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FUNDAMENTOS Y CLASIFICACIN DE LOS SENSORES Introduccin a los sistemas de medida Sistemas electrnicos de medida Clasificacin de los sensores.Sensores industriales*

Fundamentos y clasificacin de los sensores*Introuduccin a los sistemas de medida

Captulo 1Introduccin a los sistemas de medida


GeneralidadesEl ser humano percibe informacin del mundo a travs de sus sentidos, pero no todos percibimos de la misma manera. Dificultades para cuantificacin objetiva.

Nuestros sentidos son incapaces de estimar ciertas variables fsicas.

Necesidad de instrumentos de medida que suplan estas deficiencias.

Definicin de Instrumentacin: Tecnologa que comprende las tcnicas, equipos y metodologas relacionadas con el diseo, construccin y aplicacin de dispositivos fsicos para mejorar, complementar y aumentar la eficiencia de los mecanismos de percepcin del ser humano.

Instrumentacin electrnica: Tcnica que se ocupa de la medicin de cualquier magnitud fsica, de su conversin a elctrica y de su tratamiento para proporcionar la informacin adecuada a un sistema de control, operador humano o a ambos.


La instrumentacin electrnica en el control de procesos (I)Control: Gobierno de un sistema por otro sistema

Conceptos y terminologa relacionada con el control de procesos: Consignas o variables de control: Permiten especificar al operador la respuesta deseada de la planta.Seales de mando: Seales generadas por el sistema que, en funcion de las consignas, actuan sobre la planta para modificar la salida del proceso.Accionamientos o actuadores: Elementos que ejecutan las rdenes dadas por el operador a travs de las entradas de consigna.Perturbacin: Seal que modifica negativamente la salida de un sistema.Regular una variable: Mantener la variable en el valor deseado frente a las influencias externas.Seal de error: Diferencia entre la seal de referencia y la seal de realimentacin


La instrumentacin electrnica en el control de procesos (II)Tipos de sistemas de controlLazo abierto

Lazo cerrado (Realimentado)


La instrumentacin electrnica en el control de procesos (III)Sistema de medida en el contexto del control de procesos


Captulo 2Sistemas electrnicos de medida

Fundamentos y clasificacin de los sensores*Sistemas electrnicos de medida

GeneralidadesSistema: Conjunto de elementos en interaccin dinmica, organizados de acuerdo con una finalidad.

Los elementos de un sistema poseen propiedades cuyo valor es necesario conocer para observar su evolucin y/o asegurar su correcto funcionamiento.

Propiedades medibles: Cualquier propiedad de un objeto puede ser medible. Dentro de la industria podemos destacar las siguientes propiedades:ElctricasMagnticasMecnicasTrmicasQumicasRadiaciones

Sistema de medida: Sistema que asigna un nmero ( informacin) a una propiedad de un objeto o suceso con la finalidad de describirlo.Objetivos de las medidas:Monitorizar o controlar un proceso.Proporcionar informacin para verificar el comportamiento de un sistema

Sistema electrnico de medida: Sistema de medida basado en circuitos que estn formados por componentes electrnicos (Basados en las propiedades elctricas de conductores y semiconductores).


Caractersticas de los sistemas electrnicos de medidaDebido a la estructura electrnica de la materia, cualquier variacin de un parmetro no elctrico implica una variacin de un parmetro elctrico.

No es necesario absorber energa del medio cuyas variables se quiere medir porque podemos amplificar la salida del sensor.

Existe gran variedad de circuitos integrados para acondicionar las seales generadas por el sensor. Algunos contienen sensor y circuito acondicionador.

La transmisin de seales elctricas es mas versatil, aunque mas sensible a interferencias que las transmisiones mecanicas, hidraulicas o neumaticas.

Necesidad de convertir los valores de una propiedad a medir en valores de otra diferente ( La mayora de las propiedades a medir no son elctricas)


Adquisicin de datos: La informacin de las variables a medir es adquirida y convertida en una seal elctrica.

Procesamiento de datos: Procesamiento, seleccin y manipulacin de los datos por un procesador digital ( tipo microcontrolador) para alcanzar los objetivos perseguidos.

Distribucin de datos: El valor medido se presenta al observador y se almacena o se transmite a otro sistema.Funciones de un sistema electrnico de medida


Estructura de un sistema electrnico de medida

AmplificacinFiltradoLinealizacinModulacin /Demodulacin


Estructura de un sistema electrnico de medidaConversin A/D


Sistemas de medida*


Sistemas de medida*


Sistemas de medida*


Ejemplo de sistema de medida*


Topologa de estrella *


Topologa de Buses *


ACONDICIONAMIENTO DE LA SEAL


Acondicionamiento de la seal (I)Aislamiento:Proteccin del circuito de medida contra transitorios de alta tensin en las entradas.

Proteccin del sistema bajo comprobacin contra sobretensiones desde el sistema de medida.

Eliminar bucles de masa y tensiones en modo comn.

Filtro:Eliminar componentes de frecuencia no deseadas.

Tipo de filtro:

Medida de seal de continua o baja frecuencia -> Filtros Paso Bajo con frecuencias de corte entre 4 y 10KHz. (Pasivos, Activos);

Medida seal alterna -> Filtro para eliminar componentes de frecuencia fuera del ancho de banda de la entrada. Casos tpicos: Filtros rechazo banda selectivos (50Hz), filtros antialiasing.


Acondicionamiento (II)Linealizacin: Conseguir una respuesta lineal del sensor respecto a la variable medida.

Excitacin de sensores:Sensores pasivos: necesitan ser excitados para obtener una seal elctrica proporcional a la variacin de la magnitud fsica.

Puede formar parte del circuito de acondicionamiento con fuentes de corriente o de tensin de referencia.

Segn la topologa de excitacin tenemos:Medida a dos hilos.Medida a tres hilos.Medida a cuatro hilos.


Clasificacin de los sensores


GeneralidadesClasificacin de los sensoresSegn el principio fisico de funcionamientoSegn el tipo de seales que generanSegn la forma constructivaSegn el campo de valores que midenSegn el tipo de variable fsica medidaActivosPasivosAnalgicosDigitalesTemporalesDe medidaTodo- Nada (On-Off)DiscretosIntegradosInteligentes


Segn el principio fsico de funcionamientoClasificacin de los sensores segn el principio fsico de funcionamientoActivos (Generadores)Pasivos (Moduladores)PiezoelctricosFotoelctricosFotoemisivos FotovoltaicosTermoelctricos (Termopares)MagnetoelctricosElectromecnicosFotovoltaicosOtros

Resistivos (Resistencia variable)PotenciomtricosTermorresistivosFotorresistivosExtensiomtricosMagnetorresistivosElectroqumicosCapacitivos ( Capacidad variable)Inductivos (Inductancia variable)Reluctancia variablePermeancia variableTransformador variableMagnetoestrictivosSemiconductoresOtros


Segn el tipo de seal elctrica que generan (I)Clasificacin de los sensores segn el tipo de seal elctrica que generanAnalgicosDigitalesSegn el tipo de seal

Segn la polaridad

TemporalesPeridicasNo peridicasSeales variables

Seales continuasUnipolaresBipolaresSeales senoidales

Seales cuadradas

Frecuencia

FaseFrecuenciaRelacin alto/ bajoDuracin de un impulsoNumero total de impulsos


Segn el tipo de seal elctrica que generan (II)Sensores AnalgicosSensores que generan seales elctricas denominadas analgicas, que pueden tomar cualquier valor dentro de unos mrgenes determinados y llevan la informacin en su amplitud. Tipos de seales analgicas:Variables: Equivalen a la suma de un conjunto de senoides de frecuencia mnima mayor que cero. Continuas: Aquellas que pueden descomponerse en una suma de senoides cuya frecuencia mnima es cero. Tienen un cierto nivel fijo durante un tiempo indefinido, y representan la informacin mediante su amplitud.

Consideraciones:El mundo fsico es en general analgico -> La mayora de sensores proporciona este tipo de seales.Las seales tienen problemas de ruido, interferencias y distorsin, por lo que es necesario un circuito de acondicionamiento


Segn el tipo de seal elctrica que generan (III)Sensores DigitalesSensores que generan seales elctricas que solo toman un numero finito de niveles entre un mximo y un mnimo.Formato:Salida en Paralelo

Salida en SerieSeal AnalgicaELEMENTO SENSORCIRCUITO DE ACONDICIONAMIENTOCONVERTIDOR ANALOGICO DIGITALVariable fsica a medirnSeal AnalgicaELEMENTO SENSORCIRCUITO DE ACONDICIONAMIENTOCADVariable fsica a medirPROCESADORnSalidaserie1


Segn el tipo de seal elctrica que generan (IV)Sensores Temporales Sensores que proporcionan a su salida seales elctricas en las que la informacin esta asociada al parmetro tiempo.

Consideraciones importantes:Pocos sensores dan a su salida informacin en dominio temporal.La seal analgica proporcionada por el sensor puede convertirse en una seal temporal que lleva la informacin en la frecuencia mediante un oscilador controlado por tensin.

Variable fsica a medirELEMENTO SENSOROSCILADOR CONTROLADO POR TENSIONSeal temporalSeal analgicaSENSOR TEMPORAL


Segn el tipo de seal elctrica que generan (V)Tipos de seales temporales:

Seales temporales senoidales: Reciben el nombre de seales moduladasSe obtienen modificando un parmetro temporal de una seal senoidal generada por un circuito oscilador mediante un circuito electrnico denominado demodulador.

Seales temporales cuadradas: Tienen una amplitud fija y un parmetro variable que puede ser:Frecuencia o periodoRelacin entre la duracin del uno y el cero (On/Off):Periodo constanteInformacin contenida en la relacin entre el tiempo que se est en cada estado ( Ciclo de trabajo)Suele decirse que est modulada en anchura de pulso. (PWM)Duracin de un impulsoNmero total de impulsos que aparecen a la salida a partir de un determinado instante.


Segn el rango de valores de salidaSensor de medida: Proporciona a la salida todos los valores posibles correspondientes a cada valor de la variable de entrada dentro de un determinado rango.

Sensor todo-nada: Detecta si la magnitud de entrada est por encima o por debajo de un determinado valor. Proporciona a la salida una seal elctrica que solo puede tomar dos valores.ELEMENTO SENSORCIRCUITO ELECTRNICO DETECTOR DE NIVELVariable fsica a medirSeal temporalSeal analgicaSENSOR TODO-NADA


Segn el nivel de integracin de los sensoresSensor discreto: Sensor en el que el circuito de acondicionamiento se realiza mediante componentes electronicos separados e interconectados entre s.

Sensor integrado: Elemento sensor y circuito acondicionador (al menos este ultimo) construidos en un unico circuito integrado, monolitico o hibrido.

Sensor inteligente: Realiza al menos una de las siguientes funcionesClculos numricosComunicacin en red ( No una punto a punto)Autocalibracion y autodiagnosticoMultiples medidas con identificacion del sensor


Segn la variable fisica medidaClasificacin de los sensores segn el tipo de variable fsica medidaPresinTemperaturaHumedadFuerzaDesplazamiento/ Velocidad/ Aceleracin de objetosCaudalPresencia y/o posicin de objetosNivel de slidos o lquidosQumicosMagnitudes elctricasMagnitudes pticasOtros


Combinacin de los principios fsicos de funcionamiento y las variables fsicas medidas por los sensores


Sensores Industriales. Parmetros Caractersticos


GeneralidadesSensores adecuadamente construidos para trabajar en las condiciones existentes en un entorno industrial ( Temperatura elevada, presencia de polvo, humedad relativa altaetc)

Principales parmetros caractersticos:

Caractersticas de entrada

Caractersticas elctricas

Caractersticas mecnicas

Caractersticas de funcionamiento

Caractersticas ambientales

Caractersticas de fiabilidad

De salidaDe alimentacinDe aislamientoEstticasDinmicas


Caractersticas de entrada Campo de medida: Conjunto de valores de la magnitud a medir que estn comprendidos dentro de los limites superior e inferior de la capacidad de medida del sensor. Se indica mediante la especificacin de los valores extremos.Unidireccional ( Ej.: 0 a 10 cm)

Bidireccional

Desplazado ( Ej.: 50 a 100 kg/ cm2)

Sobrerrango o sobrecarga: Mximo valor de la magnitud a medir que puede aplicarse sin ocasionar un cambio en sus caractersticas que rebase una tolerancia determinada.

Forma de variacin de la magnitud de entrada

Simtrico ( Ej.: 30 C )Asimtrico (Ej.: -10 a 70 C )Datos estticosDatos dinmicosDatos transitoriosDatos aleatorios


Caractersticas elctricas de salidaLigadas al tipo de formato empleado. Tienen una gran importancia pues de ellas depende la compatibilidad entre el sensor y el sistema acoplado a l.

Tipos:Sensores de salida analgica

Sensores de salida digital

Por tensin

Por corriente


Sensores de salida analgica (I)Sensores de salida por tensin:

La impedancia de salida del sensor debe ser mucho mayor que la de la entrada del circuito al que se conecta para que sea despreciable la cada en los hilos de conexin.

Adecuada para transmitir la informacin cuando la distancia entre el sensor y el equipo electrnico es reducida.

Mrgenes comunes de tensin: 0 a 10 V, 1 a 5 V, -5 a 5 V, -10 a +10 V

SENSORVgZ2Z0SISTEMA ELECTRONICO


Sensores de salida analgica (II)Jh

SENSORIgZ2Z0SISTEMA ELECTRONICOIRELEMENTO SENSORCONVERTIDOR TENSIN- CORRIENTESalida por corrienteSeal analogicaSENSOR ANALGICO DE SALIDA POR CORRIENTE Variable fsica a medir


Sensores de salida analgica (III)Sensores de salida por corriente

Impedancia de salida del sensor elevada (Del orden de decenas de K) e impedancia de entrada del sistema electrnico muy pequea (Del oden de decenas de Ohmios).

Transmision no influenciada por la variacion de la impedancia de los cables.

Seales parsitas (Ruido) de pequea amplitud.


Sensores de salida digitalLos sensores digitales son aquellos que frente a un estmulo pueden cambiar de estado ya sea de cero a uno o de uno a cero (hablando en trminos de lgica digital) en este caso no existen estados intermedios y los valores de tensin que se obtienen son nicamente dos, 5V y 0V (o valores muy prximos)


Caractersticas elctricas de alimentacinLa mayora de los sensores son pasivos y necesitan una fuente de alimentacin. La tensin de alimentacin puede ser continua o alterna, aunque generalmente es continua.

Parmetros a considerar:Ondulacin residual: Mxima tensin alterna pico a pico superpuesta a la tensin continua para que el sensor funcione correctamente.

Consumo de corriente en vaco: Mximo valor de corriente que el sensor demanda de la fuente de alimentacin cuando no se conecta una carga a su salida.

Impedancia de la fuente e impedancia de entrada: Impedancia presentada al sensor por la fuente de alimentacin y a la fuente de alimentacin por el sensor respectivamente.


Caractersticas elctricas de aislamientoCuando dos o ms partes de un sensor estn aisladas elctricamente es importante conocer el grado de aislamiento entre ellas.

Parmetros a considerar:

Resistencia de aislamiento: Resistencia entre las partes aisladas medida mediante la aplicacin de una tensin continua de determinado valor.

Tensin de ruptura o rigidez dielctrica: Mxima tensin que se puede aplicar entre las partes aisladas sin que se produzca un arco elctrico o sin que la corriente que circule entre ambas supere un valor determinado.


Caractersticas estticasEstablecen la relacin entre la entrada y salida de un sensor cuando el tiempo transcurrido desde la ultima variacin de la entrada es tal que la salida alcanza el rgimen permanente.

Curva de calibracin (Static Transfer Function)Campo de medida (range)Alcance, Fondo de escala (span FS-)Salida a Fondo de escala (full scale output FSO-)SensibilidadNo linealidadZona muertaHistresisDerivaSaturacinResolucin

Errores de medidaVeracidadPrecisinExactitudRepetibilidadReproducibildad


Caractersticas estticas: Curva de calibracin (I)Curva de calibracin: Relacin entre la entrada y salida de un sensor en rgimen esttico. Puede ser lineal o no lineal.

LinealNo Lineal

Salida

Magnitud a medir

Salida

Magnitud a medir

(a)

(b)


Caractersticas estticas: Curva de calibracin (II)Sensibilidad

No linealidad

Salida,Y

Magnitud a medir, X

YS

YI

Salida a fondo de escalaYS-YI

Campo de medidaAlcance=XS-XI

XIlmiteinferior

Xslmitesuperior

Salida

Magnitud,X

XS

XI

Curva real

Curva linealizada

h2

Salida

Magnitud,X

XS

XI

Curva real

Curva linealizada

h1

Desviacinmxima

(a)

(b)


Caractersticas estticas: Curva de calibracin (III)Zona muerta

Histresis

Salida,Y

Magnitud a medir,X

X

Y1

Y2


Caractersticas estticas: Curva de calibracin (IV)Saturacin

Resolucin

Salida

Tensin de entrada, (V)

000

001

010

011

100

101

110

111

0,500

1,00

0

Salida

Magnitud a medir,X

Xsat


Caractersticas estticas: Errores de medida

Tipos de erroresError absolutoError relativoError sistemticoError aleatorio

Parmetros asociados con los errores de medidaVeracidadPrecisin o fidelidadExactitud


Errores*


Propagacin de errores*

OperacinResultadoResultado corregidoSumaDiferenciaProducto*Cociente*


CALIBRACIN


Calibracin*

Salida

Magnitud a medir

S1

S2

Instrumento 1

Instrumento ideal

Instrumento 2


Calibracin*

Salida

X

Salida

X

Salida

X

Xn

Yn

Respuestareal

Respuestabuscada

(a)

(b)

(c)


Caractersticas dinmicas


Caractersticas dinmicas *

y(t)

G(t)

(a)

(b)

x(t)

valorfinal

valorinicial

y(t)

error(t)

t

t

t

x(t)



x(t)

y(t)

(a)

(b)

x(t)

y(t)

retraso

VALOR EXACTO

VALOR EXACTO

t

t

t

t



t

t

t

t

t

t

t

t

t

t

f

f



BANDA PASANTE

BANDA PASANTE

0

0

90

0

(a)

(b)

CAMBIO DE FASE

CAMBIO DE FASE

90



T

DESARROLLO EN SERIE DE FOURIER

t

t

f

f



t

(a)

x

y

x

y

y

(b)

(c)

(d)

t

t


Sistemas de primer orden *

tolerancia permitidapor la precisin

t

ts

tr

x(t)

xF

0,9xF

0,1xF


Sistemas de segundo orden *

X(t)

t

(a)

(c)

t

XF

(b)

t

X(t)

X(t)

XF

XF

tolerancia permitidapor la precisin

t

ts

tu

x(t)

xF

xmax


Caractersticas mecnicas (I)Caractersticas que hacen referencia a los aspectos de tipo mecnico relacionados con el sensor industrial y sus condiciones de manejo e instalacin.

Especificaciones del fabricante:Configuracin constructiva y dimensiones externasInstrucciones de montajeTipo, tamao y localizacin de las conexiones elctricas y mecnicasForma de realizar ajustes externos en caso de ser necesariosMaterial de la carcasaGrado de proteccin o sellado de la carcasa ante agentes externos


Caractersticas mecnicas (II)Grado de proteccin o sellado:Norma 144 de la IEC (Comisin Electrotcnica Internacional) perteneciente a ISO (Organizacin Internacional de Normalizacin).Especifica el grado de oposicin a la entrada de agentes externos slidos o lquidos.Se indica mediante las siglas IP (Ingress Protection) seguidas de dos cifras decimales. Cuanto ms altos son los nmeros, mayor es la proteccin de la carcasa.

METER TABLA IEC 144


Caracteristicas ambientalesEfectos trmicos

Efectos de la aceleracin y las vibraciones

Efectos de la presin ambiental

Efectos de las perturbaciones elctricas

Humedad, corrosin, atmsfera salina

Efectos del montaje


Caractersticas de fiabilidad

Hacen referencia a la vida til del sensor y a los errores que pueden aparecer con el transcurso del tiempo como consecuencia de su envejecimiento.

Parmetros que la definen:Vida til (Lifetime)Vida de almacenamiento (Storage life)Estabilidad temporal de la salidaDeriva de cero (Zero Drift)Deriva de la sensibilidad (Sensibility drift)

*****El operador fija la respuesta deseada de la planta mediante las variables de control o consignas, y a partir de ellas el sistema de control genera las seales de mando. Mediante los los actuadores se influye sobre la planta para modificar la salida del proceso.

Sistemas en lazo abierto: El sistema de control no recibe ninguna informacin sobre el comportamiento de la planta, no afectando la salida del proceso a la accin de control. Se usa cuando se conoce de antemano la relacin entre entrada y salida, y no existen perturbaciones de ningn tipo.

Sistemas en lazo cerrado o realimentados: El comportamiento deseado se establece mediante las seales de consigna, y en funcin de ellas el sistema de control genera las seales de mando adecuadas para que La salida (variable regulada) mantiene el valor deseado pese a las perturbaciones exteriores, pues mediante la realimentacion se lleva a la entrada,y el controlador es alimentado mediante la seal de error. La ventaja principal de estos sistemas es que hace insensible al conjunto frente a perturbaciones e incluso variaciones internas de los parmetros.*En el contexto del control de procesos, el inters de la instrumentacin electrnica radica en las tcnicas y procedimientos que aporta para medir la variable de proceso e informar al sistema de control.Medida como elemento fundamental para el control: No podemos controlar una variable de forma ms precisa a como la podemos medir.El conocimiento del estado de un proceso se realiza empricamente mediante la medida.Haciendo uso de procedimentos electrnicos de instrumentacin podemos disear un sistema de medida integrado en el ciclo de control:Instrumentar un sistema fsico: Aadirle todos los sistemas de captacin que puedan leer los parmetros fsicos que formen parte de l.Instrumentacin y control son dos disciplinas fuertemente ligadas, y a veces la frontera que las separa no es tan evidente, llegandose a hablar de instrumentacin de medida ( Captacin de seales y su acondicionamiento) e instrumentacin de control ( Accionamiento, incluyendo sistemas de toma de decisiones). Nuestro estudio se centrar en la Instrumentacin electrnica de medida.**La informacin de las variables que se pretenda capturar se almacena en algn tipo de variable electrica, generalmente tensin. Esta variable es lo que se denomina seal. Si la variable y la seal que la contiene tienen la misma naturaleza, ambas coinciden ( o son proporcionales), y en caso contrario la variable se almacena dentro de alguno de los parametros de la seal. Variables Analgicas: Los datos pueden tomar cualquier valor dentro de un intervalo determinado. Variables Digitales: Los datos constituyen un sistema finito de valores.En cuanto a seales, podemos clasificarlas segn en mismo criterio, aunque una seal analgica o digital puede tomar contener variables de los dos tipos. En funcin de esto

***La variable del mundo fisico es convertida al mundo electrico mediante un dipositivo sensor y posteriormente es acondicionada para ser procesada.

Sensor: Dispositivo que convierte una variable fsica cualquiera ( electrica, mecanica, optica) en otra u otras variables electricas que en alguno de sus parametros ( tension, corriente, frecuencia ) contiene toda la informacion correspondiente a la primera.

Acondicionamiento: Adaptacion de la seal procedente del sensor (normalmente de pequeo nivel, espectro grande..) para que pueda ser procesada adecuadamente. Este acondicionamiento puede contener alguna de las siguientes operaciones:Amplificacion: Incrementar el nivel de potencia de la seal.Filtrado: Eliminar las componentes no deseadas de la seal.Linealizacin: Obtener una variable de salida que varie linealmente con la variable que se quiere medir.Modulacion/ Demodulacion: Modificar la forma de la seal para poder transmitirla a largas distantancias o reducir su sensibilidad frente a interferencias durante el transporte.

Despus del acondicionamiento, la seal es convertida del mundo analgico al dominio digital mediante el convertidor analgico-digital (ADC) , cuya salida se procesa mediante un procesador digital de seales.Una vez procesada, puede ser necesario entregar la informacion en forma analgica mediante un DAC. Finalmente la seal puede enviarse a un observador para su visualizacin, almacenarse en memoria o enviarse a otro equipo de medida o sistema de control.******Principio fsico de funcionamiento: Principio fsico utilizable para convertir una variable de dominio no elctrico en otra de dominio elctrico. Existen innumerables principios fsicos de conversion, como la induccion electromagnetica, la variacion de la resistencia o la capacidad, el efecto piezoelectrico, termoelectricoetc.

Segn el principio fsico de funcionamiento los sensores pueden ser: Sensores activos (Generadores): Sensores en los que la magnitud fsica a medir proporciona la energa necesaria para la generacion de la seal electrica de salida. Sensores pasivos (Moduladores): La magnitud fisica a medir modifica alguno de sus parametros electricos caracteristicos (R, C). Se caracterizan por necesitar una tension de alimentacion externa.********Principio fsico de funcionamiento: Principio fsico utilizable para convertir una variable de dominio no elctrico en otra de dominio elctrico. Existen innumerables principios fsicos de conversion, como la induccion electromagnetica, la variacion de la resistencia o la capacidad, el efecto piezoelectrico, termoelectricoetc.

Segn el principio fsico de funcionamiento los sensores pueden ser: Sensores activos (Generadores): Sensores en los que la magnitud fsica a medir proporciona la energa necesaria para la generacion de la seal electrica de salida. Sensores pasivos (Moduladores): La magnitud fisica a medir modifica alguno de sus parametros electricos caracteristicos (R, C). Se caracterizan por necesitar una tension de alimentacion externa.****Datos estticos: No presentan variaciones rpidas o discontinuidades, y estn asociados a magnitudes cuya evolucin en el tiempo implica un contenido de armnicos de baja frecuencia. Permiten el uso de un unico canal de procesamiento para procesar la informacin proporcionada por varios sensores.

Datos dinmicos: Naturaleza casi siempre peridica. Se generan durante el funcionamiento estable y continuo de los sistemas como manifestacin de su funcionamiento peridico. (Ej.: rganos giratorios de mquinas, elementos mecnicos en mov. alternativoetc)

Datos transitorios: Se producen en algunos sitemas fsicos como consecuencia de una perturbacin que aparece en un determinado punto de los mismos. Presentan cambios bruscos que contienen la informacion principal del funcionamiento del sistema.

Datos aleatorios: Presentan variaciones no previsibles en sus parmetros fundamentales (Amplitud y frecuencia ) por lo que su anlisis precisa criterios estadsticos y estudio de funciones de probabilidad.

****El sensor consituye una fuente de corriente que transmite a los cables una intensidad proporcional a la magnitud a medir: Para ello la impedancia de salida de este tipo de sensores debe ser muy elevada y la de entrada del sistema electrnico muy pequea.

La transmision no est influenciada por la variacion de la impedancia de los cables pues la caida de tension no tiene efecto en ellos, porque la corriente en todos los puntos de un circuito serie es la misma.

Por ser la impedancia de entrada del sistema electronico mucho menor que la de salida del sensor, las seales parsitas (ruido) que apararecen en ella debido a la presencia de interferencias sobre los cables son de muy pequea amplitud.

Niveles de corriente normalizados:-20 a 20 mA, 4 a 20 mA y 0 a 20 mA.*****Parmetros relacionados con la curva de calibracin (I) Campo o rango de medida: Conjunto de valores de la magnitud a medir que estn comprendidos dentro de los lmites superior e inferir de la capacidad de medida del sensor.Alcance, fondo de escala o amplitud: Diferencia entre los lmites superio e inferior de medida.Salida a fondo de escala: Diferencia entre las salidas de los extremos del campo de medida.*Parmetros asociados con la curva de calibracin (II)

Sensibilidad: Pendiente en cada punto de la curva de calibracion.

No linealidad: Mxima desviacin de la curva de calibracion respecto a la recta. El valor de no linealidad suele expresarse en % respecto al alcance.***Tipos de errores:Error absoluto: Diferencia entre el valor medido RM y el valor exacto VM

.Error relativo: Relacion entre el valor absoluto EA y el valor exacto VM

Error sistemtico: Error que en el curso de varias medidas de una magnitud hechas en las mismas condiciones permanece constante en valor absoluto y signo. Puede evitarse cambiando de instrumento, operario...etc.

Error aleatorio: Error que permanece una vez eliminadas las causas de errores sistemticos. Se elimina calculando la media.

Parmetros asociados con los errores de medida:Veracidad (Trueness): Grado de concordancia entre el valor medio obtenido de una gran serie de resultados y el valor verdadero o aceptado como referencia.

Precision o fidelidad: Concepto que caracteriza la capacidad de un sistema para proporcionar el mismo resultado cuando la medida se repite en unas condiciones determinadas.

Exactitud (Accuracy): Trmino empleado para referirse conjuntamente a la veracidad y a la precision. Caracteriza la correspondencia entre los resultados entre s y con el valor verdacero. Concepto que caracteriza la capacidad de un sistema para proporcionar el valor exacto de la variable que se mide. Se determina mediante calibracion estatica.

***Efectos trmicos:.Se evalan mediante error de temperatura, que define la variacin mxima de salida cuando la temperatura vara desde un determinado nivel de temperatura ambiente hasta la mxima especificada.Deriva trmica de cero: Es la mxima variacin observada en la salida del sensor al variar la temperatura de operacin dentro de un rango de funcionamiento con una magnitud de entrada nula y sin carga. Ocasiona un desplazamiento paralelo de la curva de calibracion.Deriva trmica de la sensibilidad: Mxima variacion observada en la salida del sensor al variar la temperatura de operacin dentro del rango de funcionamiento con una determinada entrada . Ocasiona un cambio de pendiente en la curva de calibracion.

Efectos de la aceleracin y las vibracionesAceleracin: Se especifican mediante el error de aceleracion, definido como la diferencia mxima entre los valores de salida obtenidos con la aplicacin de una aceleracion constante a lo largo de un eje determinado y en ausencia de ella.Vibraciones: Se especifican mediante el error de vibracion, definido como la variacion maxima de la salida para unos determinados niveles de amplitud y frecuencia de vibracion bajo unos ejes y en condiciones ambientales concretas.

Efectos de la presin ambiental: Especificados mediante el error de presin ambiental, definido como la mxima variacin en la salida cuando la presin ambiental cambia dentro de unos valores especficos.

Efectos de las perturbaciones elctricas: Especificados mediante los errores de interferencia, que se manifiestan como seales parsitas superpuestas a la seal de salida.*Vida til: Mnimo tiempo durante el cual el sensor funciona sin sufrir modificaciones de sus caractersticas dentro de un margen de tolerancia especfica.Vida de almacenamiento: Tiempo durante el cual un sensor puede estar almacenado en unas condiciones determinadas sin sufrir modificaciones de sus caracteristicas dentro de un margen de tolerancia determinado.Estabilidad temporal de la salida: Variacin del valor de la seal de salida durante un tiempo determinado cuando la magnitud que se mide, al igual que las condiciones ambientales, se mantiene constante.Deriva de cero: Variacion de la seal de salida cuando la magnitud de entrada es cero, durante un periodo de tiempo determinado y a temperatura ambiente.Deriva de la sensibilidad: Mximo cambio de la sensibilidad observado durante un perodo de tiempo determinado a temperatura ambiente.

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