Fundamentos de Sistemas de Medida y Control: Componentes y Características de Señales

Escrito el 14 de Enero de 2026 en español con un tamaño de 5,43 KB

Introducción a los Sistemas de Medida

En un sistema de control, los siguientes elementos definen la dinámica de operación:

Input (Señal de Referencia): Es la señal de referencia que se ordena al autómata. Es el valor que tenemos que comparar con el que recibe el automatismo, y la diferencia entre este y el feedback genera el error.
Error: Se produce cuando el valor del input y del feedback es diferente (la diferencia entre ambos).
Feedback Controller: Controla el feedback para actuar y corregir el error.
Variable Manipulada: Es el valor ya corregido mediante una serie de procesos.
Disturbance (Perturbación): Pequeñas perturbaciones ajenas al automatismo.
Proceso.
Output (Salida): Salida que da el autómata.
Variable Controlada: Encargada de ir corrigiendo la señal de referencia hasta conseguir la que se requiere.
Sensor/Transmitter: Capta la señal de salida y la vuelve a llevar al input.
Feedback: Es la información que da antes de volver al input.

A todo este conjunto se le denomina Sistema de Control en Lazo Cerrado.

Para poder estudiar todo esto, se agrupa en los siguientes subsistemas:

Existen varios dispositivos fundamentales en la medición:

Transductor de medida: Dispositivo que recibe una señal de entrada de un tipo concreto y la transforma en una señal de salida de un tipo diferente.
Sensor: Proporciona información de una variable del sistema, pero no requiere el cambio de naturaleza de la señal.
Detector: Es un transductor, pero su señal de salida siempre es digital.
Captador: Es un transductor que proporciona una salida analógica.
Codificador: Es un transductor que proporciona una salida digital codificada.

Un proceso crucial es la Conversión Analógica – Digital (A/D).

Sistema estático: Si la relación entre la entrada y la salida no depende de la velocidad de entrada de la señal.
Sistema dinámico: Depende de la velocidad de la entrada de la señal.

Fondo de escala:
- Entrada: Valor máximo que la señal puede tomar.
- Salida: Valor de la salida para la entrada máxima.
Rango: Conjunto de valores que pueden tomar las entradas y las salidas.

Calibración: Consiste en comparar la salida de un sensor con unos valores de entrada conocidos y fijados como referencia.
Calibración estática: Es la aplicación de una serie de valores conocidos a la instrumentación para así obtener las correspondientes salidas que proporcionan la curva de calibración.
Error dinámico: Diferencia entre el error indicado y el valor exacto de la variable medida.

Velocidad de respuesta: Es la rapidez con la que reacciona el sensor ante una variación de la señal de entrada.
Sensibilidad: Es la relación existente entre la variación producida en la salida respecto a una oscilación de la entrada para un punto concreto.
Umbral de un sensor: Es la mínima señal de entrada para la que se obtiene un valor de salida.
Resolución: Es la mínima modificación de entrada que genera un cambio significativo en la salida.
Valor cero de un instrumento: Valor de entrada de un sensor que provoca una salida nula.

Exactitud: Diferencia entre el valor obtenido con una medición y el verdadero valor de la medida.
Deriva de cero: Modificación de la señal de entrada que genera un valor nulo en la señal de salida.
Fidelidad: Es la diferencia entre la variable medida y la mejor estimación del verdadero valor de salida.
Linealidad: Es la máxima de las distancias de un punto concreto a la recta (de mejor ajuste).
Reproducibilidad: Es el nivel de coincidencia entre distintas lecturas individuales.
Banda de error: El intervalo en el que quedan comprendidos todos los errores posibles.
Histéresis: Máxima diferencia que se puede producir en el rango de medida.
Error aleatorio: Es el error impredecible.

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