Conceptos Básicos sobre los Sensores

1. Exactitud, Fidelidad y Precisión. Concepto.

Las hojas de datos de los fabricantes de sensores de presión suelen contener muchas especificaciones diferentes sobre el tema de la precisión. Sin embargo, en la mayoría de los casos no toda la información es pertinente. En este artículo se explica qué información debe tenerse en cuenta y cuándo. También se explica por qué los transmisores de presión estables a largo plazo son un requisito previo para la optimización de los costes en aplicaciones industriales exigentes

La exactitud en la tecnología de medición consiste en la corrección y la precisión. 

La corrección es la aproximación del valor medido al valor verdadero, mientras que la precisión significa esencialmente la repetitividad del resultado de la medición bajo condiciones idénticas. Así pues, un instrumento de medición preciso indica el mismo valor para cada medición.

Este valor puede ser correcto o incorrecto. Sólo si este valor es correcto el instrumento es preciso. Por lo tanto, un instrumento preciso debe ser a la vez correcto y preciso. Siempre que se habla de la exactitud de los valores medidos, lo que realmente se quiere decir es la máxima-mínima desviación del valor medido.  Esto se expresa como un porcentaje del total del intervalo de medida. Esta máxima desviación permitida del valor medido es la incertidumbre a la que está sujeto un valor medido.  Por esta razón, a menudo se utilizan los términos incertidumbre de la medición o incertidumbre del valor

1.1. Temperatura. ¿Cómo afecta a la medición?

Varios factores externos, entre ellos la temperatura, influyen en el valor medido.  Estas causas respectivas de las incertidumbres de medición se tratan por separado en las hojas de datos. En el caso de los transmisores de presión, la temperatura es el principal factor que influye en la precisión de la medición junto con la incertidumbre de la medición de la presión real.

Son tanto la temperatura media como la temperatura ambiente las que pueden tener una influencia significativa en el valor medido.  Si se utiliza un solo transmisor a aproximadamente la temperatura ambiente, puede ignorarse la influencia de la temperatura.

1.2. La gama total de errores (TEB)

Cuando en una aplicación debe medirse el valor de presión exacto, por ejemplo, en una supervisión de carga en la que se deben definir la fuerzas que actúan, es decisiva la gama total de errores (TEB). Todas las desviaciones individuales se combinan aquí. A medida que el error total aumenta con el incremento de la desviación de la temperatura ambiente, estas especificaciones se muestran en las hojas de datos.

Con referencia a los valores finales del rango de temperatura compensado.  Por otro lado, la indicación del error total a través de la curva de temperatura de funcionamiento se muestra en un gráfico.

1.3. Estabilidad a largo plazo

• Influye en la estabilidad a largo plazo: envejecimiento, entorno operativo, etc.

Todas las especificaciones de los fabricantes se refieren a las condiciones en fábrica.  Cuanto más tiempo se utilice un transmisor de presión, mayor será la desviación de los valores medidos. Esto se debe al envejecimiento, la fatiga del material y el desgaste. Este proceso es muy individual y depende de las condiciones de aplicación, la tecnología de los sensores utilizados y el diseño y la calidad del transmisor en su conjunto. Mientras que la tecnología de película delgada sobre acero desarrollada por Trafag muestra un comportamiento de deriva asintótica a largo plazo que se asienta en un valor inferior a tres veces el valor de un año, hay productos de la competencia que muestran un aumento casi lineal, a veces incluso progresivo, de las desviaciones de los valores medidos a lo largo de muchos años en las pruebas de vida útil. En particular, el aumento de la temperatura se manifiesta en una considerable influencia en la estabilidad a largo plazo. Por ejemplo, si se utiliza un transmisor de presión con un valor de precisión ex-works del 0,3% – incluso a bajas tasas de deriva como el 0,1% por año – puede quedar inutilizado después de cuatro o cinco años. Para máquinas y sistemas de alta calidad y costosos, la vida útil y la estabilidad a largo plazo de un transmisor de presión debe ser particularmente alta. Porque una interrupción operacional – o incluso un fallo operacional – lleva rápidamente a altos costos. Por esta razón, debe seleccionarse un transmisor de presión que garantice la precisión durante años. Ahorrar costes durante la adquisición de transmisores de presión es, por tanto, una estrategia poco previsora.

• La tecnología de película fina sobre acero de Trafag es superior

Aquí es donde entra en juego la ventaja de los transmisores de presión de Trafag: en el primer año suele mostrar una deriva inferior al 0,1%. Incluso después de diez años, los valores medidos suelen desviarse menos de un 0,3% de los ajustes de fábrica.

Debido a que no hay pruebas o criterios de prueba estandarizados, Trafag ha establecido varias pruebas de vida útil forzada que identifican muy eficientemente los puntos débiles de los instrumentos. Una de las pruebas más duras es la prueba de cambio de carga, en la que se realizan 20 millones de ciclos de carga con al menos 1,5 veces la presión nominal. Muy pocos de los transmisores de presión  pueden ofrecer instrumentos que puedan soportar esta prueba sin que el sensor se dañe.

Por el contrario, los sensores de película delgada sobre acero de Trafag mostraron una deriva significativamente inferior al 0,05% incluso después de la prueba de cambio de carga de 20 millones; es decir, permanecieron prácticamente en su estado original y no sufrieron daños.

Para los fabricantes de máquinas y sistemas que deben funcionar correctamente y sin problemas durante muchos años, es de sumo interés que los sensores que utilizan siempre funcionen perfectamente, incluso después de años de uso en las condiciones más difíciles.  En las aplicaciones industriales, la exactitud, la corrección y la precisión con una excelente estabilidad a largo plazo de la señal de medición son imprescindibles.

2.Trafag. Sensores para el Naval

Trafag es una empresa suiza que cuenta con cerca de 80 años de experiencia en el diseño, fabricación y aplicación de instrumentos de medición de presión y temperatura. Dentro de los sectores con los que trabajamos, destacamos el naval, ferrocarril e hidráulica.

Sus esfuerzos de diseño se centran en la máxima robustez de sus sensores. Los productos de Trafag se adaptan a la perfección a las necesidades especiales en alta mar e impresionan por su confianza y solidez, incluso después de décadas de uso.