Interpretación de especificaciones.

Tomada de: https://cefltd.com/instrumentacion-temper/

Imagina un mundo sin mediciones precisas. Un mundo en el que no podemos confiar en los resultados de un termómetro, un osciloscopio o cualquier instrumento de medición. La instrumentación de medida es el corazón de la ciencia y la tecnología, proporcionando los datos necesarios para descubrir, innovar y tomar decisiones fundamentadas. Pero, ¿Qué ocurre cuando los resultados no son confiables? Ahí es donde entran en juego las especificaciones en la instrumentación de medida, las guardianas de la precisión y la exactitud en nuestras mediciones. 

Las especificaciones en la instrumentación de medida son un conjunto de características técnicas y criterios definidos por los fabricantes para describir y cuantificar el rendimiento y las capacidades de un dispositivo de medición. Estas especificaciones proporcionan información detallada sobre los límites y las condiciones en las que un instrumento puede medir con precisión y confiabilidad. Las especificaciones en la instrumentación de medida son importantes para los usuarios, ya que les brindan información crucial sobre la calidad y las limitaciones de un instrumento. Ayudan a los científicos, ingenieros y profesionales a seleccionar el instrumento adecuado para sus necesidades específicas y a garantizar mediciones precisas y confiables en sus aplicaciones.

Existen diversos tipos de especificaciones que describen el rendimiento y las capacidades del instrumento, como lo son:

Para explicar como interpretar las especificaciones de un instrumento nos centraremos en las especificaciones de los multímetros. 

La especificación de un instrumento de medición incluye componentes como rangos, exactitud, precisión, resolución, linealidad, límites de temperatura, características de entrada y valores máximos y mínimos de lectura. Estos parámetros definen las capacidades y limitaciones del instrumento, permitiendo a los usuarios seleccionar el equipo adecuado y garantizar mediciones precisas y confiables en diversas condiciones y aplicaciones.

"En la medida en que la desviación es más pequeña, mejor es el instrumento."

Tomada de: Martínez Baquero Javier E. (2023). Especificaciones en la instrumentación de medida.

Teniendo en cuenta esto, la desviación en los multímetros esta dada por:

Ecuación 1,2 y 3. Desviaciones.

Tomada de: Martínez Baquero Javier E. (2023). Especificaciones en la instrumentación de medida.

La exactitud en estos instrumentos esta dada por:

Ecuación 4,5 y 6. Exactitud.

Tomada de: Martínez Baquero Javier E. (2023). Especificaciones en la instrumentación de medida.

• Para E1, "lect" es el valor que se obtiene en la lectura con el instrumento y el rango es el rango que se utilizo para tomar la lectura de la variable.
• Para E2 "f.s." es el fondo de salida.
• Para E3 "lect" es el valor que se obtiene en la lectura y "#cuentas" es el numero de cuentas que hace el instrumento en dicho rango, para pasar de E3 a E1 se utiliza:

Ecuación 7. #Cuentas.

Tomada de: Martínez Baquero Javier E. (2023). Especificaciones en la instrumentación de medida.

Donde el rango es el rango usado en la medición del valor de la variable y los pasos se determinan mediante el display o la capacidad para mostrar la información del instrumento, por ejemplo:

Figura 1. Lecturas mínimas y máximas en distintos multímetros.

Tomada de: Martínez Baquero Javier E. (2023). Especificaciones en la instrumentación de medida.

El numero de pasos que puede dar un multímetro corresponde a cada paso que puede dar desde la primera lectura, en caso del multímetro de 3 dígitos (000) hasta el valor máximo que puede medir (999), por tanto, este multímetro puede dar 1000 pasos, desde 000 hasta 999.

Para investigar a profundidad dejare un video donde se profundiza las especificaciones de un multímetro de la marca Fluke.

https://www.youtube.com/watch?v=0WjkKt2RCyI&t=254s

La sensibilidad esta dada por: 

Ecuación 8. Sensibilidad.

Tomada de: Martínez Baquero Javier E. (2023). Especificaciones en la instrumentación de medida.

Donde la resolución es 1/#pasos.

Las especificaciones secundarias son características adicionales que se especifican en un instrumento de medición y que complementan las especificaciones principales. Estas especificaciones secundarias proporcionan información detallada sobre aspectos específicos del rendimiento del instrumento y su funcionamiento. Si bien las especificaciones principales suelen incluir parámetros como precisión, exactitud, resolución y rango de medición, las especificaciones secundarias pueden abordar aspectos más específicos y detallados.

• Tiempo de respuesta.
• Estabilidad a largo plazo.
• Rechazo de interferencias.
• Consumo de energía.
• Dimensiones físicas y peso del instrumento.
• Condiciones ambientales.

Las especificaciones en la instrumentación de medida son como las huellas digitales de un instrumento, revelando su potencial y limitaciones. Estas especificaciones, que abarcan rangos, exactitud, precisión, resolución, linealidad y otros parámetros clave, nos permiten comprender el verdadero alcance y rendimiento de un instrumento. Son la brújula que guía nuestras mediciones, proporcionando la confianza necesaria en los resultados obtenidos. Al conocer y considerar cuidadosamente estas especificaciones, podemos seleccionar el instrumento adecuado para cada tarea, trazar un camino de mediciones confiables y lograr resultados precisos que respalden el avance científico, la innovación tecnológica y el crecimiento en diversas áreas. En última instancia, las especificaciones en la instrumentación de medida son la clave para desbloquear el conocimiento oculto en los números, permitiéndonos descubrir nuevos horizontes y comprender mejor el mundo que nos rodea.

Ejemplo de cálculos de error para determinado instrumento de medición (multímetro).

Teniendo las especificaciones de un multímetro digital (HP 3466A), las cuales son:

Figura 2. Especificaciones del instrumento de medición.

Tomada de: Martínez Baquero Javier E. (2023). Especificaciones en la instrumentación de medida.

Entonces, tomando una medida de 0,5 V en la escala de 2 V del multímetro se tendrá un error de:

El numero de cuentas corresponde al 1 que se ve en la información de la figura 2 y el numero de pasos es 20000 debido a que el display es de 4 1/2 dígitos.

    Otro caso se presenta cuando en las especificaciones se entrega directamente el porcentaje de error correspondiente al rango. Por ejemplo:

En este caso, las especificaciones nos daban un porcentaje ya determinado para el rango (0,1%), el rango que se uso para la medida es de 2 V. El valor de la medida es de 1,5306 V, esta medida también tiene un porcentaje de 0,1%.