Glosario Esencial de Sistemas de Instrumentación, Electrónica y Sensores

Conceptos Fundamentales en Sistemas de Instrumentación y Electrónica

Sistemas de Instrumentación (SI)

• Proceso de un SI

  Consiste en el desarrollo de procedimientos que permiten obtener la señal de salida para cualquier señal de entrada siguiendo un método unificado.

• Misión del Elemento Sensor de un SI de Medida

  Un sensor es un dispositivo que, a partir de una magnitud física (m), nos proporciona una magnitud eléctrica (s), tal que s = f(m).

Componentes y Dispositivos Electrónicos

• Resolución de un Instrumento de Medida

  Es el incremento mínimo de la entrada para que haya un cambio perceptible en la salida.

• Potenciómetro

  El parámetro eléctrico que varía es la resistencia, y la magnitud que se puede medir es la posición, distancia o desplazamiento. (Nota: "dibujo redonda" se refiere a una representación gráfica).

• Materiales Semiconductores en los SI

  Materiales que permiten controlar su conductividad de acuerdo con su estructura interna y, por tanto, controlar la corriente eléctrica que circula y la diferencia de potencial.

  Tipos de Semiconductores y Dispositivos

  • Intrínseco (sin dopar)
  • Extrínseco (dopado)
  • Aislado iónico
  • Semiconductor covalente
  • Transistores de unión (NPN, PNP)
  • Transistores de efecto de campo (MOSFET, JFET/PET)

• Procesadores

  • De Señal: Sistemas que procesan información contenida en la señal.
  • De Potencia: Procesan energía eléctrica para alimentar Sistemas de Instrumentación (SI).

• Electrónica y Microelectrónica

  Puede definirse como la transición de los componentes individuales al circuito integrado, compuesto por un pequeño cristal de silicio que contiene gran cantidad de componentes individuales.

• Sensores

  Dispositivo que, a partir de la energía del medio donde se mide, genera una señal eléctrica.

  Características del Sensor Ideal

  • Relación entre magnitudes de salida y variable de entrada proporcionales.
  • Absorber el mínimo de energía del medio.

• Efecto Termoiónico

  Aparición de electrones que provienen de una superficie de metal, causado por una energía térmica.

Convertidores de Energía

• Convertidor Estático de Energía (Rectificador)

  Transforma una señal de corriente alterna (CA) en una señal de corriente continua (CC).

  • Rectificador de Media Onda: Elimina la semionda negativa para conseguir una señal de CC.
  • Rectificador de Onda Completa: Invierte la semionda negativa para conseguir una señal de CC.

• Troceador (Chopper)

  Transforma corriente continua (CC) a CC de diferente valor, posibilitando el aislamiento galvánico entre entrada y salida.

• Ondulador (Inverter)

  Transforma corriente continua (CC) a corriente alterna (CA), controlando la frecuencia y el valor eficaz de la tensión o corriente de salida.

• Cicloconvertidor

  Transforma corriente alterna (CA) a CA, cambiando el valor eficaz y/o la frecuencia de la señal de salida.

Sistemas Digitales y Conceptos Adicionales

• Multiplexor (MUX)

  Dispositivo combinacional con varias entradas y una salida. Posee entradas de selección, y por cada combinación de estas, se selecciona una entrada que se aplica a la salida.

• Sistemas Combinacionales

  Sistemas digitales en los que el estado de las variables de salida depende únicamente del estado actual de las variables de entrada.

• Codificador (Encoder)

  Sistema combinacional capaz de generar una salida binaria de n bits por cada una de las entradas que tiene.

• Ancho de Banda (BW)

  Margen de frecuencias de la señal donde el Amplificador Operacional (AO) mantiene su ganancia.

• Linealidad

  Un sistema lineal es aquel que posee la importante propiedad de la superposición. Si una entrada consiste en la suma ponderada de varias señales, entonces la salida es simplemente la superposición, es decir, la suma ponderada de las respuestas del sistema a cada una de las señales.