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BIENVENIDOSINSTITUTO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGIAANTONIO JOS DE SUCREAMPLIACIN GUARENAS

Introduccin a los Sistemas de InstrumentacinExpositor: Luis LenContenidoSistemas de Instrumentacin.Instrumentacin Electrnica.Definiciones:Perturbacin.Ruido.Estabilidad.Transitoriedad.Sensibilidad.Caractersticas de los Instrumentos Analgicos, Digitales y Computarizados.Expositor: Luis LenLa instrumentacin trata los sistemas integrados cuya finalidad es medir magnitudes fsicas de un sistema externo, elaborar la informacin asociada a ellas y presentarla a un Operador.Sistemas de Instrumentacin

Expositor: Luis LenLa Instrumentacin Electrnica es la disciplina que estudia los medios y los mtodos de procesado de datos relativos a magnitudes fsicas; empleando principios electrnicos para llevar a cabo su propsito. Los instrumentos electrnicos emplean sensores y transductores con el fin de convertir la seal de un dominio fsico concreto al dominio elctrico, procesable por los instrumentos de medida.Instrumentacin ElectrnicaExpositor: Luis LenLa instrumentacin trata los sistemas integrados cuya finalidad es medir magnitudes fsicas de un sistema externo, elaborar la informacin asociada a ellas y presentarla a un Operador.Sistemas de Instrumentacin

DefinicionesExpositor: Luis Len

PerturbacinEs la seal que afecta la respuesta real de un sistema produciendo un error en la medida, ejemplo los campos magnticos, la inductancia etc. segn la sensibilidad individual.Expositor: Luis LenRuidoSe entiende por ruido las componentes de tensin o intensidad no deseables que se superponen con la componente de seal que se procesa o que interfiere con el proceso de medida. Expositor: Luis LenEstabilidadEs la capacidad de un instrumento para mantener su comportamiento durante su vida til y de almacenamiento especificadas. Expositor: Luis LenTransitoriedadSe puede definir como cambio brusco en las variables de entrada en un sistema.Expositor: Luis LenSensibilidadRepresenta 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 razn entre el incremento de la lectura y el incremento de la variable que lo ocasiona, despus de haberse alcanzado el estado de reposo. Expositor: Luis LenTipos de InstrumentosInstrumentos Analgicos.

Instrumentos Digitales.

Instrumentos Computarizados

Expositor: Luis LenInstrumentos AnalgicosExpositor: Luis Len

Instrumentos AnalgicosEl instrumento analgico es aquel que para procesar y calcular la variable medida, utiliza directamente la seal tal cual es. Se refiere a las magnitudes o valores que varan con el tiempo en forma continua como la distancia y la temperatura, la velocidad, que podran variar muy lento o muy rpido como un sistema de audio.Expositor: Luis LenInstrumentos Analgicos.VentajasBajo Costo.En algunos casos no requieren de energa de alimentacin.No requieren gran sofisticacin.Presentan con facilidad las variaciones cualitativas de los parmetros para visualizar rpidamente si el valor aumenta o disminuye.Es sencillo adaptarlos a diferentes tipos de escalas no lineales.Expositor: Luis LenInstrumentos AnalgicosDesventajasTienen poca resolucin, tpicamente no proporcionan ms de 3 cifras.El error de paralaje limita la exactitud a 0.5% a plena escala en el mejor de los casos.Las lecturas se presentan a errores graves cuando el instrumento tiene varias escalas.La rapidez de lectura es baja, tpicamente 1 lectura/ segundo.No pueden emplearse como parte de un sistema de procesamiento de datos de tipo digital.Expositor: Luis LenInstrumentos DigitalesExpositor: Luis Len

Instrumentos DigitalesEs aquel que convierte la seal analgica en seal digital para procesar y calcular la variable medida. El proceso de la medicin proporciona una informacin discontinua expresada por un nmero de varias cifras. La escala clsica de indicacin continua, es reemplazada por la escala numrica de indicacin discontinua, en la cual las cifras alineadas a leer indican directamente el valor numrico del grandor medido; la indicacin numrica se presenta a lo largo del tiempo con un ritmo predeterminado.Expositor: Luis LenInstrumentos DigitalesVentajasTienen alta resolucin alcanzando en algunos casos ms de 9 cifras en lecturas de frecuencia y una exactitud de + 0.002% en mediciones de voltajes.No estn sujetos al error de paralaje.Pueden eliminar la posibilidad de errores por confusin de escalas.Tienen una rapidez de lectura que puede superar las 1000 lecturas por segundo.Puede entregar informacin digital para procesamiento inmediato en computadora.

Expositor: Luis LenInstrumentos DigitalesDesventajasEl costo es elevado.Son complejos en su construccin.Las escalas no lineales son difciles de introducir.En todos los casos requieren de fuente de alimentacin.

Expositor: Luis LenInstrumentos ComputarizadosSon aquellos instrumentos que estn basados en un computador. El computador resuelve todos los aspectos relativos al procesado de la seal, al registro, a la transferencia y a la presentacin de la informacin. A estos equipos basados en computador, se suelen llamar instrumentacin inteligente.Expositor: Luis LenInstrumentos ComputarizadosExpositor: Luis Len

Instrumentos ComputarizadosSon aquellos instrumentos que estn basados en un computador. El computador resuelve todos los aspectos relativos al procesado de la seal, al registro, a la transferencia y a la presentacin de la informacin. A estos equipos basados en computador, se suelen llamar instrumentacin inteligente.Expositor: Luis LenInstrumentos ComputarizadosCaractersticas.Se puede registrar grandes cantidades de informacin de forma automtica y luego presentarla de forma integrada y amigable al operador.Requiere el uso de transductores y circuitos analgicos que acondicionen la seal a los niveles adecuados para ser codificada en las mejores condiciones por el convertido A/D, sin embargo el procesado, elaboracin y presentacin del resultado en la medida se realizan utilizando software.Con la incorporacin del computador, las seales que se adquieren pueden ser procesadas sin lmite de complejidad y sofisticacin utilizando tcnicas numricas, a fin de acondicionarla y extraer de ella la informacin. El computador proporciona una amplia gama de recursos para almacenar la informacin que se adquiere, as como para presentarla utilizando tcnicas numricas y grficas.Expositor: Luis LenInstrumentos ComputarizadosVentajasLa mayor capacidad para procesar, almacenar y presentar la informacin que se obtiene al poder utilizar mtodos numricos.Menor costo que resulta de la estandarizacin del hardware que se requiere para construir los equipos.El incremento en la facilidad para disear y mantener los equipos que requieren mas de expertos de programacin y procesado numrico de seales y menos de expertos en electrnica analgica.El uso del computador requiere la representacin numrica de la informacin analgica y continua en el tiempo que es propia de los sistemas fsicos. Ello conlleva resolver el proceso de discretizacin sin que las perdidas de resolucin y de rango dinmico sean significativasExpositor: Luis LenCaractersticas Generales de los InstrumentosRango:Es el conjunto de los valores correspondientes a la variable que es objeto de la medida, y que estn comprendidos dentro de los lmites superior e inferior de la capacidad de medida del instrumento; se expresa mediante los valores extremos.Expositor: Luis LenCaractersticas Generales de los InstrumentosResolucin: Cuando un instrumento muestra una determinada lectura de salida, existe un lmite inferior dado por el mnimo cambio en la entrada o medida que produce un cambio observable en la salida o lectura del instrumento. Por tanto, la resolucin es la menor porcin de seal que puede ser observada.Expositor: Luis LenCaractersticas Generales de los InstrumentosResolucin en equipos analgicos: Suele expresarse como un valor absoluto (algunas veces como porcentaje del fondo de escala), y viene dada tambin por la "fineza" con que la escala indicadora de salida se subdivide.Expositor: Luis LenCaractersticas Generales de los InstrumentosResolucin en equipos digitales: La mayora de los instrumentos digitales actuales incorpora un convertidor analgico/digital (CAD) que determina su resolucin. Existen varias formas de caracterizarla: bits, dgitos y cuentas. La denominacin "1/2 dgito" significa que el dgito ms significativo del indicador numrico del instrumento (formado por circuitos convertidores del cdigo BCD al de 7 segmentos) slo puede ser 0 1 para rangos unipolares, y 2 para rangos bipolares.Expositor: Luis LenCaractersticas Generales de los InstrumentosSensibilidad: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 razn entre el incremento de la lectura y el incremento de la variable que lo ocasiona, despus de haberse alcanzado el estado de reposo.Expositor: Luis LenCaractersticas Generales de los InstrumentosSensibilidad en instrumentos analgicos:Para instrumentos analgicos, la sensibilidad se define como el cociente entre la deflexin observada en la escala y el valor medido que ocasiona la deflexin. Expositor: Luis LenCaractersticas Generales de los InstrumentosSensibilidad en instrumentos digitales:La definicin ms frecuente involucra de nuevo al convertidor A/D de la unidad electrnica digital. En este caso, la sensibilidad se define como el cociente entre el menor rango y la resolucin en cuentas, y se especifica en las unidades del parmetro medido.Expositor: Luis LenCaractersticas Generales de los InstrumentosCalibracin:La calibracin establece las especificaciones de precisin del instrumento. stas pueden variar con el tiempo y los agentes ambientales, por lo que su ritmo de degradacin debe quedar explcito en una calibracin exigente.Expositor: Luis LenCaractersticas Generales de los InstrumentosError sistemtico:El error absoluto o incertidumbre es la diferencia entre el valor ledo o transmitido por el instrumento y el valor real de la variable medida. En condiciones de rgimen permanente recibe el nombre de error esttico o sistemtico.Expositor: Luis LenCaractersticas Generales de los InstrumentosRepetibilidad:Es la capacidad de medir la misma entrada obteniendo los mismos valores de salida o lecturas del instrumento sucesivamente, en las mismas condiciones operativas y en el mismo sentido de variacin.Expositor: Luis LenCaractersticas Generales de los InstrumentosExactitud y precisin: Se deben diferenciar bien estos 2 trminos, ya que son diferentes. Una alta precisin significa un firme agrupamiento de valores al redor de un valor central que se considera como el valor real de la medicin; la exactitud nos da una idea del grado de a proximidad x el cual un valor medido concuerda con el valor verdadero de la medicin.Expositor: Luis LenCaractersticas Generales de los InstrumentosLa Repetibilidad:Es la capacidad del sistema de dar el mismo valor de la magnitud medida cuando se realizan distintas medidas en las mismas condiciones. La repetibilidad est caracterizada por la desviacin tpica de la medida.Expositor: Luis LenCaractersticas Generales de los InstrumentosLa histresis:Es el fenmeno por el cual el valor medido depende del sentido en el que se alcance el punto de medida. Por ejemplo, un transductor de desplazamiento puede no medir lo mismo si el desplazamiento est aumentando o disminuyendo.Expositor: Luis LenCaractersticas Generales de los InstrumentosLa histresis:Es el fenmeno por el cual el valor medido depende del sentido en el que se alcance el punto de medida. Por ejemplo, un transductor de desplazamiento puede no medir lo mismo si el desplazamiento est aumentando o disminuyendo.Expositor: Luis LenCaractersticas Generales de los InstrumentosLa estabilidad:Es su capacidad de mantener fija la curva de respuesta esttica a lo largo del tiempo. En sistemas lineales la estabilidad puede cuantificarse dando la deriva del cero (cambio a lo largo del tiempo del trmino independiente en la funcin de respuesta) y la deriva de la sensibilidad (cambio a lo largo del tiempo de la sensibilidad).Expositor: Luis LenGRACIAS

Fin de la presentacin