Caracteristicas De Los Instrumentos

3.- CARACTERÍSTICAS DE LOS INSTRUMENTOS

En un principio quedó establecido que todo proceso está caracterizado por las variables que el intervienen de tal manera que, para conocer el estado del proceso es entonces necesario el conocer los valores de tales variables. El propósito de los instrumentos es por lo tanto el de suministrar al encargado del proceso estos valores (vía la medición de las mismas), con el último fin de que el encargado utilice esta información para la toma de decisiones o cuando por la naturaleza del propio proceso, sea necesario el controlarlo automáticamente ya que los sistemas de control automático están integrados en si mismos por instrumentos.

En cualquier caso es útil conceptualizar al instrumento como una “caja negra” hacia la que “fluye” información y de la cual se “extrae” información. En este caso la información que entra es el valor de la variable REAL (o MEDIDA) mientras que la información que sale es el valor de la variable LEIDA por el instrumento. De entrada sabemos que tal como se discutió en el ejemplo del termómetro, estos dos valores diferirán por la existencia de un error intrínseco, sea de naturaleza dinámica o estática. Más adelante se extenderá este concepto de figurar al instrumento como una caja negra ya que en el fondo esta caja no está vacía sin embargo, diferiremos la discusión sobre este contenido hasta el tratamiento del instrumento como un objeto a ser descrito por la Teoría de los Sistemas. Sirva por el momento visualizar al instrumento según lo describimos, en el siguiente diagrama:

El valor de la variable real no necesariamente es un valor único ya que, como ya se estableció anteriormente, esta variable es función del tiempo (condición dinámica) por lo que para describir su variación puede dársele la forma de una ecuación o función matemática del tiempo. De hecho, aún cuando la variable real quedase definida en estos términos (como una función matemática del tiempo) puede considerarse el caso de un valor estático asumiendo que un valor constante puede ser un caso específico de una condición dinámica para valores particulares de tiempo. En cualquier caso para efectos del instrumento se puede definir al valor de la variable real en estos términos como una “Función de entrada” o “Función de Excitación” que provocará una reacción del mismo observable en términos del cambio de la variable leída.

Para el caso de condición dinámica, evidentemente el comportamiento de la variable leída también será dependiente del tiempo y asimismo describible por medio de una función matemática de este siendo para el caso de un valor estático de la variable leída (en los mismos términos que ya se describió), un caso particular del comportamiento dinámico. Esta función recibe el nombre de “Función de Salida” o “Función de Respuesta” (comúnmente “respuesta”, únicamente) del instrumento. Matemáticamente las formas de las funciones de entrada y salida del instrumento pueden ser enteramente distintas y sus diferencias son fundamentales en el estudio de los sistemas de control automático. Por el momento, con objeto de describir las características de los instrumentos, se tomará como base el caso de mediciones estáticas, difiriendo la discusión sobre medición dinámica para más adelante. Cuando se manejan mediciones en condición estática o valores puntuales de las funciones de excitación y respuesta, comúnmente estas funciones toman el nombre de “señal de entrada” (variable real) y “señal de salida” (variable leída). Otro aspecto que es necesario recalcar es que (recordando el ejemplo del termómetro), en términos reales la señal de entrada es una temperatura mientras que la de salida es un desplazamiento interpretado como una temperatura. En otras palabras, dimensionalmente las señales de entrada y salida no necesariamente serán iguales aun cuando su interpretación si pueda serlo.

El diagrama que se discutió en el inciso anterior y que nos permitió comprender como se manifiestan los errores que pueden ser corregidos por la calibración, nos permitirá entender la relación entre las variables real y leída y describir a través de ellas el comportamiento de las diferentes características que un instrumento puede poseer.

Recordando el que es posible delimitar valores alrededor de los cuales estadísticamente se encontrará el valor de la variable real al efectuar mediciones con el instrumento es posible, al incorporar estos límites a la gráfica desarrollar el concepto de precisión.

PRECISION

Estos límites darán origen a una “banda” que se conoce con el nombre de PRECISION del instrumento. En términos estrictos de acuerdo con la SAMA (Scientific Apparatus Makers Association) la precisión está definida como “La tolerancia de medida o de transmisión del instrumento” y define los límites de de los errores cometidos cuando el instrumento se emplea en condiciones normales de servicio.

La expresión de la precisión puede darse en términos de los límites de la variable real. En el caso de la temperatura por ejemplo ± 1°C sin embargo, existen otras formas de expresarla y que tienen relación con otras características generales de los instrumentos, las cuales están definidas a continuación. Por ejemplo la precisión puede también expresarse como ± un porcentaje del alcance o ± un porcentaje del valor máximo del rango. También como ± un porcentaje de la lectura efectuada o por zonas en el rango. Lo importante, independientemente de la forma de expresarla, es el que la precisión fija los límites dentro de los cuales el fabricante garantiza que se hallará el valor de la variable real.

RANGO O CAMPO DE MEDIDA (Range)

“Es el espectro o conjunto de valores de la variable real que están comprendidos entre los límites superior e inferior de la capacidad

...