Carácterísticas Estáticas y Dinámicas

CARÁCTERÍSTICAS
ESTÁTICAS Y DINÁMICAS
ING. ALEJANDRO PALACIOS
TECNOLOGÍA SUPERIOR EN ELECTRICIDAD
INSTRUMENTACIÓN
Características estáticas
• Curva de Calibración
Relación entre la entrada aplicada al
sensor y su salida en
régimen estático. Permiten obtener
una relación directa punto a punto de
la señal de salida en función de la
entrada y viceversa.
 Sensibilidad
Representa el cambio producido en la variable de
salida o resultado de lectura del instrumento para un
determinado cambio en la entrada. Es decir, es la
razón entre el incremento de la lectura y el
incremento de la variable que lo ocasiona, después de
haberse alcanzado el estado de reposo.
Para instrumentos analógicos, la sensibilidad se define
como el cociente entre la deflexión observada en la
escala y el valor medido que ocasiona la deflexión .
• Rango o Campo de Medida
Es el conjunto de los valores correspondientes a la
variable que es objeto de la medida, y que están
comprendidos dentro de los límites superior e
inferior de la capacidad de medida del instrumento;
se expresa mediante los valores extremos.
 Alcance (Span)
Diferencia algebraica entre el valor superior e inferior del campo de medida del
instrumento.
Ejemplo:
Un termómetro de Hg con un rango de 0°C a 50°C tiene un SPAN de:
 Salida a fondo de escala (Sfe)
Diferencia algebraica entre los valores máximos y mínimos que nos entrega el
dispositivo.
Ejemplo:
Suponiendo que un termómetro de Hg tiene un campo de medida de 0°C a 50°C,
pero en la práctica el instrumento nos muestra un campo de 1°C a 49°C. Calcular
el SPAN y el Sfe del termómetro.
Linealidad
 Expresa el grado de coincidencia entre la curva de calibración y
una línea recta determinada.
 Linealidad independiente: La recta se define por el método de

mínimos cuadrados. De esta forma, el máximo error positivo y el
mínimo error negativo son iguales. Es la que da mejor calidad.
 Linealidad ajustada al cero: La recta se define por el método

de los mínimos cuadrados con la restricción adicional de pasar
por cero.
 Linealidad terminal: La recta se define por la salida sin entrada

y la salida teórica máxima, correspondiente a la mayor entrada
admitida.
• No Linealidad
Máxima desviación de la curva de calibración con respecto a la recta. El valor de la
no linealidad se suele expresar en % respecto al alcance
 Resolución
Cuando un instrumento muestra una determinada lectura de
salida, existe un límite inferior dado por el mínimo cambio en la
entrada o medida que produce un cambio observable en la salida
o lectura del instrumento. Por tanto, la resolución es la
menor porción de señal que puede ser observada.
Ejemplo:
 Si la resolución de un termómetro es de 1°C, las mediciones
que podremos observar será 1, 2, 3, 4, 5…. hasta llegar a su
valor máximo indicando variaciones de uno en uno
 En cambio si la resolución es 0.5°C las mediciones que
podremos observar será en un incremento de 0.5 a 0.5, es
decir observaremos 0.5°C, 1°C, 1.5°C, 2°C…..
• Histéresis
Diferencia entre los valores de la salida
correspondientes al mismo valor de la entrada según
se alcance en un sentido o en otro.
• Calibración
Operación mediante la cual se ajusta la salida de un determinado instrumento de
tal modo que coincida con los valores correspondientes de diversos patrones de la
magnitud a medir.
 Calibración a punto:
La salida se ajusta para que sea lo más exacta posible en un punto concreto. Normalmente
ese punto es el valor cero de la variable de entrada, porque suele ser uno de los puntos para
los que más fácilmente se conoce el valor verdadero. Puede ser manual o automática.
 Calibración del cero y de la Sensibilidad:
Cuando la respuesta es lineal es necesario ajustar dos puntos o un punto y la

pendiente (sensibilidad). Si se ajusta un punto y la pendiente, primero se debe ajustar el
punto (normalmente el cero), y luego la pendiente. Para este último ajuste es necesario medir
en otro punto y ajustar la ganancia de forma que en ese segundo punto sea la deseada.
• Deriva
Variación de algún aspecto de la curva de calibración con respecto a algún
parámetro ambiental (temperatura, humedad, etc.) o con respecto al tiempo.
La deriva o error de desviación (Offset) suele ser lineal con la medida y por ello se
calcula como el valor de salida con entrada nula. Se expresa en % respecto al
alcance.
• Exactitud y Precisión
Se dice que el valor de un parámetro es muy preciso cuando está muy bien

definido.
Por otra parte, se dice que dicho valor es muy exacto cuando se aproxima mucho
al verdadero valor.
• Repetibilidad
Es el mismo concepto que la fidelidad, salvo que nos referimos a repetibilidad cuando las medidas
se realizan en un corto espacio de tiempo.
• Reproducibilidad
Es el grado de concordancia entre los resultados de mediciones sucesivas del mismo mesurando,
realizadas bajo diferentes condiciones de medida. Las medidas pueden realizarse a largo plazo, por
personas distintas, con aparatos distintos o en distintos
laboratorios.
 Error
Se lo define como la diferencia entre el valor medido y el valor verdadero. El error
tiene en general variadas causas. Las que se pueden de alguna manera prever, calcular,
eliminar mediante calibraciones y compensaciones, se denominan determinísticos o
Sistemáticos. Los que no se puede prever, pues dependen de causas desconocidas, o
estocásticas se denominan aleatorios. En lineas generales es la discrepancia entre el
valor correcto y el obtenido es el error. Puede ser definido como :
a. Error absoluto, como la resta entre el valor obtenido y el valor verdadero
b. Error relativo, como la relación que hay entre el error absoluto y el valor verdadero
expresado en tanto por ciento
c. Error referido al alcance. Es la forma habitual de expresar el error en los
instrumentos y consiste en dividir el error absoluto entre el Alcance del instrumento.
Ejemplo
 Se tiene un medidor de temperatura con ciertos requerimientos descritos en la tabla (Valor real)
y se toma las medidas en los puntos requeridos (Valor medido), el sensor tiene un Alcance de
60°C. se pide encontrar el error absoluto individual y promedio, el error relativo individual y
promedio y el error referido al Alcance.
Valor Real (°C) Valor Medido (°C)

15 15.6
18 17.9
25 25.5
19 19.3
28 27.5
29 28.2
34 33
42 41.6
Características dinámicas
• Error Dinamico
Diferencia entre el valor obtenido y el valor exacto de la variable medida, cuando el
error estático es nulo. Describe la diferencia entre las respuestas del sensor a una
magnitud de entrada constante y otra variable en el tiempo.
• Error momentáneo
No inmediatez en la respuesta del
sistema, lo que ocasiona una
diferencia entre el valor esperado en
cada momento y el que realmente se
produce (no hay cambios en la señal
de entrada).
 Los errores se pueden clasificar en tres categorías:


a) Errores graves
b) Errores sistemáticos
c) Errores aleatorios
ERRORES GRAVES
• Son en gran parte de origen humano, como mala lectura de los instrumentos,
ajuste incorrecto y aplicación inapropiada.
• Mal registro y cálculo de los resultados de las mediciones.
• Se cometen inevitablemente algunos errores, sin embargo se debe intentar
anticiparlos y corregirlos.
• Algunos se detectan con facilidad, pero otros son muy evasivos.
• Principiantes (uso inadecuado de los instrumentos).
 Se dividen en dos categorías

a) Errores Instrumentales
b) Errores Ambientales
ERRORES GRAVES
 ERRORES INSTRUMENTALES
• Referentes a los defectos de los instrumentos.

• Por ejemplo aquellos que realizan medición según su estructura mecánica.
• No ajustar el dispositivo a cero antes de tomar la lectura.
• El usuario debe tomar precauciones antes de usar el instrumento.
• Las fallas de los instrumentos se pueden verificar con la estabilidad y la reproducibilidad.
• Comparar con otro de las mismas características.
Estos errores se pueden evitar:
a) Seleccionando el instrumento adecuado para la medición particular.

b) Aplicando los factores de corrección.
c) Calibran el instrumento con un patrón
 ERRORES AMBIENTALES
Se deben a las condiciones externas que afectan la operación del dispositivo.
 ERRORES SISTEMÁTICOS:
1) Realizar una medición con un instrumento desgastado.
2) Persona que realiza la medición se encuentra en un ángulo no adecuado en el que no aprecia bien la medida.
3) Error de diseño el instrumento.
4) Medición errónea debido a una calibración mala del instrumento.
5) Mal uso de formulas de aproximación.
 ERRORES ALEATORIOS
Se deben a causas desconocidas y ocurren incluso cuando todos los errores sistemáticos se han considerado.
1) Error en el sistema electrónico de un instrumento.
2) Error en la interpolación de medidas.
3) Cambios de temperatura de donde se encuentra los equipos de medición.
4) Errores de muestreo.
5) Transcribir mal los datos de medición.

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 Linealidad independiente: La recta se define por el método de

 Linealidad ajustada al cero: La recta se define por el método

 Linealidad terminal: La recta se define por la salida sin entrada

 Calibración del cero y de la Sensibilidad:

Cuando la respuesta es lineal es necesario ajustar dos puntos o un punto y la

Se dice que el valor de un parámetro es muy preciso cuando está muy bien

Valor Real (°C) Valor Medido (°C)

 Los errores se pueden clasificar en tres categorías:

 Se dividen en dos categorías

• Referentes a los defectos de los instrumentos.

Estos errores se pueden evitar:

a) Seleccionando el instrumento adecuado para la medición particular.

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