Instrumentos de Medida

Study Notes

Measurement Tools

Types of Measurement Tools:
- Transducers (convert physical parameters to electrical signals)
- Sensors (detect and respond to physical parameters)
- Transmitters (convert sensor output to standardized signal)
Measurement Tool Characteristics:
- Accuracy (difference between measured and true values)
- Precision (repeatability of measurements)
- Resolution (smallest change in measured value)
- Sensitivity (change in output per unit change in input)

Data Acquisition Systems

Components:
- Sensors or transducers
- Signal conditioning circuits (amplify, filter, and modify signals)
- Analog-to-digital converters (ADCs)
- Microcontrollers or computers (store and process data)
Data Acquisition Modes:
- Time-based (sample at fixed time intervals)
- Event-based (sample in response to specific events)
- Hybrid (combination of time- and event-based)

Instrumentation Design

Design Considerations:
- System requirements (accuracy, precision, resolution)
- Sensor selection (type, range, and characteristics)
- Signal conditioning and processing
- Noise reduction and interference minimization
Design Steps:
1. Define system requirements
2. Select sensors and transducers
3. Design signal conditioning circuits
4. Choose data acquisition components
5. Develop software for data processing and analysis

Sensor Calibration

Why Calibrate:
- Ensure accurate measurements
- Account for sensor drift and nonlinearity
- Compensate for environmental effects
Calibration Methods:
- Manufacturer-provided calibration data
- In-situ calibration (in the system or application)
- Laboratory calibration (in a controlled environment)
Calibration Techniques:
- Zero-point adjustment (set zero reference point)
- Span adjustment (set full-scale output)
- Linearity correction (compensate for nonlinear responses)

Signal Processing

Signal Processing Steps:
1. Filtering (remove noise and unwanted signals)
2. Amplification (increase signal strength)
3. Conditioning (modify signal to meet system requirements)
4. Conversion (analog-to-digital or digital-to-analog)
Signal Processing Techniques:
- Time-domain analysis (examine signal in time domain)
- Frequency-domain analysis (examine signal in frequency domain)
- Digital signal processing (use algorithms and software)

Herramientas de Medición

Tipos de Herramientas de Medición:
- Transductores (convierten parámetros físicos en señales eléctricas)
- Sensores (detectan y responden a parámetros físicos)
- Transmisores (convierten la salida del sensor en una señal estandarizada)
Características de las Herramientas de Medición:
- Precisión (diferencia entre los valores medidos y los verdaderos)
- Exactitud (repeatabilidad de las mediciones)
- Resolución (cambio más pequeño en el valor medido)
- Sensibilidad (cambio en la salida por unidad de cambio en la entrada)

Sistemas de Adquisición de Datos

Componentes:
- Sensores o transductores
- Circuitos de condicionamiento de señales (amplifican, filtran y modifican señales)
- Convertidores analógico-digitales (ADC)
- Microcontroladores o computadoras (almacenan y procesan datos)
Modos de Adquisición de Datos:
- Basado en tiempo (muestreo a intervalos de tiempo fijos)
- Basado en eventos (muestreo en respuesta a eventos específicos)
- Híbrido (combinación de modos basados en tiempo y eventos)

Diseño de Instrumentación

Consideraciones de Diseño:
- Requisitos del sistema (precisión, exactitud, resolución)
- Selección de sensores y transductores (tipo, rango y características)
- Condicionamiento y procesamiento de señales
- Reducción de ruido y minimización de interferencias
Pasos de Diseño:
- Definir requisitos del sistema
- Seleccionar sensores y transductores
- Diseñar circuitos de condicionamiento de señales
- Seleccionar componentes de adquisición de datos
- Desarrollar software para procesar y analizar datos

Calibración de Sensores

Por qué Calibrar:
- Asegurar mediciones precisas
- Contabilizar la deriva de sensores y no linealidad
- Compensar efectos ambientales
Métodos de Calibración:
- Datos de calibración proporcionados por el fabricante
- Calibración in situ (en el sistema o aplicación)
- Calibración en laboratorio (en un entorno controlado)
Técnicas de Calibración:
- Ajuste de punto cero (establecer punto de referencia cero)
- Ajuste de rango (establecer salida aFULL scala)
- Corrección de linealidad (compensar respuestas no lineales)

Procesamiento de Señales

Pasos de Procesamiento de Señales:
- Filtrado (eliminar ruido y señales indeseadas)
- Amplificación (aumentar la fuerza de la señal)
- Condicionamiento (modificar la señal para cumplir con los requisitos del sistema)
- Conversión (analógico-digital o digital-analógico)
Técnicas de Procesamiento de Señales:
- Análisis de dominio de tiempo (examinar la señal en el dominio de tiempo)
- Análisis de dominio de frecuencia (examinar la señal en el dominio de frecuencia)
- Procesamiento de señales digitales (usar algoritmos y software)

Description

Instrumentos de medida utilizados para detectar y medir parámetros físicos, incluyendo transductores, sensores y transmisores. Aprende sobre las características clave de estos instrumentos, como precisión, resolución y sensibilidad.