Conceptos Básicos
Transductores
Un transductor es un dispositivo que transforma un tipo de energía en otro. Pueden ser activos, que no necesitan aporte de energía externa (ej: motor/generador de corriente continua), o pasivos, que sí la necesitan (ej: termistor).
Sensores y Actuadores
Un sensor eléctrico es un dispositivo que convierte una magnitud física o química en una magnitud eléctrica (tensión, corriente, resistencia…). Un actuador eléctrico utiliza energía eléctrica para manipular un proceso (ej: motor, altavoz).
Telemedida
La telemedida es el proceso de tomar datos desde un punto y enviarlos a un punto de recepción distante, considerando la distancia en el diseño de la transmisión. Puede ser analógica o digital.
Buses de Instrumentación y Campo
Los buses de instrumentación (LXI, PXI) permiten controlar y comunicar instrumentos con un ordenador. Los buses de campo son tecnologías de comunicación para procesos industriales automatizados, conectando sensores, actuadores y sistemas de control.
Metrología: Exactitud, Precisión e Incertidumbre
Exactitud y Precisión
La exactitud es la diferencia entre el valor real de una magnitud y la medida realizada. La precisión es la dispersión de los datos de sucesivas medidas ante una misma consigna.
Repetitibilidad y Reproducibilidad
La repetitibilidad es la precisión evaluada en un corto espacio de tiempo. La reproducibilidad es la precisión medida en un largo periodo, cuantificando ruido y derivas.
Discriminación (Resolución)
La discriminación o resolución es la variación mínima a la entrada que puede ser detectada por el medidor.
Error e Incertidumbre
El error es la diferencia entre la consigna y lo que se ha obtenido. La incertidumbre es el rango en el cual se encuentra el error con una cierta probabilidad.
Errores Sistemáticos y Aleatorios
Los errores sistemáticos tienen siempre la misma magnitud y se pueden corregir (ej: offset). Los errores aleatorios no se pueden predecir (ej: ruido, vibraciones).
Instrumentos Inteligentes
Los instrumentos inteligentes implementan sistemas para eliminar o compensar errores (ej: filtros digitales, media móvil).
Ley de Propagación de Incertidumbres
La ley de propagación de incertidumbres permite calcular la incertidumbre de un resultado como combinación de muchas incertidumbres aisladas.
Incertidumbre Tipo A y Tipo B
La incertidumbre tipo A se obtiene por métodos estadísticos aplicados a los datos. La incertidumbre tipo B se obtiene por otros medios, como hojas del fabricante o experiencia.
Análisis de Sistemas
Régimen Estático y Dinámico
El régimen estático describe el sistema frente a señales que apenas varían. El régimen dinámico considera la dependencia de las salidas con las entradas y sus valores pasados.
Linealidad de un Sistema
La linealidad mide cuánto varía la sensibilidad a lo largo de la función de transferencia en sistemas teóricamente lineales.
Ancho de Banda en Pequeña y Gran Señal
El ancho de banda en pequeña señal es el margen de frecuencias para el que la ganancia no cae más de 3 dB. El ancho de banda en gran señal es la velocidad máxima a la que puede variar la salida.
Tiempo de Propagación y Distorsión
El tiempo de propagación es el retraso de la señal al pasar por el sistema. La distorsión es la aparición de frecuencias diferentes a la fundamental a la salida del sistema.
THD y SNR
El THD (Total Harmonic Distortion) mide la distorsión armónica total. El SNR (Signal-to-Noise Ratio) relaciona la potencia de la señal respecto a la del ruido.
Calibración y Trazabilidad
Metrología
La metrología es el estudio de la manera de realizar medidas, diferentes técnicas y modelado de errores.
Calibración
La calibración es el proceso de comparar y corregir la exactitud de un instrumento con otro de mayor exactitud.
Estándar de Medida o Unidad
Un estándar de medida o unidad es un dispositivo, instrumento o proceso utilizado para definir la unidad de medida.
Calibración Directa e Indirecta
La calibración directa utiliza una magnitud patrón. La calibración indirecta compara la medida del instrumento con otro bien calibrado.
Trazabilidad Metrológica
La trazabilidad metrológica es la capacidad de relacionar los resultados de una medida con una fuente aceptada como referencia.
Especificaciones de Instrumentos y Seguridad Eléctrica
Especificaciones de un Instrumento
Las especificaciones de un instrumento determinan sus características de funcionamiento (rangos, escalas, márgenes de temperatura, etc.).
Incertidumbre Base y Modificadores
La incertidumbre base se refiere a unas condiciones de funcionamiento específicas. Los modificadores representan aportaciones adicionales de incertidumbre.
Normativa de Seguridad Eléctrica
Los equipos deben cumplir normativas que garanticen un nivel de seguridad adecuado en su uso.
Compatibilidad Electromagnética
EMI y EMC
EMI (Interferencia Electromagnética) es una perturbación en un equipo por una fuente electromagnética externa. EMC (Compatibilidad Electromagnética) es la capacidad de un aparato para funcionar sin perturbar a otros.
EMS
EMS (Susceptibilidad Electromagnética) es la capacidad de un aparato de funcionar bien ante perturbaciones electromagnéticas.
Fuentes de EMI y Acoplo de Interferencias
Las fuentes de EMI pueden ser naturales, artificiales intencionadas o no intencionadas. El acoplo de interferencias puede ser conducido o radiado.
Medida de EMC
La medida de EMC se realiza con antenas, receptores RF y generadores de RF en lugares de ensayo específicos.
Marcado CE
El marcado CE indica que el equipo cumple las normativas europeas aplicables.
Norma Armonizada
Una norma armonizada es una norma aceptada por los servicios de normalización europeos, que establece los requisitos para cumplir las normativas.