pueda presentar diferentesformas• Según podemos observar, para todo instante de
tiempo menor que 𝑡0 existe una diferencia entre lafunción aplicada y la respuesta del instrumento. Estadiferencia es lo que se denomina error dinámico.
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Respuestas sobreamortiguadas a la función de entrada de un instrumento
• Tiempo de respuesta: Es el tiempo transcurridoentre la aplicación de una función escalón y elinstante en que el instrumento indica un ciertoporcentaje (90%, 95% o 99%) del valor final.
• P.g. para instrumentos con aguja indicadora, eltiempo de respuesta es aquél que tarda la aguja enestabilizarse aparentemente, lo cual ocurre cuandoha llegado a un porcentaje determinado (porejemplo 1%) de su valor final.
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• Tiempo nulo: Es el tiempo transcurrido desde quese produce el cambio brusco a la entrada delinstrumento hasta que él alcanza el 5% del valorfinal.
• Sobrealcance: Se presenta cuando la magnitudmedida rebasa la magnitud real en función deltiempo. La diferencia entre el valor máximo y elvalor final se denomina sobrealcance.• P.g. en los instrumentos con aguja indicadora, la
deflexión se produce debido a que se aplica unafuerza a la parte móvil. Dicha parte móvil tiene unamasa, por lo que al aplicar la fuerza se origina unmomento que puede llevar a la aguja más allá delvalor correspondiente al de equilibrio 1313
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