Fundamentos de Sistemas de Medición y Señales

Señales y Sistemas

T1.- ¿Cuál de las siguientes NO es una definición de sistema?

Unidad simple que desarrolla una función específica.

T2.- ¿Cuáles de las siguientes características describen a una señal analógica?

Es una señal continua en el tiempo y continua en su magnitud.

T3.- ¿Cuáles de las siguientes características describen a una señal digital?

Es una señal discreta en el tiempo y discreta en su magnitud.

T4.- ¿En la naturaleza, la mayoría de las señales son de tipo?

Las señales analógicas son más frecuentes que las digitales.

T5.- Si se aplica el proceso de muestreo a una señal continua en tiempo y magnitud, la salida será:

Una señal continua en magnitud y discreta en el tiempo.

T6.- Si se aplica el proceso de cuantización a una señal que es continua tanto en tiempo como en magnitud, la salida será:

Una señal discreta en magnitud y continua en tiempo.

T7.- ¿Cuál de los siguientes enunciados es correcto?

A mayores niveles de cuantización, mayor será la semejanza de una señal digital a su contraparte analógica.

T8.- Una imagen a color puede representarse como una señal de qué características:

Una señal que depende de las coordenadas x, y de los píxeles, además del grado de saturación de las componentes de color RGB: I(x, y, R, G, B).

Sensores, Transductores y Metrología Básica

T9.- ¿Cuál es la función de un sistema de medición?

Asignar de forma objetiva y empírica un número a una propiedad o cualidad de un objeto con el fin de describirlo.

T10.- What is the difference between a sensor and a transducer?

The transducer can convert one type of input energy into a different type of output energy while a sensor cannot.

T11.- Los sensores extraen energía del entorno de medición, causando una perturbación que hace imposible tener una medida perfecta. ¿Cómo se le llama a este fenómeno?

Efecto de carga.

T12.- ¿Al proceso de eliminar las imperfecciones de la señal medida antes de digitalizar se le llama?

Acondicionamiento de la señal.

T13.- The relationship that exists between a sensor input and output is called:

A) Calibration curve.

T14.- Un sistema cuyas mediciones se aproximan al valor real del mensurando y cuyas mediciones varían considerablemente en torno al valor medio es un sistema:

Exacto e impreciso.

T15.- Los errores básicos que se encuentran en un sistema de medida son:

Errores de exactitud y precisión.

T16.- Los dos principales problemas que resolvemos con el acondicionamiento de señales son:

• Baja amplitud.
• Ruido.

Acondicionamiento de Señal: Amplificación y Filtrado

T17.- ¿Qué sucede cuando el voltaje de salida de una señal amplificada supera al voltaje de alimentación del amplificador?

Los intervalos de la señal que no superen la alimentación se amplificarán correctamente, mientras que los que sí la superen se recortarán al valor de la alimentación.

T18.- ¿Cuál de los siguientes tipos de topología de filtro se define por tener una ganancia constante y tener una caída pronunciada cercana a la frecuencia de corte?

Butterworth.

T19.- Parámetro que indica la ganancia de un filtro activo cuando la frecuencia actual es igual a la frecuencia de corte.

Ganancia de voltaje.

T20.- ¿Cuál es la principal ventaja de un amplificador con entrada diferencial en comparación con un amplificador de entrada simple?

El amplificador diferencial eliminará el ruido de las señales, mientras que el amplificador simple lo amplificará.

Amplificadores de Instrumentación y CMRR

T21.- ¿Cuál es la principal diferencia entre un amplificador diferencial común y un amplificador de instrumentación?

El amplificador de instrumentación tiene un CMRR y una impedancia de entrada mayor al amplificador operacional.

T22.- La ganancia de un amplificador diferencial o de instrumentación cuando ambas terminales (inversora y no inversora) reciben la misma señal es:

Ganancia en modo común.

T23.- La ganancia de un amplificador diferencial o de instrumentación cuando las terminales (inversora y no inversora) reciben señales distintas:

Ganancia en modo diferencial.

T24.- ¿Cuál de los siguientes enunciados respecto a la relación del CMRR y la frecuencia de trabajo es correcto?

La mayoría de los amplificadores tienen una relación entre su CMRR y su ganancia en modo diferencial, pero existen algunas arquitecturas que eliminan esta relación.

T25.- Si se conecta la terminal de referencia a un punto distinto de tierra, la salida del amplificador:

La salida del amplificador sufre un offset igual a la referencia conectada.

T26.- How many operational amplifiers does an instrumentation amplifier contain?

3

T27.- ¿Por qué se acostumbra que, de las siete resistencias usadas para definir la ganancia total de un amplificador de instrumentación, solo se deja una para definir por el usuario?

Porque el uso de resistencias internas mejora el CMRR.

T28.- Para un amplificador convencional, ¿qué le sucede al CMRR al incrementar la frecuencia?

El CMRR es constante en un rango y pasado.

T29.- ¿Cuál de los siguientes enunciados respecto al uso de amplificadores de instrumentos para medición de señales biológicas es correcto?

Los amplificadores de instrumentación son usados ampliamente en aplicaciones de señales biológicas, pero son igualmente usados en aplicaciones industriales mientras las señales de interés sean de baja [frecuencia/amplitud].

Errores y Características de Medición

T30.- Asocie los siguientes conceptos con su definición correspondiente:

Concepto:

Definición:

1. Exactitud (3): Indica la capacidad de un instrumento de medición de dar un valor medido cercano al valor verdadero del mensurando.
2. Precisión (1): Indica la capacidad de un instrumento de medición de dar el mismo resultado al realizar múltiples mediciones de un mismo mensurando.
3. Sensibilidad (2): Indica la tasa de cambio de la variable de salida de un sensor con respecto al valor medido del mensurando.

Respuesta: X3, Y1, Z2

T31.- Relacione los siguientes conceptos con su definición:

Concepto:

Definición:

1. Error probable (1): Sinónimo de la incertidumbre que se encuentra en un sistema de medida.
2. Error sistemático (2): Error asociado a la exactitud del sistema, normalmente proviene de fallas en el sistema de medida o la metodología de la medición; si se identifica, se puede eliminar.
3. Error aleatorio (3): Error asociado a la precisión del sistema, no tiene un origen determinado más allá de variaciones naturales en un sistema, se pueden realizar medidas preventivas para minimizarlo, pero es teóricamente imposible eliminarlo.

Respuesta: X1, Y2, Z3

T32.- Relacione los siguientes conceptos con su definición:

Concepto:

Definición:

1. Error de offset (4): Error que se da cuando hay una diferencia constante entre la curva de calibración real y la ideal.
2. Error de histéresis (3): Error que se da por la tendencia de una salida a no cambiar en cuanto lo hace la entrada.
3. Error de no linealidad (2): Error que se da cuando la curva de calibración no sigue el modelo matemático de una línea recta.
4. Error de ganancia (1): Error que se presenta cuando la curva de calibración real tiene una pendiente distinta a la ideal.

Respuesta: W4, X3, Y2, Z1

T33.- Relacione los siguientes conceptos de Linealidad con su definición:

Concepto:

Definición:

1. Linealidad independiente (2): Linealidad conseguida al ajustar un conjunto de datos a una recta mediante mínimos cuadrados.
2. Linealidad basada en cero (5): Linealidad conseguida al ajustar un conjunto de datos a una recta mediante mínimos cuadrados forzada a pasar por la coordenada (0,0).
3. Linealidad basada en terminación (3): Linealidad esperada de acuerdo con el diseño del sensor.
4. Linealidad de puntos finales (4): Linealidad conseguida al ajustar un conjunto de datos a una recta mediante dos puntos, usando como primer punto el valor mínimo real de un conjunto de datos, y como segundo el valor máximo real del mismo conjunto de datos.
5. Linealidad [Adicional] (1): Linealidad conseguida al ajustar un conjunto de datos a una recta mediante dos puntos, usando como primer punto el valor mínimo real de un conjunto de datos, y como segundo el valor máximo teórico de una curva de calibración.

Respuesta: V2, W5, X1, Y4, Z3

T34.- Relacione los siguientes conceptos con su definición:

Respuesta: X3, Y2, Z1

T35.- Relacione los siguientes parámetros con su función:

Parámetro:

Función:

1. Slew rate (4): Indica qué tan rápido cambia la salida del amplificador.
2. CMRR (1): Indica qué tanto rechaza la entrada del amplificador al ruido de la señal.
3. Error de offset (2): Indica la magnitud de la señal de corriente directa que comúnmente se encuentra a la salida de un amplificador.
4. Voltaje de piso (3): Indica el voltaje mínimo y máximo que puede alcanzar la salida del amplificador.

Respuesta: W4, X1, Y2, Z3