tarea 3 seÑal y ruido
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Análisis Instrumental
“Relación señal-ruido en el análisis instrumental” Docente: Mto. Francisco Abelardo Cutz Verdejo
Autor: Dulce María de Jesús Miss Zacarías
Gpo.MK-4
12/02/14
Instituto Tecnológico De Campeche
Misión de Ingeniería Química: Formar profesionistas en
ingeniería química con capacidad analítica y creativa
para investigar, desarrollar, aplicar el conocimiento
científico y tecnológico para el diseño, la instalación y
operación, optimización y la administración de plantas
de procesos químicos e industriales extractivos y de
transformación, además de ayudar a la preservación
del medio ambiente y contribuir al bienestar del país.
Visión de Ingeniería Química: Ser líderes en la
formación de ingenieros químicos, mediante
programas académicos de excelente calidad, de
acuerdo, de acuerdo a los estándares de acreditación
con equilibrio formativo y académico, de los cuales
egresen profesionistas con un alto nivel de
conocimientos, creativos, innovadores y
emprendedores, capaces de prever y resolve
problemas en la industria y el entorno social con
eficiencia y eficacia, comprometidos con el desarrollo
sustentable.
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Índice
“Relación señal - ruido en el análisis instrumental”
Medida analítica
Señal………………………………………………………………………………………..2
Ruido……………………………………………………………………………………….. 2
Señales
Señal total…………………………………………………………………………………..2
Señal blanco………………………………………………………………………………..2
Señal analítica……………………………………………………………………………..2
Fuentes de ruido en el análisis instrumental…………………………………………….2
Ruido instrumental
Ruido térmico……………………………………………………………………………....3
Ruido de disparo…………………………………………………………………………...3
Ruido de parpadeo………………………………………………………………………...3
Parámetros de calidad (Relación S/R)…………………………………………………..3
Bibliografía…………………………………………………………………………………5
Tablas
Tabla 1 Señal analítica…………………………………………………………………….2
Figuras
Figura 1 Relación S/R……………………………………………………………………..4
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Medida analítica
Cada medida analítica consta de dos compontes:
Señal: lleva información relativa al analito de interés.
Ruido: compuesto por información no deseada que degrada la exactitud y la
precisión del análisis y aumenta el límite inferior de la cantidad de analito detectable.
Señales
Señal total (St): Señal de salida no modificada obtenida de la medida de una
muestra analítica o de un patrón. St = Sat + Sb
Señal de blanco (Sb): Señal de salida obtenida de la medida de un blanco. Esta
incluye la señal de fondo, debido a las señales que provienen del medio y de los
concomitantes en el blanco.
Señal analítica: Está relacionada directamente con la concentración del analito, y
se obtiene restando la señal blanco de la señal total. Sa = St – Sb
En la tabla 1 se muestran unos ejemplos de algunos instrumentos y su señal.
Instrumento Fuente de
ener gía
(estimulo)
Señal
an alítica
Transductor
de entrada
Domin io
Espectrofotómetro Lámpara detungsteno
Haz de luzatenuado
Fotocélula Potencialeléctrico
Culombímetro Fuente decorrientecontinua
Corriente de lacelda
Electrodos Corrienteeléctrica
pH metro Muestra,electrodo de
vidrio
Actividad delion hidrogeno
Electrodos devidrio y
calomelanos
Potencialeléctrico
Comparador decolor Luz solar Color Ojo humano Señal delnervio óptico
Fuentes de ruido en el análisis instrumental
El origen del ruido puede ser muy diverso, si bien, suele distinguirse entre ru ido
químic o y r uido instrumen tal. El primero procede de una multitud de variables
Tabla 1 Señal analítica
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incontroladas directamente relacionadas con la química del sistema: posición del
equilibrio químico, variaciones indetectadas de la temperatura, presión, etc. Por su
parte, el ruido instrumental es el relacionado con los distintos componentes del
instrumento utilizado: generador de señales, detector, etc.
Ruido instrumental:
Ruido térmico (Ruido Johnson)
Ruido de disparo (Cuántico)
Ruido de parpadeo (o 1/f)
Ruido ambiental
Ruido térmico:
Proviene de la agitación térmica de los electrones.
Ocurre fundamentalmente en resistencias, condensadores, detectores de radiacióny demás elementos resistivos.
Es aleatorio.
Es dependiente de la temperatura y del ancho de banda.
Es independiente de la frecuencia de trabajo.
Ruido de disparo:
Proviene del movimiento de electrones o fotones en los nodos o uniones.
Es aleatorio.
Es dependiente del valor de la corriente y del ancho de banda.
Es independiente de la frecuencia de trabajo.
Ruido de parpadeo:
No se comprende bien el origen físico (empíricamente es proporcional al número dee- o fotones que llegan a una superficie).
Es proporcional a la magnitud de la señal.
Depende de cómo están construidos y ensamblados resistencias y detectores defotones.
Es más importante a bajas frecuencias.
Para anchos de banda chicos 1/f es aproximadamente constante.
Parámetros de calidad (relación señal/ruido)En relación con este parámetro, suele utilizarse, para describir la calidad de un
método analítico o el funcionamiento de un instrumento, la relación señal/ruido
(S/N), definida como:
=
̅
; donde ̅ representa la media de la señal medida, y la
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desviación estándar. Evidentemente, las condiciones más favorables para efectuar
la medida se tendrán para altas relaciones S/N (figura 1).
El ruido generalmente es constante e independiente de la magnitud de la señal.
Figura 1 Relación señal/ruido
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Bibliografía
“Química analítica instrumental”. Pp. 3-10. Recuperado en
http://www.uam.es/personal_pdi/ciencias/lhh345a/InstrumentalLecc1.pdf
Douglas A. Skoog; Stanley R. Crouch; F. James Holler. “Principios de análisis
instrumental”. Cengage Learning Latin America, (2008). Pp. 12-25.
“Señales y ruido”. Pp. 1-7. Recuperado en
http://www.fing.edu.uy/iq/analisis/cursos/ainst/ruido.pdf