Fundamentos de Instrumentación y Metrología: Conceptos Esenciales

Definiciones Fundamentales en Instrumentación

Instrumento

Se define como un objeto fabricado, simple o formado por una combinación de piezas, que sirve para realizar un trabajo o actividad. Especialmente, se refiere a aquel que se usa con las manos para realizar operaciones manuales técnicas o delicadas, o el que sirve para medir, controlar o registrar algo.

Medición

Una medición es el resultado de la acción de medir. Este verbo, con origen en el término latino metiri, se refiere a la comparación que se establece entre una cierta cantidad y su correspondiente unidad para determinar cuántas veces dicha unidad se encuentra contenida en la cantidad en cuestión.

Unidad de Medida

Es la referencia que se emplea para concretar la medición. Para que sea válida, es imprescindible que cumpla con tres condiciones:

• Inalterabilidad: La unidad no debe modificarse con el tiempo ni de acuerdo al sujeto que lleva a cabo la medición.
• Universalidad: Tiene que poder usarse en cualquier país.
• Facilidad de reproducción: Debe ser sencilla de replicar.

Cabe destacar que es muy difícil realizar una medición exacta, ya que los instrumentos usados pueden tener falencias o se pueden cometer errores durante la tarea.

Parámetros Técnicos de los Instrumentos

• Alcance o Span: Diferencia algebraica entre los valores superior e inferior del campo de medida del instrumento. El span depende del rango de medición del instrumento y, por ende, de la escala utilizada para medir.
• Sensibilidad: Ganancia estática de un elemento; su valor corresponde al radio de variación de la respuesta estable del sistema.
• Error de Medición: Es la diferencia algebraica entre el valor leído o transmitido por el instrumento y el valor real de la variable medida. También se conoce como error instantáneo o dinámico.

Ejemplo de Cálculo de Error

Si se mide caudal con un diagrama + transmisor electrónico de 4-20 mA cc + un receptor + integrador electrónico:

• Error diagrama = 2%
• Error transmisor = 0,5%
• Error receptor = 0,5%
• Error integrador = 0,5%

Error Total = ±√(2² + 0,5² + 0,5² + 0,5²) = 2,18%

Conceptos de Calidad de Medida

• Precisión: Tolerancia de medida o transmisión del instrumento, cuyo intervalo define los límites de errores cometidos cuando el instrumento se utiliza en condiciones normales de servicio durante un periodo de tiempo determinado.
• Histéresis: Diferencia máxima que se observa en los valores indicados por el instrumento para el mismo valor cualquiera del campo de medida, cuando la variable recorre toda la escala en los dos sentidos, ascendente y descendente.