CARACTERÍSTICAS DE LOS INSTRUMENTOS

Objetivos: Al finalizar la sesión, el participante estará en condiciones de conocer y describir correctamente las características generales de los instrumentos industriales.

Campo de medida (Rango)

Conjunto de valores de la variable medida que están comprendidos dentro de los límites superior e inferior de la capacidad de medida o de transmisión del instrumento.

Por ejemplo:

El campo de medida del instrumento de la figura anterior es de 0 – 60 mbar.

Alcance (Span)Es la diferencia algebraica entre los valores superior e inferior del campo de medida del instrumento. En el gráfico se observa que el span es 60 mbar.

Error

Ejercicio: Un instrumento indica el valor de lectura de 38.2 mbar. Determine el error sabiendo que el valor real de la variable es 42.1 mbar.Rpta.:Error: 3.9 mbar.

Es la diferencia algebraica entre el valor real de la variable medida y el valor leído o transmitido por el instrumento.

Error estático: Es el error que se presenta cuando el proceso está en condiciones de régimen permanente.

Error dinámico: Diferencia entre el valor instantáneo de la variable y el indicado por el instrumento, en régimen dinámico. En condiciones dinámicas el error varía considerablemente debido a que los instrumentos responden a los cambios de energía de la variable controlada.

ExactitudExactitud

Es la cualidad de un instrumento de medida por la que tiende a dar lecturas próximas al verdadero valor de la magnitud medida

Error medio o promedio

Es la media aritmética de los errores en cada punto de la medida determinados para todos los valores crecientes y decrecientes de la variable medida.

Error promedio2.5 mbar.

PrecisiónEs la tolerancia de medida o de transmisión del instrumento y define los límites de los errores cometidos cuando el instrumento se emplea en condiciones normales de servicio. Hay varias formas de expresar la precisión:a)Tanto por ciento del alcance: Ejemplo: ¿Entre qué valores estará comprendido el valor real de la variable para una lectura del instrumento de 20 mbar y una precisión de +/- 0.5% del alcance?

Solución:El valor real de la presión estará comprendido entre: 20 +/- (0.5*60/100) = 20 +/- 0.3es decir entre 19.7 y 20.3 mbar.

b)Directamente en unidades de la variable medida.

Ejemplo: En el instrumento anterior se tiene una lectura de 20 mbar y precisión de +/- 0.6 mbar. ¿ Cuál será el mínimo valor que puede tener el valor real de la presión?

Solución:El valor real estará comprendido entre 20 +/- 0.6, es decir entre 19.4 y 20.6 mbar. Luego el valor mínimo será 19.4 mbar

c) Tanto por ciento de la lectura efectuada:

Ejemplo: ¿Cuál será el máximo valor real para una lectura de 20 mbar y una precisión de +/- 0.5% de la lectura efectuada?

Solución:El valor real de la presión estará comprendido entre 20 +/- (0.5*20/100) = 20 +/- 0.1, es decir entre 19.9 y 20.1 mbar. Luego el máximo valor será 20.1 mbar

d)Tanto por ciento del valor máximo del campo de medida.

Ejemplo: ¿Entre que valores se encontrará el valor real , para una lectura de 20 mbar y una precisión de +/- 2% del valor máximo del campo de medida en el instrumento anterior?

Solución:El valor real de la presión estará comprendido entre 20 +/- 1.2, es decir entre 18.8 y 21.2 mbar.

SensibilidadEs la razón (cociente) entre el incremento de la lectura y el incremento de la variable que lo ocasiona, después de haberse alcanzado el estado de reposo. Ejemplo:En un transmisor electrónico con señales normalizadas de 0-10 bar y 4-20 mA, la presión pasa de 5 a 5.5 bar y la señal de salida de 11.9 a 12.3 mA, la sensibilidad es como sigue:

5.0)010/()55.5()420/()9.113.12(

%100*)010/()55.5(

%100*)420/()9.113.12(

S

e

ses

S

Repetibilidad

La repetibilidad es la capacidad de reproducción de las posiciones del índice o de la señal de salida del instrumento al medir repetidamente valores idénticos de la variable en las mismas condiciones de servicio y en el mismo sentido de variación, recorriendo todo el campo.

Se considera en general su valor máximo (repetibilidad máxima) y se expresa en tanto por ciento del alcance.

Histéresis

Es la diferencia máxima que se observa en los valores indicados por el índice para el mismo valor cualquiera del campo de medida, cuando la variable recorre toda la escala en los dos sentidos ascendente y descendente.Se expresa en tanto por ciento del alcance de la medida.

Por ejemplo: Si en un termómetro de 0-80 ºC, para el valor de la variable de 40ºC, la aguja marca 39.9 al subir la temperatura desde 0 ºC, e indica 40.1 ºC al bajar la temperatura desde 80 ºC, el valor de la histéresis es de:

Si 80-----------100%0.2----------- xEntonces:

%25.0100.802.0 x

Es la capacidad de un sensor de realizar una función requerida en condiciones indicadas durante un período indicado. Es expresado en términos (condiciones) estadísticos como una probabilidad de que el dispositivo funcionará sin el fracaso durante un tiempo especificado o un número de veces.

Fiabilidad

Zona muertaLa banda muerta es la insensibilidad de un sensor en una gama específica de señales de entrada .En aquella gama, la salida no varía cerca de un cierto valor sobre una zona de banda muerta entera. Se expresa en porcentaje del alcance del instrumento.EjemploEn un rotámetro se observan los siguientes datos: Rango: 50 a 250 gl/min. , Zona muerta 0,1%.El valor mínimo para notar variaciones en la escala es:

A) 0,2 gl/min.B) 0,0025 gl/min.C) 25 gl/min.D) 0,25 gl/min. E) 1 gl/min.

Rpta: A