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Mediciones e instrumentación. Metrología-Modelamiento-Sensórica

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    LA INCORPORACIÓN del conocimiento científico a la ingeniería moderna se logra de diversas maneras y una de ellas es proyectando los avances de la ciencia a la solución de necesidades o deficiencias tecnológicas; dicha incorporación permite la creación de algoritmos y modelos debidamente soportados en la base científica.

    En este libro, la concepción del instrumento de medida como un arreglo entre un sensor y unos aditamentos mecánicos o electromecánicos, evoluciona a una concepción sistemática con un modelo del proceso real, matemáticamente soportado, que permite el análisis y diseño, así como la evidencia de sus propiedades y bondades, manejable tanto por el ingeniero docente como por el estudiante.

    El aporte de este modelo, dota a la metrología y a la instrumentación moderna de elementos eficientes y precisos para la creación de instrumentos de medida con óptimos resultados. Además del modelamiento matemático del instrumento y sus partes, este libro incluye, metrología, vocabulario y normas internacionales de carácter esencial para todas las ingenierías. Adicionalmente, se incluyen algunos de los principales sensores de variables físicas, con su respectivo estudio de acondicionamiento, preparación y manejo para el diseño de instrumentos, temas que son de importancia capital para las áreas de instrumentación, bioingeniería, control, mecatrónica, mecánica, entre otras.

    Atributos LU

    TítuloMediciones e instrumentación. Metrología-Modelamiento-Sensórica
    AutorLuis Enrique Martín Santamaría
    Tabla de Contenido
    Contenido 

    LISTA DE TABLAS

    LISTA DE FIGURAS

    PREFACIO 

    Parte I Mediciones

    Capítulo 1. Metrología 

    1.1. Introducción

    1.2. Cubrimiento y categorías de la metrología 

    1.2.1.  Metrología científica 

    1.2.2.  Metrología industrial 

    1.2.3.  Metrología legal 

    1.3. Organismos internacionales
     
    1.4. Organismos nacionales 

    1.5. Conceptos básicos

    1.5.1. Magnitud 

    1.5.2. Patrón 
     
    1.5.3. Unidad de medida 

    1.6. Sistemas de magnitudes y unidades 

    1.6.1.  Magnitudes básicas 

    1.6.2.  Magnitudes derivadas

    1.6.3.  Ecuación entre magnitudes 

    1.6.4.  Dimensión de una magnitud 

    1.6.5.  Unidad básica 

    1.6.6.  Unidad derivada 

    1.6.7.  Ecuación entre unidades 

    1.6.8.  Coherencia de un sistema

    1.7. Sistema internacional

    1.7.1. Sistema Internacional de Magnitudes 

    1.7.2 Sistema Internacional de Unidades

    1.7.3.  Magnitudes y unidades básicas 

    1.7.4.  Constantes de referencia para las unida- des del SI
     
    1.7.5.  Definición de las unidades del SI  

    1.7.6.  Nombres castellanizados de algunas unidades

    1.7.7.  Magnitudes SI derivadas
     
    1.7.8.  Unidades SI derivadas
     
    1.7.9.  Simplificación de la expresión de unidades 

    1.7.10. Magnitudes ordinales

    1.7.11. U nidades para magnitudes de dimensión uno

    1.8. Unidades no pertenecientes al SI 

    1.8.1.  Unidades no-SI de uso permitido con el SI 

    1.8.2.  Unidades no-SI condicionalmente aceptadas

    1.8.3.  Unidades no aceptadas para uso conjunto con unidades SI 

    1.8.4.  Algunas unidades no-SI de uso no aceptado

    1.9.  Unidades para expresiones logarítmicas 
     
    Capítulo 2.  Normas para el ISQ y el SI 

    2.1.  Introducción
     
    2.2.  Elementos del valor de una magnitud 
     
    2.3.  Símbolos para las magnitudes

    2.3.1.  Reglas para las magnitudes

    2.4.  Simbología del valor numérico 

    2.4.1.  Reglas para el valor numérico 

    2.5.  Simbología en las unidades 

    2.5.1.  Reglas para las unidades 

    2.6.  Simbología para las constantes 

    2.6.1.  Reglas para las constantes 

    2.7.  Múltiplos y submúltiplos 

    2.7.1.  Múltiplos y submúltiplos decimales 

    2.7.2.  Múltiplos binarios 

    2.8.  Álgebra de magnitudes 

    2.8.1.  Ecuaciones entre magnitudes 

    2.8.2. Ecuaciones entre unidades 

    2.8.3.  Ecuaciones entre valores numéricos 

    2.9.  Simbología matemática 

    2.9.1  Variables y funciones 

    2.9.2. Expresiones simbólicas 

    Capítulo 3.  La cadena de medición 

    3.1.  Introducción

    3.2.  El proceso de medición 

    3.2.1.  La magnitud 

    3.2.2.  El patrón 

    3.2.3.  El valor numérico 

    3.2.4.  El sistema de medición 

    3.2.5.  La medición 

    3.2.6.  Indicación

    3.2.7.  Incertidumbre de una medición 

    3.2.8.  Resultado de una medición 

    3.2.9.  Error de una medición 

    3.3.  Elementos de la cadena de medida 

    3.3.1.  La fuente

    3.3.2.  El elemento primario 

    3.3.3.  El acondicionador 

    3.3.4.  El discretizador 

    3.3.5.  El emulador 

    3.3.6.  El indicador o visualizador 

    3.4.  Especificaciones de la cadena de medida 

    3.4.1.  Especificaciones asociadas al elemento primario

    3.4.2.  Especificaciones asociadas a la capacidad

    3.4.3.  Especificaciones asociadas a la calidad 

    3.4.4.  Especificaciones asociadas al ajuste y calibración

    3.4.5.  Especificaciones generales 

    3.5.  Características dinámicas del sensor 

    3.5.1.  Sensor de orden cero 
     
    3.5.2.  Sensor de orden uno 

    Parte II Instrumentación 

    Capítulo 4.  Modelo matemático del instrumento 

    4.1.  Introducción  

    4.2.  Modelo general de una etapa

    4.3.  Primera etapa: sensor 

    4.4.  Segunda etapa: acondicionador 

    4.5  Tercera etapa: discretizador

    4.5.1.  Funcionamiento del conversor análogo digital

    4.5.2.  Modelamiento del CAD 

    4.6.  Cuarta etapa: emulador 

    4.6.1.  Emulador de sensibilidad constante 

    4.6.2.  Resolución de un instrumento 

    Capítulo 5.  Acondicionamiento de sensores resistivos 

    5.1.  Introducción
     
    5.2.  Acondicionamiento con fuente

    5.3.  Acondicionamiento con fuente de voltaje 

    5.4.  Acondicionamiento con fuente de corriente 

    5.5.  Acondicionamiento potenciométrico 

    5.6.  Acondicionamiento con puente no lineal 

    5.7.  Acondicionamiento con puentes lineales

    5.7.1.  Puente de un amplificador operacional 

    5.7.2.  Puente con dos AO  

    5.7.3.  Puente lineal de dos sensores 

    5.7.4.  Puente lineal de cuatro sensores 

    5.8.  Linealización

    5.8.1.  Linealización en serie 

    5.8.2.  Linealización paralela 

    Capítulo 6.  Emulación de la medida 

    6.1.  Introducción

    6.2.  Emulación analógica

    6.2.1.  Emulación de una recta 

    6.2.2.  Emulación de una función segmentada 

    6.2.3.  Emulación de un polinomio 

    6.2.4.  Generador multifuncional 

    6.3.  Emulación digital 

    6.3.1.  Emulación de una función segmentada 

    6.3.2.  Emulación digital de un polinomio 

    6.3.3.  Emulación digital por tabulación

    Parte III Sensórica 

    Capítulo 7.  Ecuaciones empíricas 

    7.1.  Introducción

    7.2.  Método de determinación de EE 
     
    7.3.  EE de funciones lineales 

    Método de promedios 

    7.3.2.  Método de mínimos cuadrados 

    7.4.  EE de funciones no lineales 

    7.5.  Técnicas de linealización de datos
     
    7.6.  Análisis de regresión 
     
    Capítulo 8.  Sensores de temperatura 
     
    8.1.  Introducción

    8.2.  Escala internacional de temperatura 

    8.3.  Escalas de temperatura

    8.3.1.  Escala absoluta de kelvin 

    8.3.2.  Escala absoluta de Rankine 

    8.3.3.  Escala derivada de Celsius 

    8.3.4.  Escala derivada de Fahrenheit 

    8.3.5.  Equivalencias entre escalas

    8.4.  Métodos de medición de temperatura.

    8.5.  Sensores resistivos

    8.5.1.  Sensor resistivo de temperatura RTD 

    8.5.2.  Termistor NTC 

    8.5.3.  Termistor PTC

    8.6.  Termopares  

    8.6.1.  Efectos termoeléctricos 

    8.6.2.  Modelo para el termopar de Seebeck 

    8.6.3.  Medición de la ftem de Seebeck 

    8.6.4.  Propiedades del modelo de Seebeck
     
    8.6.5.  Tipos de termopares  

    8.6.6.  Modelos de trabajo
     
    8.6.7.  Acondicionamiento de la referencia 

    8.6.8.  Compensación de unión fría 

    8.6.9.  Arreglos de termopares

    8.6.10.  Cables de extensión y de compensación

    8.6.11. Tipos de unión y encapsulado 

    8.7.  Uniones semiconductoras

    8.7.1.  Estudio del sistema básico
     
    8.7.2.  Sensores integrados

    8.8.  Autocalentamiento en sensores resistivos 

    8.8.1.  Ley de Ohm térmica

    8.8.2.  Circuito térmico equivalente del proceso de medición

    Capítulo 9.  Sensores ópticos 

    9.1.  Introducción
     
    9.1.1.  Sensibilidad del ojo humano 

    9.1.2.  Regiones espectrales 

    9.1.3.  Fotometría 

    9.1.4.  Fuentes luminosas 

    9.2. La fotoconducción 

    9.2.1.  Efecto fotoeléctrico 

    9.3.  Celda fotoconductora 

    9.3.1.  Materiales y sus características 

    9.3.2.  Especificaciones y modelo eléctrico 

    9.4.  Fotodiodo

    9.4.1.  Análisis en la unión PN
     
    9.4.2.  Curva característica

    9.4.3.  Parámetros y modelo eléctrico 

    9.4.4.  Parámetros ópticos

    9.4.5.  Fotodiodo PIN 

    9.4.6.  Modos de trabajo del fotodiodo 

    9.4.7.  Materiales y tipos de foto diodos 

    9.4.8.  Acondicionamiento  

    9.5.  Fototransistor  

    9.5.1.  Estructura y funcionamiento 
     
    9.5.2.  Características 

    9.6.  Tubo fotomultiplicador 

    9.6.1.  La ventana 

    9.6.2.  El fotocátodo 

    9.6.3.  El multiplicador electrónico 

    9.6.4. Acondicionamiento del TFM 

    9.6.5.  Acople de la carga

    9.7.  Multiplicador electrónico sCEM 

    9.7.1.  Estructura  

    9.7.2.  Parámetros  

    9.7.3.  Modos de operación 

    Capítulo 10.  Sensores de presión
     
    10.1.  Generalidades

    10.1.1.  Tipos de medidas de presión 

    10.1.2.  Unidades

    10.2.  Propiedades de los fluidos

    10.2.1.  Presión total en líquidos

    10.2.2.  Presión total en gases.

    10.3.  Sensores para alta presión 

    10.3.1.  Cuerpos de prueba 

    10.3.2.  Detección del desplazamiento o la deformación

    10.4.  Sensores para vacío

    10.4.1.  Propiedades de los gases

    10.4.2.  Sensores por deformación
     
    10.4.3.  Sensores por conductividad térmica 

    10.4.4. Sensores por ionización  

    Capítulo 11.  Sensores de flujo 

    11.1.  Principios de dinámica de fluidos

    11.1.1.  Conservación de la masa 

    11.1.2.  Tipos de flujo

    11.1.3.  Energía de un fluido en movimiento 
     
    11.1.4.  Teorema de Bernoulli

    11.2.  Métodos de medida

    11.3.  Flujómetros por presión diferencial 

    11.3.1.  La placa orificio  

    11.3.2.  Tubo Venturi
     
    11.3.3.  La tobera o boquilla 

    11.4.  Flujómetros de área variable

    11.4.1.  El rotámetro
     
    11.4.2.  La compuerta o veleta 

    11.5.  Medidores de flujo-masa

    11.5.1.  Flujómetro de masa térmico

    11.5.2.  Flujómetro por efecto coriolis 

    11.6.  Flujómetros de ultrasonido

    11.6.1.  Flujómetro de tiempo de tránsito 

    11.7. Flujómetros magnéticos
     
    Referencias Apéndices 

    Apéndice A. Ejercicios 

    A.1. Ejercicios sobre metrología 

    A.2. Ejercicios sobre expresiones matemáticas

    A.3. Ejercicios sobre especificaciones 

    A.4. Ejercicios sobre análisis y diseño

    A.5. Ejercicios sobre acondicionamiento

    A.6. Ejercicios sobre ecuaciones empíricas 

    A.7. Ejercicios sobre emulación 
     
    A.8. Ejercicios sobre sensores de temperatura

    A.9. Ejercicios sobre sensores ópticos
    TipoLibro
    ISXN9789587785500
    Año de Edición2019
    Núm. Páginas422
    Peso (Físico)670
    Tamaño (Físico)17 x 23 cm
    Acabado (Físico)Tapa Rústica

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