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1.- Características de los sensores

Caso práctico

Adrián: "¿Para qué vamos a proyectar el sistema de control de la planta?

Tamara: "Para supervisar los parámetros básicos del proceso de la potabilizodora."

Adrián: "Entonces tendremos que medir muchas variables."

Tamara: "En efecto, lo primero que tenemos que hacer es medir."

El comportamiento de un sensor o un aconsicionador se refleja en las hojas de características que da el fabricante. Entre las características más importantes podemos destacar las siguientes:

Campo de medida

Conjunto de valores de la magnitud medida para los que da señal de salida el dispositivo con una cierta precisión.

Alcance (span)

Es la diferencia entre los valores máximo y mínimo del campo de medida.

Sensibilidad

Es la relación entre el incremento producido a la salida del dispositivo y el incremento de la magnitud aplicado a la entrada. Si el sensor es lineal, su sensibilidad será constante en todo su campo de medida. Si no lo es, su sensibilidad dependerá del punto donde se esté efectuando la medida.

Curva característica

Es la representación gráfica que relaciona la señal obtenida a la salida en función de la magnitud de entrada. Lo ideal es que sea una línea recta (comportamiento lineal) dentro de todo el campo de medida. Sin embargo, la mayoría de los sensores disponibles tienen un comportamiento no lineal en mayor o menor medida.

Imagen que muestra una curva respuesta
Licencia: CC BY-NC-SA

Resolución

Es la mínima variación detectable (a la salida) de la magnitud de entrada.

Error de medida

Se define como la razón entre el error total y el rango completo de medida. Se suele expresar en tanto por ciento. El error total es la diferencia entre el valor leído y el valor real.

Existen errores no atribuibles al transductor, denominados errores sistemáticos. Se pueden producir por vibraciones, caídas de tensión de alimentación, errores en la instalación, errores en la calibración, etc.

Existen otro tipo de errores, los cuales dependen del comportamiento del transductor tales como:

Error de cero (offset): se produce cuando la magnitud a medir es nula y la señal proporcionada por el transductor no lo es.

Error de linealidad: cuando la curva característica no es una línea recta.

Error de Histéresis: ocurre cuando la característica del transductor, obtenida dando valores crecientes no coincide con la obtenida dando valores decrecientes.

Error de Repetibilidad: cuando en un transductor se realiza una misma medida múltiples veces, en iguales condiciones, puede ocurrir que la señal de salida del mismo sea diferente.

Precisión (Error combinado): es el valor cuadrático medio de los errores de linealidad, histéresis y repetibilidad. Se mide en tanto por ciento sobre el fondo de escala.

Imagen de la ecuación del error

Respuesta temporal

Es interesante especificar la respuesta temporal del transductor a un escalón. Nos da una idea de cuanto tiempo le cuesta al transductor medir bien la magnitud física.

Condiciones de trabajo

Es necesario especificar las condiciones de trabajo de un transductor tales como humedad, vibraciones, ruido, interferencias electromagnéticas, temperaturas, presiones, etc., para su correcto funcionamiento.

Ejercicio Resuelto

Mirar en Internet las características de sensor de presión mpx 2200ap y deducir las siguientes características:

  • Campo de medida;
  • Alcance;
  • Sensibilidad;
  • Curva característica;
  • Error de linealidad;
  • Histéresis por variación de presión;
  • Salida deseada;
  • Tiempo de respuesta;
  • Condiciones de trabajo.