4. Caracteristicas estaticas de los sistemas de medida

El comportamiento del sistema de medida viene condicionado por el sensor empleado. Es por ello importante describir las características de los sensores. Sucede que, en la mayoría de los sistemas de medida, la variable de interés varía tan lentamente que basta con conocer las características estáticas del sensor. Ahora bien, las características estáticas influyen también en el comportamiento dinámico del sensor, es decir, en el comportamiento que presenta cuando la magnitud de medida varía a lo largo del tiempo. Se pueden distinguir algunas caracteristicas tales como:

1. La exactitud (en inglés, ”accuracy”) es la cualidad que caracteriza la capacidad de un instrumento de medida de dar indicaciones que se aproximen al verdadero valor de la magnitud medida. El valor “exacto”, “verdadero” o “ideal”, es el que se obtendría si la magnitud se midiera con un método “ejemplar, aquel en el que los expertos coinciden que es suficientemente exacto para la finalidad pretendida con los resultados que se obtengan. La exactitud de un sensor se determina mediante la denominada calibración estática. Consiste ésta en mantener todas las entradas excepto una a un valor constante. La entrada en estudio se varía lentamente, tomando sucesivamente valores “constantes” dentro del margen de medida, y se van anotando los valores que toma la salida. La representación de estos valores en función de los de la entrada define la curva de calibración. Para poder conocer el valor de la magnitud de entrada, ésta debe tener un valor bien conocido, constituyendo lo que se denomina un “patrón” de referencia. Su valor debe conocerse con una exactitud al menos diez veces mayor que la del sensor que se calibra. El valor medido y su inexactitud deben darse con valores numéricos compatibles, de forma que el resultado numérico de la medida no debe tener más cifras de las que se puedan considerar válidas a la luz de la incertidumbre sobre dicho resultado. Por ejemplo, al medir la temperatura ambiente, un resultado de la forma 20 ºC +/- 1 ºC está expresado correctamente, mientras que las expresiones 20 ºC +/- 0,1 ºC, 20,5 ºC +/- 1 ºC, 20,5 ºC +/- 10% son todas incorrectas.
2. La precision es la cualidad que caracteriza la capacidad de un instrumento de medida de dar el mismo valor de la magnitud medida, al medir varias veces en unas mismas condiciones determinadas (ambientales, operador, etc.), prescindiendo de su concordancia o discrepancia con el valor real de dicha magnitud. La precision implica que se tenga simultáneamente una conformidad en las sucesivas lecturas y un número entero alto de cifras significativas y es, por tanto, una condición necesaria pero no suficiente para la exactitud.
3. La repetibilidad se refiere al mismo hecho, pero cuando las medidas se realizan en un intervalo de tiempo corto. Cuantitativamente, es el valor por debajo del cual se encuentra, con una probabilidad especificada, el valor absoluto de la diferencia entre dos resultados individuales obtenidos en las condiciones antedichas. Si no se dice lo contrario, la probabilidad se toma del 95%.
4. La reproducibilidad se refiere también al grado de coincidencia entre distintas lecturas individuales cuando se determina el mismo parámetro con un método concreto, pero con un conjunto de medidas a largo plazo o realizadas por personas distintas o con distintos aparatos o en diferentes laboratorios. Cuantitativamente, es el valor por debajo del que se encuentra, con una probabilidad especificada, el valor absoluto de la diferencia entre dos resultados individuales obtenidos en las condiciones anteriores. Si no se dice lo contrario, la probabilidad se toma del 95%.
5. La sensibilidad o factor de escala es la pendiente de la curva de calibración , que puede ser o no constante a lo largo de la escala de medida. La sensibilidad en un punto cualquiera x0 viene dada por:
   S(x0) = dy/dx (evaluado en x = x0)
   En los sensores se desea una alta sensibilidad y constante.
6. La linealidad expresa el grado de coincidencia entre la curva de calibración y una línea recta determinada. Hay varios tipos de linealidad:
   i. Linealidad independiente: la línea de referencia se obtiene por el método de los mínimos cuadrados.
   ii. Linealidad ajustada al cero: mínimos cuadrados pero que pase por cero
   iii. Linealidad terminal
   iv. Linealidad a través de los extremos.
   v. Linealidad teórica: la recta es la definida por las previsiones teóricas formuladas al diseñar el sensor.
   Los principales factores que influyen en la linealidad son: la resolución, el umbral y la histéresis.
7. La resolución o discriminación es el incremento mínimo de la entrada para el que se obtiene un cambio en la salida.
8. El umbral es cuando el incremento de la entrada se produce a partir de cero.
9. La histéresis se refiere a la diferencia en la salida para una misma entrada, según la dirección en que se
   alcance.