¿Conoce la exactitud de un sensor de presión?

La exactitud de un sensor de presión es uno de los criterios más importantes al seleccionar un instrumento para una aplicación de medición. Sin embargo, este concepto puede confundirse fácilmente con otros términos como precisión, repetibilidad o resolución.

En aplicaciones industriales, conocer la exactitud necesaria permite seleccionar un sensor adecuado para las condiciones del proceso y para los requisitos de la medición.

La exactitud indica hasta qué punto el valor indicado por el instrumento se aproxima al valor real de la magnitud medida. Cuanto menor sea el error de medición permitido, mayores pueden ser las exigencias respecto al instrumento y a las condiciones en las que se utiliza.

Pero ¿qué significa exactamente la exactitud de un sensor de presión? ¿Cómo se especifica y qué factores pueden influir en ella? En este artículo explicamos el concepto de exactitud, su relación con otros parámetros de medición y los principales criterios que deben tenerse en cuenta al seleccionar un sensor de presión.

¿Qué es la exactitud de un sensor de presión?

La exactitud de un sensor de presión describe la capacidad del instrumento para proporcionar un valor de medición próximo al valor de referencia.

En términos generales, cuanto menor sea la desviación entre el valor medido y el valor de referencia, mayor será la exactitud de la medición.

La exactitud suele expresarse como un valor porcentual relacionado con el rango de medición o con el valor de referencia definido por el fabricante.

Por ejemplo, una especificación de exactitud expresada como un porcentaje del rango indica que el error permitido está relacionado con el fondo de escala del sensor.

Por este motivo, no basta con conocer únicamente el porcentaje de exactitud. También es necesario conocer el rango de medición al que se aplica.

Exactitud y precisión: ¿es lo mismo?

Los términos exactitud y precisión suelen utilizarse como sinónimos en el lenguaje cotidiano, pero técnicamente describen conceptos diferentes.

La exactitud está relacionada con la proximidad del resultado de medición al valor de referencia.

La precisión describe la proximidad entre diferentes resultados de medición cuando se repite una medición bajo determinadas condiciones.

Un instrumento puede, por ejemplo, proporcionar resultados muy próximos entre sí y, sin embargo, estar desplazado respecto al valor de referencia.

Por ello, al evaluar un sensor de presión, es importante distinguir entre exactitud y precisión y considerar qué características son relevantes para la aplicación.

¿Cómo se especifica la exactitud de un sensor de presión?

La exactitud de un sensor de presión industrial puede especificarse de diferentes maneras según el fabricante y el instrumento.

Una especificación habitual es un porcentaje del rango de medición.

Por ejemplo, si un sensor tiene un rango de 0 a 10 bar y una exactitud de ±0,5 % del rango, el error especificado corresponde a ±0,05 bar.

Este ejemplo muestra por qué el rango de medición debe tenerse siempre en cuenta al interpretar la exactitud.

Una especificación de exactitud debe analizarse junto con las condiciones de referencia y los parámetros utilizados por el fabricante.

¿Qué significa ± % del rango?

Cuando la exactitud se expresa como ± % del rango, el porcentaje se aplica al rango de medición especificado.

Por ejemplo:

Rango: 0 a 10 bar

Exactitud: ±0,5 % del rango

El cálculo sería:

10 bar × 0,5 % = 0,05 bar

Por tanto, el error indicado por esta especificación sería de hasta ±0,05 bar bajo las condiciones correspondientes a la especificación.

Este valor no debe confundirse con un ±0,5 % del valor medido.

La diferencia puede ser importante, especialmente cuando se miden valores pequeños dentro de un rango amplio.

¿Por qué el rango de medición influye en la exactitud?

El rango de medición es un elemento fundamental para interpretar la exactitud de un sensor de presión.

Si dos sensores tienen el mismo porcentaje de exactitud, pero rangos diferentes, el error absoluto correspondiente puede ser diferente.

Por ejemplo, un 1 % de un rango de 10 bar corresponde a 0,1 bar, mientras que un 1 % de un rango de 100 bar corresponde a 1 bar.

Por este motivo, seleccionar un sensor con un rango demasiado amplio puede no ser adecuado cuando se necesita medir presiones relativamente pequeñas con una determinada exactitud.

El rango debe seleccionarse teniendo en cuenta las presiones reales que se esperan durante el funcionamiento.

Exactitud, repetibilidad y resolución

La exactitud no es el único parámetro que debe considerarse al evaluar un sensor de presión.

Exactitud

Indica la proximidad del resultado de medición al valor de referencia.

Repetibilidad

Describe la capacidad del instrumento para proporcionar resultados similares cuando una medición se repite bajo condiciones determinadas.

Resolución

Indica el menor cambio de la magnitud medida que puede distinguir o representar el instrumento.

Estos conceptos están relacionados con el comportamiento del instrumento, pero no representan la misma característica.

Una aplicación puede requerir, por ejemplo, una determinada exactitud y una buena repetibilidad al mismo tiempo.

¿Qué factores influyen en la exactitud de un sensor de presión?

La exactitud especificada por el fabricante se obtiene normalmente bajo determinadas condiciones. En una aplicación real, diferentes factores pueden influir en el resultado de la medición.

Entre los principales factores se encuentran:

• rango de presión;
• temperatura;
• presión estática, en el caso de sensores diferenciales;
• posición o condiciones de instalación;
• comportamiento del fluido;
• condiciones ambientales;
• estabilidad del sensor;
• características del proceso;
• calibración del instrumento.

Por este motivo, la exactitud indicada en la ficha técnica debe interpretarse teniendo en cuenta las condiciones reales de funcionamiento.

¿Cómo influye la temperatura en la exactitud?

La temperatura puede influir en el comportamiento de un sensor de presión.

Las especificaciones de exactitud se establecen normalmente bajo determinadas condiciones de referencia. Cuando la temperatura de funcionamiento se aleja de estas condiciones, pueden aparecer desviaciones adicionales.

Por ello, en aplicaciones con grandes variaciones de temperatura, es importante comprobar las especificaciones correspondientes y seleccionar un sensor adecuado al entorno de funcionamiento.

La temperatura del fluido y la temperatura ambiente también pueden ser relevantes dependiendo de la construcción del instrumento y de la aplicación.

¿Cómo influye la presión estática en un sensor diferencial?

En un sensor de presión diferencial, además de la diferencia entre las dos presiones, es necesario considerar la presión estática a la que está sometido el instrumento.

Una aplicación puede presentar una diferencia de presión relativamente pequeña entre dos puntos mientras las presiones absolutas o relativas de ambos lados son elevadas.

Por este motivo, la selección de un sensor diferencial debe considerar tanto el rango de presión diferencial como la presión máxima admisible del sistema.

Este aspecto es especialmente importante en aplicaciones industriales de medición diferencial.

¿Qué relación existe entre exactitud y calibración?

La calibración permite comparar el comportamiento de un instrumento con un valor de referencia conocido.

Durante una calibración pueden identificarse las desviaciones del instrumento respecto a los valores de referencia.

La calibración y la exactitud están, por tanto, estrechamente relacionadas, pero no son conceptos equivalentes.

La exactitud es una característica del resultado de medición y de las especificaciones del instrumento, mientras que la calibración es un proceso utilizado para comprobar el comportamiento del instrumento frente a referencias determinadas.

La frecuencia y las condiciones de calibración deben establecerse de acuerdo con los requisitos de la aplicación y del sistema de calidad correspondiente.

¿Cómo comprobar la exactitud de un sensor de presión?

Para comprobar la exactitud de un sensor de presión, el instrumento puede compararse con una referencia de medición adecuada.

El sensor se somete a determinados valores de presión y sus resultados se comparan con los valores proporcionados por el instrumento de referencia.

Las diferencias observadas permiten determinar el comportamiento del sensor dentro de las condiciones de la prueba.

Para obtener resultados fiables, el procedimiento de calibración o comprobación debe realizarse con equipos de referencia adecuados y bajo condiciones controladas.

Exactitud de un sensor de presión en aplicaciones industriales

En una aplicación industrial, la exactitud necesaria depende del objetivo de la medición.

No todas las aplicaciones requieren el mismo nivel de exactitud.

Una medición utilizada únicamente para supervisar una condición general del proceso puede tener requisitos diferentes de una medición utilizada para controlar un proceso o realizar una tarea de medición con tolerancias más estrictas.

Por ello, la selección debe comenzar por determinar qué nivel de exactitud necesita realmente la aplicación.

¿Cómo elegir un sensor de presión según su exactitud?

Para elegir un sensor de presión, no basta con seleccionar el instrumento que tenga el porcentaje de exactitud más bajo.

Es necesario analizar conjuntamente:

• el rango de presión;
• la exactitud requerida;
• el tipo de presión: absoluta, relativa o diferencial;
• la temperatura de funcionamiento;
• la naturaleza del fluido;
• la presión máxima;
• las condiciones ambientales;
• la estabilidad necesaria;
• la señal de salida;
• los requisitos de instalación.

Un sensor con una exactitud muy elevada puede no aportar ventajas si la aplicación no necesita ese nivel de rendimiento.

Por el contrario, una exactitud insuficiente puede generar errores que afecten al control o a la supervisión del proceso.

¿Es mejor elegir siempre el sensor con mayor exactitud?

No necesariamente.

La exactitud de un sensor de presión debe corresponder a las necesidades de la aplicación.

Seleccionar un instrumento con una exactitud superior a la necesaria puede incrementar las exigencias de selección, instalación o calibración sin aportar un beneficio relevante para el proceso.

Lo importante es definir primero la incertidumbre o el error de medición que puede tolerarse y seleccionar posteriormente un instrumento que cumpla estos requisitos.

¿Cómo afecta la selección del rango a la medición?

La selección del rango debe realizarse de acuerdo con los valores de presión que realmente se esperan.

Si la presión habitual se encuentra en una pequeña parte del rango total del sensor, la exactitud expresada como porcentaje del rango puede representar un error absoluto considerable respecto al valor que se está midiendo.

Por este motivo, cuando sea posible, conviene seleccionar un rango que cubra adecuadamente las condiciones de funcionamiento sin sobredimensionarlo innecesariamente.

También deben tenerse en cuenta las presiones máximas y posibles sobrepresiones del proceso.

Tabla comparativa de los principales conceptos de medición

Errores que deben evitarse al evaluar la exactitud

Existen varios errores habituales al interpretar las especificaciones de un sensor de presión.

Conviene evitar:

• confundir exactitud y precisión;
• interpretar un porcentaje del rango como porcentaje del valor medido;
• seleccionar un rango excesivamente amplio;
• ignorar la influencia de la temperatura;
• no considerar la presión estática en sensores diferenciales;
• comparar especificaciones obtenidas bajo condiciones diferentes;
• ignorar la calibración;
• seleccionar un sensor sin analizar las condiciones reales de la aplicación.

La ficha técnica debe analizarse siempre de acuerdo con las condiciones concretas en las que se utilizará el sensor.

Conclusión

La exactitud de un sensor de presión es un parámetro fundamental para evaluar la calidad de una medición y seleccionar correctamente un instrumento.

La exactitud describe la proximidad del resultado de medición respecto a un valor de referencia y puede expresarse, entre otras formas, como un porcentaje del rango de medición.

Para interpretar correctamente esta especificación, es necesario considerar el rango del sensor, la temperatura, las condiciones de funcionamiento y otros factores que pueden influir en la medición.

Además, la exactitud no debe confundirse con precisión, repetibilidad o resolución.

La selección de un sensor de presión industrial debe basarse en las necesidades reales de la aplicación. Un análisis adecuado de estos parámetros permite elegir un instrumento que proporcione mediciones fiables y adaptadas a los requisitos del proceso.

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FAQ

1. ¿Qué es la exactitud de un sensor de presión?

La exactitud indica hasta qué punto el resultado proporcionado por un sensor de presión se aproxima a un valor de referencia.

2. ¿Es lo mismo exactitud que precisión?

No. La exactitud está relacionada con la proximidad al valor de referencia, mientras que la precisión describe la proximidad entre diferentes resultados de medición.

3. ¿Cómo se expresa la exactitud de un sensor de presión?

Puede expresarse de diferentes maneras según el instrumento. Una forma habitual es como un porcentaje del rango de medición, por ejemplo ±0,5 % del rango.

4. ¿Qué significa ±0,5 % del rango?

Significa que el error especificado corresponde al 0,5 % del rango de medición, bajo las condiciones establecidas por el fabricante.

5. ¿Por qué es importante el rango de medición?

Porque cuando la exactitud se expresa como porcentaje del rango, el valor absoluto del error depende directamente del rango seleccionado.

6. ¿Qué factores pueden afectar a la exactitud de un sensor de presión?

La temperatura, el rango de presión, las condiciones ambientales, la presión estática en sensores diferenciales, la instalación y la calibración pueden influir en el comportamiento de la medición.

7. ¿Cómo se puede comprobar la exactitud de un sensor de presión?

El sensor puede compararse con una referencia de medición adecuada mediante un procedimiento de calibración o comprobación bajo condiciones controladas.

8. ¿Cómo elegir un sensor de presión con la exactitud adecuada?

Primero hay que determinar el rango y el nivel de exactitud necesarios para la aplicación. Después deben analizarse la temperatura, el fluido, la presión máxima, el tipo de presión y las condiciones de instalación.