Calibración de Sensores

En la clase de Sensores y actuadores en la practica 1 que fue leer y mostrar en pantalla las medidas de voltaje y corriente.  pude observar las diferentes formas en que los compañeros obtenían sus datos y los interpretaban, por lo que les voy a mostrar el método que a mi parecer es el mejor para calibrar los sensores e interpretar los datos de una forma mas sencilla y precisa, cabe recalcar que este método lo he aprendido gracias al maestro Renan Quijano en la materia de Instrumentación y control el Verano pasado.

Antes que nada ¿que es calibración?
Es el procedimiento mediante el cual se ajusta la salida de un sensor sobre su rango completo de medida, de tal forma que coincida al máximo posible con una seria de valores conocidos derivados de los patrones de medida correspondientes a la magnitud a medir.
la representación gráfica de estos valores obtenidos se denomina Curva de Calibración.
En la figura 1 se muestra una curva de calibración típica de un sensor lineal.

Ademas de esto hay que tener en cuenta la Histéresis que es la máxima diferencia entre las señales de salida  correspondientes a un mismo valor de la magnitud a medir, que se obtiene cuando dicho valor se obtiene mediante el aumento y la disminución de dicha magnitud.

en la figura 2 podemos observar la curva de calibración de un sensor en la que se determina la histéresis.

En pocas palabras para evitar todos estos errores de los sensores y ajustar nuestro sensor a un patrón de medida establecido podemos realizar el siguiente procedimiento.

Para hacer el ejemplo mas entendible utilizaremos la forma en que se calibraron los sensores de voltaje y corriente en la practica 1.

prácticamente el esquemático de las tarjetas que realizamos en la practica fue de la siguiente manera:

cabe mencionar que en el esquemático lo que denominamos "sensor de Voltaje" Básicamente es el divisor con las resistencias y el amplificador de Aislamiento, la segunda el tercer bloque es de amplificación y acondicionamiento que no es mas que nuestros amplificadores operacionales utilizados.


entonces para calibrar nuestros sensores nosotros nos olvidamos de los datasheets y de las especificaciones del sensor y de como variaba su salida con respecto a su entrada lo único que se hizo fue agarrar un Voltimetro y un Amperimetro como nuestros patrones de medida y conectar nuestros sensores a nuestra tarjeta de adquisición de datos con lectura del ADC en pantalla y hacer un barrido de voltajes y corrientes a la entrada de los sensores y capturar los datos del Voltimetro, Amperimetro, ADC1(voltaje) y ADC2(corriente). estos datos posteriormente se pasan en una tabla en excel y se grafican Voltimetro contra ADC1 y Amperimetro contra ADC2 y se le saca la ecuación de la linea de tendencia que basicamente nos da la relación o lo podemos ver como la función de transferencia desde la entrada y la salida de todo el sensor y así con la ecuación obtenida únicamente se escribe en el micro siendo X el valor de ADC y ya se tiene el sensor calibrado.

Figura 3. Barrido de las mediciones de voltaje.

Figura 4. Barrido de las mediciones de corriente.

y así con estas 2 ecuaciones me olvido de calcular las valores del divisor y de las ganancias del amplificador diferencial utilizado ademas de los errores que puedan tener los valores de las resistencias y tener que estar sacando o calculando alguna forma de relacionar los valores de entrada con respecto a los de salida.

Espero que les sirva para futuras practicas y si tienen alguna duda o comentario, aquí estamos en contacto.