DEPARTAMENTO DE ELCTRICA Y ELECTRNICA

CARRERA DE ING. EN ELECTRNICA E INSTRUMENTACIN

ASIGNATURA: SENSORES

Unidad I

TEMA: UNIDADES DE MEDIDAS Y LOS ESTANDARES

Docente: Ing. Jos Bucheli

Nombre Estudiantes:

1) Alex Haro

Fecha: 11/ 05/2015

CONFIGURACIN GENERAL ENTRADA SALIDA

1. INTERFERENCIAS Y PERTURBACIONES INTERNAS

En un sistema de medida el sensor es un elemento dispuesto expresamente con

la misin de obtener informacin, en forma de seal elctrica, sobre la propiedad

medida. Pero no sera razonable esperar, a priori, que por una parte el sensor respondiera

exclusivamente a una seal de inters, y que por otra el origen de las seales de

salida fuera nicamente la seal presente a la entrada. La experiencia demuestra

en seguida que esto no es as y por lo tanto, conviene tener en cuenta esta

realidad. En las mediciones de seales interviene dos factores que alteran las

seales de salida de los sensores estos factores son:

-Interferencias

-Perturbaciones internas

Se denomina interferencias o perturbaciones externas aquellas seales que afectan al sistema de medida como consecuencia del principio utilizado para

medir las seales de inters. Perturbaciones internas son aquellas seales que

afectan indirectamente a la salida debido a su efecto sobre las caractersticas del

sistema de medida.

Estas pueden afectar tanto a las caractersticas relativas a las variables de inters como a las relativas a las interferencias.

En la figura siguiente se describe grficamente un caso de perturbaciones, mediante las letras F se expresa una relacin entre la entrada y la salida de cada

bloque, se puede observar que esta seal puede actuar como interferencia y

como perturbacin interna.

Un ejemplo ms claro de perturbaciones seria el siguiente:

Para medir una fuerza es comn emplear una galga extensa mtrica. Este se basa en la variacin de la resistencia elctrica de un conductor o semiconductor como

resultado de aplicarle un esfuerzo. Dado que un cambio de temperatura

producir tambin una variacin del valor de la resistencia. Se dice que los

cambios de temperatura son una interferencia o perturbacin externa. A su vez

para la medida de los cambios de resistencia con el esfuerzo aplicado har falta

un amplificador electrnico .Dado que los cambios de temperatura afectarn a

las derivas de dicho amplificador y con ellas a la medida, resulta que dichos

cambios son tambin una perturbacin interna.

Tcnicas de compensacin

Los efectos de las perturbaciones internas pueden reducirse mediante una alteracin del diseo o a base de aadir nuevos componentes al sistema

sensorial.

Para lograr esto existen varios mtodos para compensar dichas perturbaciones los cuales son:

Insensibilidad intrnseca:

Se trata de disear el sistema de forma que sea inherentemente sensible slo a las entradas deseadas. Sin embargo por razones prcticas obvias, este mtodo no

se puede aplicar en todos los casos. En el caso de sensores de magnitudes

mecnicas vectoriales, es el mtodo aplicado para tener una sensibilidad

unidireccional y una baja sensibilidad transversal, es decir, en las direcciones

perpendiculares a lado inters.

Otro mtodo es el mtodo de retroaccin negativa, se aplica con frecuencia para reducir el efecto de las perturbaciones internas, y es el mtodo en el que se basan

los sistemas de medida por comparacin.

El principio se puede representar mediante la siguiente figura:

El bloque H puede ser insensible a dichas perturbaciones porque maneja menos

energa que el bloque G.

El sistema de medida , G(s), y la retroaccin empleada H(s), son lineales y se pueden describir mediante su funcin de transferencia la cual viene dada por :

Donde la aproximacin es aceptable cuando G(s) H(s)>>1. Si la retroaccin negativa es insensible a la perturbacin considerada y esta diseada de forma

que el sistema no se haga inestable, resulta entonces que la seal de salida no

vendr afectada por la perturbacin. La viabilidad de una solucin de este tipo

hay que juzgarla desde la perspectiva de las condiciones fsicas de los elementos

descritos por G(s) y H(s). La posible insensibilidad de H a la perturbacin es una

consecuencia de que H maneja menos energa que G, ello permite que H pueda

ser mucho ms exacto y lineal que G, en este caso tambin resulta que se extrae

menos energa del sistema donde se mide.

Otra tcnica para reducir las interferencias es el filtrado, un filtro es todo dispositivo que separa seales de acuerdo con su frecuencia u otro criterio. Silos

espectros frecuencia les de la seal y las interferencias no se solapan, la

utilizacin de un filtro puede ser efectiva.

El filtro puede ponerse en la entrada o en una etapa intermedia. En el primer caso puede ser elctrico o mecnico, por ejemplo, para evitar vibraciones. En

otro caso puede ser neumtico, trmico. Por ejemplo, un blindaje con masa

apreciable para evitar los efectos de turbulencias al medir la temperatura media

de un fluido en circulacin.

Los filtros dispuestos en entrada intermedia son casi en su mayora filtros elctricos.

Una tcnica habitual de compensacin de perturbaciones es la utilizacin de entradas opuestas. Se aplica con frecuencia para compensar el efecto de las

variaciones de temperatura. Si, por ejemplo, una ganancia varia con la

temperatura por depender de una resistencia que tiene coeficiente de temperatura

positivo, puede ponerse en serie con dicha resistencia otra que vari de forma opuesta (con

coeficiente de temperatura negativo ) y as mantener constante la ganancia a pesar de

los cambios de temperatura.

Tambin se aplica esta tcnica en galgas extenso mtricas, en la alimentacin de puentes resistivos, para compensar el coeficiente de temperatura de galvanmetros y

para compensacin de vibraciones en sensores piezoelctricos.

Bibliografa Areny, R. P. (2003). Sensores y Acondicionamiento de Seal (Vol. CUARTO). BARCELONA:

MARCOMBO S.A.

http://www.ele.uva.es/~lourdes/docencia/Master_IE/Sensores.pdf. (10 de MAYO de 2015).

http://www.ele.uva.es/~lourdes/docencia/Master_IE/Sensores.pdf. Obtenido de

http://www.ele.uva.es/~lourdes/docencia/Master_IE/Sensores.pdf