Unidad 1: Introduccion

La ingeniería es la profesión que aplica conocimientos y experiencias para que mediante diseños, modelos y técnicas se resuelvan problemas que afectan a la humanidad. 

En ella, el conocimiento de las matemáticas y ciencias naturales, obtenido mediante estudio, experiencia y práctica, se aplica con juicio para desarrollar formas económicas de utilizar los materiales y las fuerzas de la naturaleza para beneficio de la humanidad y del ambiente.

Es aquí donde cobra vital importancia la instrumentación electrónica, ya que al disponer de  toda clase de dispositivos electrónicos se hace posible desarrollar hardware y construir equipos acorde a las necesidades del entorno lo que permite estar al nivel de países industrializados.

Es aquí donde cobra vital importancia la instrumentación electrónica, ya que al disponer de  toda clase de dispositivos electrónicos se hace posible desarrollar hardware y construir equipos acorde a las necesidades del entorno lo que permite estar al nivel de países industrializados.

La instrumentación electrónica se encarga del sensado y procesamiento de la información proveniente de variables físicas y químicas, a partir de las cuales se realiza el monitoreo, medida y control de procesos, empleando para ello tecnologías y dispositivos  electrónicos.

Algunos de los avances tecnológicos de las últimas décadas han avanzado en el estudio, caracterización y fabricación de nuevos materiales lo que ha permitido generar una gran diversidad de sensores de todo tipo, con los cuales se pueden monitorear una gran variedad de variables físicas y químicas, a la vez que se ha masificado su producción lo cual conlleva a una reducción en los costos de producción.

¿Que es una medida?

es una representación de una cantidad  o de una magnitud comparada con respecto a su unidad respectiva.

¿Que es un instrumento de medición?

Un instrumento de medición es un aparato que se usa para comparar magnitudes físicas mediante un proceso de medición.Como unidades de medida se utilizan objetos y sucesos previamente establecidos como estándares o patrones y de la medición resulta un número que es la relación entre el objeto de estudio y la unidad de referencia. Los instrumentos de medición son el medio por el que se hace esta conversión.

Sistema de medidas

El Sistema Internacional de Unidades, abreviado SI, también denominado sistema internacional de medidas, es el sistema de unidades más extensamente usado. Junto con el antiguo sistema métrico decimal,  que es su antecedente y que ha mejorado, el SI también es conocido como sistema métrico, especialmente en las naciones en las que aún no se ha implantado para su uso cotidiano. Fue creado en 1960 por la Conferencia General de Pesas y Medidas, que inicialmente definió seis unidades físicas básicas o fundamentales. En 1971 fue añadida la séptima unidad básica, el mol.

Debido a la gran cantidad de medidas que se obtenían en experimentos e investigaciones fue necesario crear un sistema de medidas que fuera común y aplicable de manera que esto permitiera el desarrollo de la tecnología y la investigación.

Un sistema de medida electrónico es aquel cuya finalidad es obtener información acerca de un proceso físico y presentar dicha información en la forma adecuada a un observador u a otro sistema de control.

  El resultado de la medida debe ser:

• Objetivo (Independiente del observador)
• Empírico (Basado en la experimentación)

En un sistema de medida se distinguen tres funciones principales, estas son:

Adquisición de datos:

  La información de las magnitudes físicas es adquirida y convertida en una señal eléctrica. De esta etapa dependerán en buena parte las prestaciones del sistema de medida. La variable del mundo físico es convertida en una señal eléctrica mediante un dispositivo sensor a fin de ser procesada adecuadamente. 

Procesamiento de datos:

Consiste en el procesamiento, selección y manipulación de los datos, la cual puede ser realizada por un DSP

Distribución de los datos:

El valor medido se presenta a un observador o se transmite a otro sistema.

La etapa de acondicionamiento de la señal consiste en realizar una o varias de las siguientes 

funciones:

Amplificación: se realiza cuando se considera que el nivel típico de salida de un sensor es
demasiado bajo. La amplificación por medios analógicos se realiza con la ayuda del amplificador operacional, el cual requiere una impedancia de entrada elevada para minimizar los efectos de carga en la señal de salida. Cuanto antes podamos elevar los niveles de las señales, tanto mejor porque los posibles ruidos que se introduzcan en el circuito resultarán cuantitativamente menores.

Filtrado: consiste en eliminar una cierta banda de frecuencias de la señal. El intervalo de frecuencias que deja pasar un filtro es la banda de paso, el intervalo que no se deja pasar es la banda de rechazo y los límites entre ambos intervalos son las frecuencias de corte.

Linealización: consiste en obtener una señal de salida que varíe linealmente con la variable que se desea medir. Un caso bastante frecuente es el de un sensor donde la salida varía de forma exponencial con respecto a la variable a medir.

Conversión de señal: se requiere cuando es necesario convertir un tipo de variación eléctrica en otro. Así un gran número de sensores varían su resistencia como consecuencia de la variación de la variable a medir. En estos casos se requiere un circuito que convierta estos cambios de resistencia en una tensión o en una corriente. Es bastante frecuente también en la transmisión de una señal (sobre todo a largas distancias) la necesidad de realizar una conversión de tensión a corriente o la conversión de tensión a frecuencia.