SISTEMA DE MEDICIÓN
Para entender que es un sistema de medidas
debemos de tener claro
¿Que es un sistema?
conjunto que cumple una funcion especifica de la entrada y genera una salida
¿Qué es medir?
Es comparar cierta magnitud con otra magnitud que se ha escogido como unidad de medida (patrón de medida).
¿Qué es una medida?
cuando queremos conocer el valor de una variable
objetivo:
*controlar una variable- monitorear
*saber si esta en buen estado
cuando se presentan situaciones que el ser humano no es capaz de ver, recurrimos a los INSTRUMENTOS.
INSTRUMENTO: Equipo que permite capturar la variable.
¨CARACTERÍSTICAS ESTÁTICAS Y DINÁMICAS DE UN SISTEMA DE MEDIDA
Características estáticas
Relación entre la entrada y la salida cuando la entrada es constante o cuando ha transcurrido un tiempo suficiente para que la salida haya alcanzado el valor final.
- CURVA DE CALIBRACIÓN:Relación entre la entrada al sistema o en la magnitud y su salida.
para definir la curva adecuadamente se necesita indicar la forma(1.1) y sus limites.(1.2)
En cuanto a la forma de la curva de calibración, los instrumentos presentan una respuesta aproximada a una linea recta. Es necesario indicar el error cometido es decir la diferencia entre la curva real y la linealizada.
Para definir la curva linealizada se emplean los siguientes términos:
1.1.1 Sensibilidad: visualizar en la salida cualquier cambio minimo de la entrada. la sensibilidad de un instrumento tiene como objetivo no se pierdan datos al momento de la medición.
1.1.2 No linealidad: Máxima desviación de la curva de calibracion con respecto a la linea recta por la que se ha aproximado.
Algunos parámetros de los limites:
1.1.2 No linealidad: Máxima desviación de la curva de calibracion con respecto a la linea recta por la que se ha aproximado.
Algunos parámetros de los limites:
1.2.1 Campo de medida: Rango donde se puede efectuar la medida entre los limites.ejm: termómetro diseñado a medir entre rango -20° y 60° siendo el campo de medida .
1.2.2 Alcance, o fondo de escala: La diferencia entre el limite superior e inferior.(eje X).ejm: el alcance vendría siendo de 60°-(-20°)=80°.
1.2.3 Salida a fondo de escala: Diferencia entre la salida máxima y la mínima del campo de medida.(eje Y).
Parámetros adicionales para la definición de curva de calibración:
Parámetros adicionales para la definición de curva de calibración:
- Histéresis: diferencia en la medida dependiendo del sentido en el que se ha alcanzado(cuando se devuelve por otro camino difrenteal de ida.ejm: los transformadores.
-Deriva: Variación dependiendo de la variables fisicas.ejm:el desgaste normal a través del tiempo.
-Saturación: Nivel de entrada máximo a través del cual la sensibilidad disminuye.
-Resolución: Incremento o cambio mínimo de la variable de entrada que ofrece un cambio medible a la salidas.eje: conversor adc.
2. ERRORES
2. ERRORES
Se definen los siguientes términos para cuantificar el error:
2.1 Veracidad: valor medio de una serie de resultados y el verdadero valor.
existen diferentes factores que pueden contribuir a la variabilidad de un metodo de medicion:
-el operador que realiza la medicion.
-los equuipos.
-la calibracion.
-el ambiente.
-el intervalo.
2.2 Precisión: preciso aun cuando no marca el valor esperado.
la precision se cuantufuca a partir de dos términos denominados:
* Repetibilidad: la medición se realiza manteniendo constantes los factores. teniendo las mismas condiciones de medida en un tiempo corto.
* Reproducibilidad: factores varían con el tiempo.
2.3 Exactitud: valor medio menos el valor de entrada conjuntamente veracidad y precisión.
3. CALIBRACIÓN
Determinar el grado de concordancia, es decir que tan parecido es lo que mido con lo real.
MÉTODOS:
3.1 Calibración a un punto: que para un punto concreto del sistema la salida sea lo mas exacta posible.ejm: una bascula puesta en cero.
3.2 Calibración de cero y de la estabilidad: para ajustar perfectamente una curva de calibración lineal necesitaría ajustar:dos puntos a uno o pendiente (sensibilidad).
Características dinámicas
1. FUNCIÓN DE TRANSFERENCIA
Un bloque con entradas, salidas y una expresión que las relaciona,bloque con una o varias entradas que son excitadas y una o mas salidas que son respuestas no inmediatas ante las excitaciones.
Error momentáneo en la respuesta del sistema: la diferencia entre el valor esperado en cada momento y el que realmente se produce que se manifiesta cuando hay cambios en la variable de entrada, la salida lo hará también pero con retraso impuesto por la causalidad.
SISTEMA DE INSTRUMENTACIÓN
Objetivo:aproximarse lo mas al valor real.
modelar el comportamiento de un sistema mediante la función de transferencia.
1.2CARACTERIZACIÓN DE LA FUNCIÓN DE TRANSFERENCIA:
Una función de transferencia permite el comportamiento y modelamiento dinámico.
1.2.1 modelado teórico: extraer las relaciones teóricas entre las variables del sistema. para conseguir su función de transferencia la place o fourier, suele ser difícil y cuando se realizan aproximaciones impeden alcanzar gran exactitud.
1.2.2 modelado empirico: someter el sistema a determinadas excitaciones a la entrada para poder observar nuevamente su salida.
Diagrama de bode
para utilizar la función de transferencia en la función de la frecuencia w
características:
-dibuja el modulo en db
-la fase en grados de G(jw) en función del log de la frecuencia
El desarrollo en serie de fourier permite descomponer toda la señal periódica T en suma de senoides de periodos submúltiplos de T y se representa con una linea vertical de valor igual a su amplitud situada en el punto correspondiente a su frecuencia.
PARÁMETROS QUE PERMITEN CARACTERIZAR EL COMPORTAMIENTO DEL SISTEMA
-Distorsión de amplitud: efecto producido por el cambio en el espectro de la función de salida respecto al de entrada y se debe a los cambios en la amplificacion de los componentes.
-Adición de otras señales en las entrada que se originan por un comportamiento no lineal y suele cuantificarse mediante el para metro llamado distorsión armónica total.
THD es el cociente entre la suma de la potencia de todos los armónicos de frecuencias superiores a la frecuencia y potencial fundamental.
THD(%)=((raizsquare(v1^2+v2^2+...vn^2))/vf)*100
siendo vf el valor eficaz fundamental
-La distorsión de fase es el cambio introducido en la fase de los componentes del espectro de entrada cuando atraviesan el sistema
Un bloque con entradas, salidas y una expresión que las relaciona,bloque con una o varias entradas que son excitadas y una o mas salidas que son respuestas no inmediatas ante las excitaciones.
Error momentáneo en la respuesta del sistema: la diferencia entre el valor esperado en cada momento y el que realmente se produce que se manifiesta cuando hay cambios en la variable de entrada, la salida lo hará también pero con retraso impuesto por la causalidad.
SISTEMA DE INSTRUMENTACIÓN
Objetivo:aproximarse lo mas al valor real.
modelar el comportamiento de un sistema mediante la función de transferencia.
1.2CARACTERIZACIÓN DE LA FUNCIÓN DE TRANSFERENCIA:
Una función de transferencia permite el comportamiento y modelamiento dinámico.
1.2.1 modelado teórico: extraer las relaciones teóricas entre las variables del sistema. para conseguir su función de transferencia la place o fourier, suele ser difícil y cuando se realizan aproximaciones impeden alcanzar gran exactitud.
1.2.2 modelado empirico: someter el sistema a determinadas excitaciones a la entrada para poder observar nuevamente su salida.
Diagrama de bode
para utilizar la función de transferencia en la función de la frecuencia w
características:
-dibuja el modulo en db
-la fase en grados de G(jw) en función del log de la frecuencia
El desarrollo en serie de fourier permite descomponer toda la señal periódica T en suma de senoides de periodos submúltiplos de T y se representa con una linea vertical de valor igual a su amplitud situada en el punto correspondiente a su frecuencia.
PARÁMETROS QUE PERMITEN CARACTERIZAR EL COMPORTAMIENTO DEL SISTEMA
-Distorsión de amplitud: efecto producido por el cambio en el espectro de la función de salida respecto al de entrada y se debe a los cambios en la amplificacion de los componentes.
-Adición de otras señales en las entrada que se originan por un comportamiento no lineal y suele cuantificarse mediante el para metro llamado distorsión armónica total.
THD es el cociente entre la suma de la potencia de todos los armónicos de frecuencias superiores a la frecuencia y potencial fundamental.
THD(%)=((raizsquare(v1^2+v2^2+...vn^2))/vf)*100
siendo vf el valor eficaz fundamental
-La distorsión de fase es el cambio introducido en la fase de los componentes del espectro de entrada cuando atraviesan el sistema
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