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MEDIDAS DIRECTAS (Instrumentos digitales)

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En los instrumentos digitales el número que representa el valor de la medida aparece representado por una cifra directamente en la pantalla. Son medidas directas.

Recuerda que:

La imprecisión para las medidas que obtenemos con instrumentos analógicos (aquellos en los que una aguja recorre una escala y puede pasar por todos los valores), es la menor división de la escala.

La precisón de un aparato analógico electrónico (voltímetro, etc) la indica el fabricante para cada rango de medida.

La precisión define la "clase del instrumento" y esta indicada en error relativo absoluto (porcentual absoluto) referido al valor máximo de la escala y especificado para cada rango o escala. El error absoluto máximo de una medida en esa escala se se halla aplicando el error relativo al fondo de escala

polimetro

Ejemplo: Para un Voltimetro "clase 2" en la escala de rango 0-250 V. El fabricante asegura una Precisión porcentual absoluta 2%.

Por lo tanto el Error absoluto en esa esacala será=2%.250=± 5V.

En una medida de 230 V tendremos una imprecisión de ± 5V. El mismo que tendremos en una medida de 20 V en esa escala (o sea, ±5V)

Por lo tanto el error relativo (porcentual relativo) es mucho mayor en la parte baja de la escala: 5 / 20, frente a 5 / 230 en la alta.

En este caso la sensibilidad del aparato en esa escala 0-250 es 5V, ver figura arriba, y coincide con la precisón.

Normalmente el valor de la resolucion y el de la precisión no coinciden . Ejemplos:

Sonda para medir presionnes: Resolution: 2 hPa; Accurancy: 2% ± 4 hPa

Sonda amperimetro: Resolution: 1mA; Accurancy: 1% ± 3 mA


Ejemplo de la forma de proceder con INSTRUMENTOS DIGITALES

balanza medida y sensibilidad

La imprecisión de los instrumentos de medida digitales la indica el fabricante.

En la balanza de la figura se indica la cota máxima, o peso máximo, que puede medir y la imprecisión (d). Para pesadas entre 0 y 50 g la imprecisión es de 0,1 g, pero entre 50 y 100 g el fabricante sólo asegura 0,2 g.

Por lo tanto, si medimos 6,1 g la expresión correcta será 6,1 ± 0,1 g

Pero para una medida de 65,2 g la expresión correcta será: 65,5 ± 0,2 g

Error relativo a fondo de escala (porcentual absoluto)=0,2/100=0,2%

El error relativo para valores menores es mayor.

Todo valor que aparece en la pantalla del instrumento debe expresarse acompañado de su imprecisión

Todas las demás consideraciones sobre número de medidas y representación de ellas son iguales a lo que hemos visto en medidas directas con instrumentos analógicos.

Existen instrumentos digitales que captan secuencias de medidas, las guardan en tablas y también pueden mostrarlas en gráficos. La sofisticación de estos aparatos puede inducirnos a pensar que dan medidas totalmente precisas, lo cual no es correcto, ya que siempre debemos tener en cuenta (aunque el aparato las muestre sin imprecisión) la imprecisón del aparato indicada por el fabricante.

Es necesario calibrar previamente los aparatos.

Todo instrumento tiene una imprecisión aunque esté perfectamente calibrado.

En el siguiente ejemplo vamos a ver la toma de datos y su representación en una práctica de calentamiento del agua mediante un calentador eléctrico (resistencia eléctrica protegida y sumergida en el agua).

Todos los valores que vemos en las tablas y los puntos de las gráficas vienen acompañados de un error.

Preparamos el aparato y nos fijamos en sus características:

1º.- Calibramos el aparato después de comprarlo. Para ello ponemos el sensor en agua y hielo y ajustamos el tornillo hasta ver el 0º . Después lo metemos en agua hirviendo y ajustamos con otro tornillo hasta ver el valor 100º en la pantalla.

2º.- Nos fijamos en la escala entre la que podemos medir (ver instrucciones). Con esta sonda podemos medir entre - 20º y 120 ºC.

3º.- Nos fijamos en la temperatura máxima a que podemos exponer la sonda (130 ºC).

aparato sensor
Vaso con calentador y sensor
tabla gráfica

4º Miramos la precisón de la sonda que nos da el fabricante para cada escala. Lo da en error relativo para una escala y a veces acompañado del error absoluto en dicha escala.

Ej Amperímetro: 1%, ± 2 mA

Una sonda de un termopar puede indicar el error absoluto máximo para cada rango.

Ejemplo: Error absoluto (máximo) T<=400º ± 4 º C ; T > 400 º ± 1 ºC

5º Tiempo de respuesta. Es, por ejemplo, el tiempo que debemos esperar para que la sonda esté a la temperatura del medio

Efectuamos el montaje y conectamos la sonda. Lanzamos el grabador interno para la captura de datos.

Analizamos los datos obtenidos. Estos valores deben ir acompañados de la sensibilidad (imprecisión o resolución) que indica el fabricante y de las unidades de medida.

Si relizamos varias medidas, por ejemplo para estudiar la temperatura donde se produce el cambio de estado de una mezcla, debemos calcular la representante de todas ellas y su imprecisión absoluta (Ea).