Cómo leer la hoja de datos de un sensor: lo que sí importa

Dos sensores de presión están lado a lado en una hoja de cálculo comparativa. Uno dice “exactitud de ±0.25%”; el otro, “banda de error total de ±1%”. El primero parece cuatro veces mejor. En el rango de temperatura real del producto puede ser el peor. Aprender cómo leer la hoja de datos (datasheet) de un sensor es, sobre todo, aprender a traducir: cada número se midió o se garantizó bajo condiciones específicas, y la comparación solo significa algo cuando ambas piezas están expresadas en tus condiciones, tu ancho de banda y tu rango de temperatura. Esta guía recorre esa traducción en siete pasos, con las notas al pie que cambian la respuesta.

Puntos clave

• Los valores típicos no se prueban ni se garantizan. Diseña con los límites mínimo y máximo, y lee bajo qué condiciones aplican.
• La densidad de ruido sirve hasta que la integras en tu ancho de banda: ruido RMS ≈ densidad × √(ancho de banda de ruido); para un filtro de un polo, ese ancho de banda es unas 1.57 veces su frecuencia de corte.
• La “exactitud” de una hoja de datos muchas veces es un solo término de error a 25 °C. Una banda de error total incluye temperatura, histéresis y repetibilidad; por eso se ve más grande.
• El rango, el ancho de banda y la resonancia deciden si el sensor puede ver tu señal. Revísalos antes de comparar exactitud.
• Cada cifra de la hoja de datos que uses entra a tu presupuesto de incertidumbre como contribución tipo B. Anota la revisión de donde la tomaste.

Por qué las comparaciones de hojas de datos salen mal

Las preguntas en los foros de los fabricantes muestran dónde se rompe la lectura: “¿el ruido típico está garantizado?”, “¿por qué mi sensor deriva más de lo que dice la especificación?”, “¿qué especificaciones de un acelerómetro importan para monitorear vibración?”. Y de los equipos de producto y marketing que arman páginas comparativas: “¿por qué la exactitud de la competencia se ve mejor que la nuestra?”.

Hay tres causas que se repiten. Primero, se comparan valores con distinto significado estadístico: un típico de una hoja contra un máximo de otra. Segundo, se comparan especificaciones medidas en condiciones distintas: ruido en anchos de banda diferentes, exactitud a una temperatura contra error en todo un rango. Tercero, la especificación que limita la aplicación no es la que se revisa primero. Una pieza con ruido excelente no sirve si su rango recorta tu evento más grande.

Los pasos van en el orden que descarta piezas más rápido: ¿puede ver la señal?, ¿cuánto garantiza?, ¿qué va a leer de verdad en tus condiciones?

Paso 1: Escribe tus condiciones antes de abrir la hoja de datos

Escribe la medición en una línea, con números: la magnitud, el cambio más pequeño que necesitas detectar, el valor más grande que verá, el rango de frecuencias, el rango de temperatura, el voltaje de alimentación y la vida útil requerida. Para un monitor de vibración en una planta automotriz del Bajío podría ser: “aceleración, detectar 5 mg, aguantar golpes de 20 g, de 10 Hz a 1 kHz, de −20 °C a 70 °C, 3.3 V, 10 años”.

Por qué: cada paso siguiente convierte una cifra de la hoja de datos a estas condiciones. Sin ellas terminas comparando piezas en las condiciones que eligió el fabricante.

Error común: pedir “alta exactitud” en lugar de un número. La hoja de datos siempre trae un número; tu requisito también debería.

Paso 2: Separa los valores típicos de los límites garantizados

El artículo de Analog Devices “Typically Testing Typical in a Typical Manner” (2015) es claro sobre lo que significan las columnas. Típico es una descripción estadística del grupo de piezas, en general no probada y listada a 25 °C. Mínimo y máximo son límites que sí se prueban, en cada dispositivo durante la producción o garantizados en el resto de las condiciones por diseño y caracterización. Las notas al pie dicen cuál de los dos.

Por qué importa: si tu diseño solo funciona con el valor típico, una fracción considerable de las unidades de producción va a fallar. Busca en las notas frases como “guaranteed by design”, “100% production tested at 25 °C” y “not production tested”.

Error común: comparar el típico de un fabricante con el máximo de otro. Compara garantizado contra garantizado, o deja claro que comparas típico contra típico.

Paso 3: Revisa rango, ancho de banda y resonancia antes que la exactitud

Confirma que el rango de escala completa cubre tu evento más grande con margen, que el ancho de banda cubre tu frecuencia más alta y que la resonancia mecánica o eléctrica del propio sensor queda muy por arriba. En un acelerómetro MEMS, una resonancia apenas unas veces arriba de la banda puede amplificar vibración fuera de banda dentro de tu medición si la cadena de señal no la filtra.

Por qué: ninguna exactitud sirve si la señal se recorta o si el sensor cae antes de tu frecuencia. Estas revisiones descartan piezas en minutos.

Error común: leer el “ancho de banda” como respuesta plana. Muchas hojas de datos dan el punto de −3 dB, y a esa frecuencia la lectura ya está alrededor de 30% abajo.

Paso 4: Convierte la densidad de ruido en ruido dentro de tu banda

El ruido normalmente viene como densidad espectral (µg/√Hz, nV/√Hz, Pa/√Hz). El tutorial MT-048 de Analog Devices explica la conversión: integra la densidad en el ancho de banda de interés. En la región de ruido blanco eso queda como densidad × √(ancho de banda). Con un filtro real, usa el ancho de banda equivalente de ruido: MT-048 da 1.57 × fc para un pasabajas de un polo y alrededor de 1.2 × fc para uno de dos polos. El artículo de Mark Looney en Analog Devices sobre sensado de vibración con MEMS (2017) usa el mismo método para comprobar si un acelerómetro detecta el nivel de vibración más pequeño que importa para una clase de máquina.

Ejemplo resuelto (valores ilustrativos): una densidad de ruido de 25 µg/√Hz detrás de un filtro de un polo a 100 Hz tiene un ancho de banda de ruido de unos 157 Hz. Ruido RMS ≈ 25 × √157 ≈ 313 µg, unos 0.31 mg. El pico a pico, con la regla común de 6.6 × RMS, es de unos 2.1 mg. Si necesitas detectar cambios de 5 mg, la pieza sirve en esa banda; si abres el filtro a 1 kHz, el ruido RMS sube a cerca de 1 mg.

Revisa también el extremo de baja frecuencia. MT-048 señala que por debajo de la frecuencia de esquina 1/f la densidad de ruido sube, así que una medición lenta puede ser más ruidosa de lo que sugiere la cifra de ruido blanco.

Error común: comparar el ruido RMS de un fabricante, medido en 100 Hz, con la cifra de otro medida en 1 kHz.

Paso 5: Suma todos los errores en tu rango de temperatura

La nota técnica de Honeywell sobre banda de error total (2018) da una buena anatomía del error de un sensor. Para sus transductores de presión, la banda de error total combina la exactitud (mejor recta), la histéresis térmica, el efecto térmico sobre el offset y sobre el span, la no linealidad, la histéresis de presión, la no repetibilidad y el offset del span de escala completa, en un rango de temperatura declarado. En la misma nota, el componente de exactitud por sí solo es ±0.25% del span a 25 °C, mientras que la banda de error total va de ±1.0% a ±2.0% según el rango de temperatura.

Por qué importa: esa es la comparación del inicio. Una hoja de datos que solo lista la exactitud a 25 °C no te dijo nada de los términos térmicos; te dejó calcularlos.

Cómo hacerlo: enlista cada término de error, convierte todo a la misma unidad (% de escala completa o unidades de ingeniería), calcula los términos térmicos en tu rango (coeficiente × intervalo de temperatura) y combina los términos independientes. Para un diseño de peor caso, súmalos; para una estimación estadística, usa raíz de suma de cuadrados y dilo.

Error común: multiplicar un coeficiente de temperatura por el intervalo de 25 °C a un solo extremo de tu rango, cuando la pieza va a ver los dos.

Paso 6: Lee las notas al pie, las condiciones y los valores máximos absolutos

Las notas al pie traen las condiciones: voltaje de alimentación, tasa de datos de salida, configuración del filtro, montaje, tiempo de calentamiento y si una cifra se midió después de soldar. Los valores máximos absolutos son límites de supervivencia, no de operación: ahí no se garantiza nada de las características eléctricas.

Error común: suponer que una especificación aplica en cualquier tasa de datos o modo de energía. El ruido y el ancho de banda suelen cambiar con el registro de configuración, y la tabla normalmente lista una sola configuración.

Paso 7: Registra lo que usaste y de qué revisión

La Guía para la expresión de la incertidumbre de medida (JCGM 100:2008) trata las especificaciones del fabricante como fuente de incertidumbre tipo B, evaluada con criterio a partir de la información disponible y no con tus propias mediciones repetidas. Así que cada cifra de la hoja de datos que entra a tu diseño entra a tu presupuesto de incertidumbre. Registra el número de parte, la revisión de la hoja, la tabla y la condición de cada una.

Error común: actualizar a una nueva revisión de la hoja de datos sin revisar si cambiaron los límites. Las revisiones sí cambian especificaciones.

Qué especificaciones importan en cada aplicación

La tabla relaciona aplicaciones comunes con las especificaciones que suelen decidirlas. Es un punto de partida; tus condiciones del paso 1 deciden.

Aplicación	Especificaciones que suelen decidir	Las que importan menos de lo que parece	Trampa típica
Monitoreo de vibración (acelerómetro)	Ruido en tu banda, rango, ancho de banda, resonancia	Offset estático	Ruido comparado en anchos de banda distintos
Medición lenta de proceso (presión, temperatura)	Error total en temperatura, estabilidad a largo plazo, histéresis	Ancho de banda	Exactitud a 25 °C contra error en todo el rango
Inclinación (acelerómetro en DC)	Deriva del offset con la temperatura, ruido 1/f	Ruido de alta frecuencia	Ignorar la región 1/f
Registro con batería	Corriente en el modo y tasa de datos reales, tiempo de arranque	Desempeño máximo a la tasa más alta	Corriente de un modo que no vas a usar
Página comparativa de producto	Límites garantizados con condiciones declaradas	Valores típicos sin condiciones	Típico contra máximo

Leída de lado a lado, la tabla repite el patrón de los pasos: las especificaciones que deciden son las que están en tus condiciones, y la trampa siempre es una comparación hecha en las condiciones de alguien más.

Cómo ponerlo en práctica

Si tienes una hora

Toma la hoja de datos de un sensor que ya usas. Escribe tus condiciones del paso 1 en una línea y busca los límites garantizados (no típicos) de ruido y error total, convertidos a tu ancho de banda y tu rango de temperatura. Compara el resultado con la cifra que has estado citando.

Si tienes un sprint

Arma una comparación de una página con tres piezas candidatas, con cada cifra convertida a tus condiciones, cada celda marcada como típica o garantizada y la revisión de la hoja citada. Mide el ruido de una muestra en tu ancho de banda para comprobar la conversión.

Si quieres que dure toda la vida del producto

Guarda la comparación y el presupuesto de error con los archivos de diseño, ligados a las revisiones de las hojas de datos. Cuando un proveedor publique una revisión nueva o un aviso de cambio de producto, repite la comparación antes de que compras cambie de lote.

La pregunta que debes hacerte: “¿Cada número que estoy comparando está garantizado, en mi ancho de banda y en mi rango de temperatura, o estoy comparando el mejor día del fabricante?”

Preguntas frecuentes

¿Qué significa “típico” en una hoja de datos?

Un valor típico describe cómo se comporta normalmente el grupo de piezas, en general a 25 °C, y casi siempre no se prueba ni se garantiza. Los valores mínimo y máximo son límites probados en producción o garantizados por diseño y caracterización, según indiquen las notas al pie. Diseña con los límites y usa los típicos solo para estimar.

¿Cómo convierto la densidad de ruido a ruido RMS?

Multiplica la densidad de ruido por la raíz cuadrada del ancho de banda equivalente de ruido. Para un pasabajas de un polo, ese ancho de banda es unas 1.57 veces la frecuencia de corte; para dos polos, unas 1.2 veces. Ejemplo: 25 µg/√Hz con un filtro de un polo a 100 Hz da unos 25 × √157 ≈ 0.31 mg RMS. Revisa si el ruido 1/f sube en bajas frecuencias.

¿Qué es la banda de error total en la hoja de datos de un sensor?

Es una sola cifra que combina todas las fuentes de error del sensor en un rango de temperatura declarado: normalmente exactitud, no linealidad, histéresis, repetibilidad y los efectos térmicos sobre offset y span. Suele ser mayor que la cifra de “exactitud” porque esa muchas veces se da a una sola temperatura y sin términos térmicos.

¿Qué especificaciones de un acelerómetro importan para monitorear vibración?

El ruido en tu ancho de banda de medición (para detectar la vibración más pequeña), el rango (para no recortar la más grande), el ancho de banda y la frecuencia de resonancia (para cubrir tus frecuencias sin amplificar energía fuera de banda) y el consumo en el modo que vas a usar. El offset estático importa poco en vibración de AC.

¿Los valores máximos absolutos son límites de operación?

No. Son los límites a partir de los cuales la pieza puede dañarse, y ahí no se garantiza el desempeño. Los límites de operación y el desempeño garantizado están en las tablas de condiciones de operación recomendadas y de características eléctricas.

Lecturas relacionadas: la cadena de señal del sensor al número, especificaciones de acelerómetros para vibración y de dónde viene el ruido en los sensores.

Fuentes

1. Analog Devices (2015). “Typically Testing ‘Typical’ in a Typical Manner.” Artículo técnico (App Note 4489). https://www.analog.com/en/resources/technical-articles/typically-testing-typical-in-a-typical-manner.html
2. Analog Devices (2008). “Op Amp Noise Relationships: 1/f Noise, RMS Noise, and Equivalent Noise Bandwidth.” Tutorial MT-048, rev. 0. https://www.analog.com/media/en/training-seminars/tutorials/MT-048.pdf
3. Looney, M. (2017). “MEMS Vibration Sensing: Velocity to Acceleration.” Analog Devices, artículo técnico. https://www.analog.com/en/resources/technical-articles/mems-vibration-sensing.html
4. Honeywell (2018). “Total Error Band Specification for Honeywell Heavy Duty Pressure Transducers, PX2 Series and PX3 Series.” Nota técnica. https://www.tti.com/content/dam/ttiinc/manufacturers/honeywell/Resources/TechNote-TotalErrorBand-HDPressure-Transducers-PX2-PX3Series.pdf
5. Joint Committee for Guides in Metrology (2008). Evaluation of measurement data: Guide to the expression of uncertainty in measurement (JCGM 100:2008), sección 4.3. BIPM. https://doi.org/10.59161/JCGM100-2008E