¿Por qué la histéresis arruina la precisión de su actuador proporcional y cómo puede corregirla?

Diagnostique la histéresis de un actuador proporcional con pruebas de posición bidireccionales y separe la histéresis del 0.5 % FS de la repetibilidad y la sensibilidad.

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Eric Zhou, ingeniero de sistemas de control neumático, Bepto Neumática

Sobre el autor

Eric Zhou

ingeniero de sistemas de control neumático

Soy Eric, ingeniero de sistemas de control neumático de Bepto Neumática. Ayudo a revisar requisitos de productos neumáticos, aplicaciones de componentes y detalles técnicos antes de la cotización.

Artículos del autorEric@bepto.com

La histéresis de un actuador proporcional es la diferencia de posición dependiente de la dirección que aparece cuando un eje alcanza una posición distinta con la misma orden después de aproximarse desde la dirección opuesta. La solución no es un ajuste PID universal. Mida el lazo bidireccional de orden y posición, identifique dónde se separan las trayectorias, corrija la causa física y compense solo el error residual estable.

Un eje neumático proporcional contiene más que un actuador. Festo describe el sistema básico como un cilindro con encoder de desplazamiento, una válvula direccional proporcional y un controlador de posición (sistemas de posicionamiento servoneumático de Festo, consultado en 2026). La histéresis puede introducirse en cualquier interfaz entre esos elementos.

La dirección forma parte de la prueba.

Puntos clave

  • Compare las aproximaciones crecientes y decrecientes con órdenes idénticas y condiciones estabilizadas.
  • SMC enumera por separado la histéresis del regulador de 0.5 % FS, la repetibilidad y la sensibilidad.
  • Registre la orden, la respuesta de la válvula o de la presión, la posición del actuador y la posición del proceso con una misma base temporal.
  • Repare la fricción, el juego, la alineación, las restricciones de la ruta de aire y los problemas del sensor antes de añadir compensación direccional.

¿Qué significa histéresis en un eje neumático proporcional?

Bürkert define la histéresis de una válvula como la mayor diferencia entre las salidas de fluido durante los recorridos ascendente y descendente de todo el rango de entrada eléctrica, normalizada respecto a la salida máxima de fluido (resumen de válvulas proporcionales de Bürkert, consultado en 2026). Una prueba del actuador mantiene esa idea direccional, pero debe nombrar una salida de posición.

Para un eje lineal instalado, elija una orden u y una posición medida x. Con una orden coincidente u_i, la diferencia bidireccional absoluta es:

H_x(u_i) = |x_↑(u_i) − x_↓(u_i)|

Aquí, x_↑ es la posición estabilizada después de aproximarse desde el lado inferior y x_↓ es la posición estabilizada después de aproximarse desde el lado superior. Informe H_x en milímetros. La orden puede representar la posición solicitada, la entrada de la válvula u otra variable declarada, pero una misma prueba no debe cambiar de definición a mitad del recorrido.

El resultado normalizado es:

H_x,FS = max_i H_x(u_i) / X_span × 100%

Nombre ambas trayectorias.

En esta expresión, X_span es el recorrido medido declarado, no automáticamente la carrera de catálogo del cilindro. Si el proceso utiliza solo una ventana de trabajo de 300 mm dentro de un cilindro de 500 mm, indique qué recorrido forma el denominador. Un porcentaje sin ese denominador no puede respaldar una decisión de tolerancia. La histéresis no es lo mismo que la exactitud. La exactitud compara la posición medida con un objetivo de referencia. La repetibilidad compara resultados repetidos con una aproximación definida. La resolución describe el incremento mínimo representado o detectable. La zona muerta describe una región de entrada que no produce una respuesta definida. El retraso dinámico describe el error de seguimiento dependiente del tiempo. Estas magnitudes pueden interactuar, pero responden a preguntas distintas.

Por tanto, el nombre diagnóstico más útil es un par ordenado: histéresis orden-posición, histéresis orden-presión, histéresis presión-fuerza o histéresis posición-proceso. Una afirmación aislada como «el actuador tiene un 1 % de histéresis» oculta el límite de medición. Puede describir una prueba de banco de la válvula, un transductor de desplazamiento, un cilindro o la máquina completa.

Para la terminología de componentes y las comparaciones de hojas de datos, consulte la guía sobre histéresis y linealidad de válvulas proporcionales. La guía sobre bucles de histéresis en el control proporcional de presión de cilindros aborda la presión como salida medida. Este artículo mantiene la posición final del actuador o del proceso en el centro del análisis.

¿Qué error procede de la válvula, la mecánica o el sensor?

El regulador ITV de SMC enumera por separado una histéresis de 0.5 % FS o menor, una repetibilidad de ±0.5 % FS o menor y una sensibilidad de 0.2 % FS o menor (catálogo ITV de SMC, consultado en 2026). Esas cifras de control de presión no pueden copiarse directamente a un presupuesto de error de posición del carro.

El eje completo contiene varios efectos dependientes de la dirección:

FuenteMecanismo dependiente de la direcciónSeñal que lo revelaPor qué cambia el lazo de posición
Electrónica o carrete de la válvulaComportamiento magnético, fricción del carrete, solapamiento y comportamiento del control internoOrden frente a realimentación del carrete, caudal o presión reguladaLa misma entrada eléctrica produce una salida neumática diferente
Juntas del cilindroLa fuerza de despegue difiere de la fricción de marchaLa diferencia de presión de cámara aumenta mientras la posición permanece inmóvilHace falta más fuerza para iniciar el movimiento que para mantenerlo
Ruta neumáticaVolumen de tubos, escape restringido, caída de suministro y caudal desigual en los puertosLas presiones de cámara responden de forma distinta según la dirección o la velocidadLa aceleración y la fuerza de frenado disponibles dependen de la dirección

En cambio, las tres fuentes siguientes se encuentran en la ruta de medición, mecánica o control:

FuenteMecanismo dependiente de la direcciónSeñal que lo revelaPor qué cambia el lazo de posición
Guía externa o conexiónJuego, precarga, agarrotamiento, desalineación y fuerza del cableLa posición del actuador cambia antes que la posición del proceso, o la fuerza invierte su sentido a través del juegoEl movimiento perdido aparece entre el punto de referencia del sensor y el del proceso
Sensor de posiciónHistéresis del sensor, movimiento del montaje, error de calibración y filtradoUna referencia externa no coincide con la posición integradaEl controlador corrige hacia una medición sesgada
ControladorLógica de zona muerta, estado integral, saturación y mapa específico de direcciónEl error de posición cambia al reiniciar el estado del software o desactivar la compensaciónLa propia ruta de órdenes depende del historial

Por ejemplo, el actuador DFPI de Festo con realimentación externa es una advertencia útil contra la idea de que toda señal de posición es perfecta. Su catálogo indica una exactitud de repetición de ±0.12 mm y una histéresis del encoder de desplazamiento de 0.33 mm para la versión especificada (datos DFPI de Festo, consultado en 2026). Son valores específicos de la cadena de sensores del modelo, no límites universales de los cilindros. Además, la dinámica de presión merece una prueba independiente. La compresibilidad del aire y el volumen de los tubos crean retraso y flexibilidad, pero el retraso por sí solo no es histéresis estática. Si el bucle se ensancha al aumentar la velocidad de la orden y se cierra después de un tiempo de estabilización suficiente, el problema dominante es el seguimiento dinámico. La guía sobre control de la compresibilidad del aire explica esa ruta dependiente de la velocidad.

Del mismo modo, el juego mecánico necesita su propia medición. Un sensor montado en el actuador puede informar de la posición ordenada mientras un acoplamiento suelto, una holgura de guía o una fijación permanecen al otro lado de su juego. Mida en el punto de referencia del proceso cuando la tolerancia del producto corresponda a ese punto. De lo contrario, un registro del controlador aparentemente preciso puede coexistir con un resultado de montaje deficiente.

¿Cómo se mide el error de posición dependiente de la dirección?

La norma ISO 230-2:2014 utiliza mediciones directas repetidas en cada posición para evaluar la exactitud de posicionamiento y la repetibilidad de ejes lineales o giratorios de máquinas herramienta (ISO 230-2, confirmada en 2025). No es una norma para actuadores neumáticos, pero su disciplina de posiciones coincidentes y mediciones repetidas constituye un modelo sólido para una prueba de aceptación.

Comience definiendo el límite de la prueba:

  1. Nombre la entrada. Registre si u es la posición solicitada, la orden analógica de la válvula, el objetivo de presión regulada o la salida del controlador.
  2. Nombre la salida. Utilice la posición del actuador, del carro, del centro de la herramienta o de la característica del proceso. No sustituya una por otra.
  3. Defina el recorrido de trabajo. Indique los extremos, las zonas finales prohibidas, la orientación del montaje, la carga útil, la guía y el estado de contacto con el proceso.
  4. Defina la regla temporal. Una prueba estática necesita una banda de estabilización y una regla de permanencia declaradas. Una prueba dinámica necesita un perfil, una frecuencia de muestreo y un filtro declarados.
  5. Fije las condiciones de funcionamiento. Registre la presión de suministro durante el movimiento, la temperatura, la calidad del aire, los tubos, los racores, los silenciadores, el modelo de válvula, la versión del controlador y el ajuste de ganancia.
  6. Utilice una referencia trazable. Su incertidumbre y resolución deben ser suficientemente pequeñas para juzgar la banda de posición requerida.

A continuación, ejecute secuencias completas crecientes y decrecientes a través de los mismos puntos objetivo. Aproxímese a cada punto desde la dirección declarada sin un último ajuste correctivo que invierta la dirección. Registre bucles repetidos en lugar de una única curva atractiva. Si el ciclo de producción contiene otra velocidad, carga o dirección de aproximación, pruebe esa condición por separado.

Suponga que un recorrido de trabajo ilustrativo de 500 mm produce 250.4 mm después de una aproximación creciente y 249.6 mm después de una aproximación decreciente con la misma orden. La diferencia absoluta es:

H_x = |250.4 − 249.6| = 0.8 mm

La diferencia normalizada es:

H_x,FS = (0.8 / 500) × 100% = 0.16%

Sin embargo, este cálculo informa de la separación dependiente de la dirección en un punto. No demuestra una exactitud de ±0.4 mm, porque la posición media todavía podría estar desplazada respecto a la referencia. Tampoco establece la repetibilidad hasta repetir la secuencia en el mismo sentido e informar de su dispersión. Por tanto, mantenga separadas las pruebas estáticas y dinámicas. Utilice primero puntos estabilizados para revelar la dependencia persistente de la trayectoria. Después ejecute el perfil de movimiento de producción para medir el error de seguimiento, el sobreimpulso, el tiempo de estabilización y el comportamiento de inversión. Combinar ambos en un solo bucle hace que el retraso neumático parezca histéresis estática y fomenta la corrección equivocada.

Método de diagnóstico señal por señal

Festo describe un sistema de posicionamiento servoneumático con tres elementos principales de control: encoder de desplazamiento, válvula direccional proporcional y controlador de posición (Festo, consultado en 2026). Añadir las dos presiones de cámara y una referencia externa de posición del proceso convierte esos tres elementos en una cadena práctica de aislamiento de fallos.

Capture estos canales con una misma base temporal:

  • posición solicitada;
  • error de posición del controlador, orden de la válvula, estado integral y saturación de salida;
  • realimentación del carrete de la válvula cuando esté disponible, o respuesta medida de caudal o presión si no lo está;
  • presiones de ambas cámaras;
  • desplazamiento del actuador;
  • posición externa del carro, la herramienta o el proceso, medida en el punto de referencia de tolerancia con un instrumento independiente cuya incertidumbre permita tomar la decisión de aceptación;
  • carga o fuerza cuando el contacto con el proceso cambie el movimiento.

En concreto, la relación entre la fuerza y la cámara ayuda a interpretar el registro:

F_net = p_A A_A − p_B A_B − F_load − F_friction

Aquí, p_A y p_B son las presiones medidas de las cámaras, A_A y A_B son las áreas efectivas del pistón, F_load es la carga externa proyectada sobre el eje y F_friction representa la fricción de las juntas, la guía y el mecanismo. Cuando sea práctico, utilice la presión dinámica en los puertos del cilindro, no solo el ajuste del regulador aguas arriba.

Después, lea los registros en orden. Comience por la primera separación:

  1. La orden se separa antes de la válvula. Un sesgo del controlador específico de la dirección, el estado del integrador, la saturación o la compensación está creando la diferencia.
  2. La válvula o la presión se separa con la misma orden. Investigue la característica de la válvula, la contaminación, la variación del suministro, la restricción del escape y el escalado de la señal.
  3. La diferencia de presión cambia, pero la posición espera. El agarrotamiento de las juntas, el bloqueo de la guía, la carga lateral o el contacto con el proceso están resistiendo el movimiento.
  4. La posición del actuador se mueve, pero la del proceso espera. El juego, la holgura del acoplamiento, la flexibilidad de la fijación o la ubicación del sensor están ocultando movimiento perdido.
  5. Solo los perfiles más rápidos ensanchan el bucle. Trate el ancho de banda, el volumen de los tubos, la capacidad de caudal, el filtrado y el retraso del controlador antes de crear un mapa estático.
Ruta de diagnóstico de la histéresis de posición de un eje proporcional Flujo vertical que separa el sesgo de la orden, la respuesta de presión, la fricción, el movimiento perdido y el retraso dinámico. Mismo objetivo, distinta posición según la dirección Utilice puntos coincidentes y condiciones estabilizadas ¿Difiere la salida del controlador con el mismo objetivo? Compare objetivo, error, integrador, saturación y orden Sí: corrija el estado del control o la lógica del mapa direccional ¿Se separan la realimentación de la válvula o las presiones de cámara? Mantenga constantes suministro, carga, tubos, escape y temporización Sí: inspeccione la válvula, el escalado de señal, la ruta de aire y la contaminación ¿Aumenta la diferencia de presión antes de comenzar el movimiento? Compare las presiones de los puertos del cilindro con la posición del actuador Sí: inspeccione juntas, carga lateral, alineación, fricción de guía y contacto ¿La posición del actuador se mueve antes que la del proceso? Compare la posición del encoder con el punto de referencia del proceso Sí: elimine juego, uniones sueltas, flexibilidad o movimiento del sensor ¿La diferencia crece principalmente con la velocidad de la orden? Compare pasos estabilizados con el perfil de producción Sí: trate caudal, volumen de tubos, filtrado, ancho de banda y retraso Valide la compensación residual en todo el rango de funcionamiento
Siga la cadena de señales antes de cambiar las ganancias. El primer punto donde se separan las curvas ascendentes y descendentes identifica el subsistema que merece la siguiente prueba.

En particular, no sume todos los porcentajes observados en un único total de error. La histéresis de presión de la válvula, la histéresis de posición del sensor, el movimiento mecánico perdido y la histéresis final de posición del proceso utilizan salidas y denominadores distintos. Convierta cada contribución a la unidad del proceso solo después de medir o validar su relación de transferencia.

La guía de realimentación de posición del carrete explica qué puede demostrar y qué no puede demostrar la realimentación interna de la válvula. Para tirones a baja velocidad después de acumular presión, utilice la guía de diagnóstico del movimiento a tirones de cilindros junto con el registro sincronizado.

¿Por qué la realimentación no elimina automáticamente la histéresis?

Festo indica que el posicionamiento servoneumático utiliza realimentación de encoder y una válvula direccional proporcional, pero el aire sigue siendo compresible y el eje controlado es mecánicamente flexible (sistemas servoneumáticos de Festo, consultado en 2026). La realimentación corrige el error medido; no puede observar directamente toda fricción oculta, juego o desplazamiento del punto de referencia del proceso.

En otras palabras, el controlador actúa sobre:

e(t) = x_ref(t) − x_meas(t)

Aquí, e(t) es el error de posición medido, x_ref(t) es el objetivo y x_meas(t) es la posición de realimentación. Si el sensor de realimentación está montado antes de un acoplamiento suelto, el controlador puede reducir e(t) casi a cero mientras la herramienta del proceso permanece desplazada. El lazo no tiene pruebas de lo que su sensor no mide.

Por ejemplo, la fricción crea otro límite. Cerca de velocidad cero, el controlador puede aumentar la orden de la válvula mientras la carga permanece inmóvil. Cuando la diferencia de presión finalmente supera la resistencia de despegue, la carga salta, el error cambia de signo y el controlador invierte la orden. Aumentar la ganancia proporcional o integral puede convertir esto en oscilación. El síntoma parece un ajuste deficiente, pero el detonante suele ser físico. Por otra parte, la saturación de la válvula elimina la autoridad de control por otra razón. Si una válvula pequeña no puede suministrar el caudal requerido, una orden mayor no produce aceleración adicional. Si la válvula está muy sobredimensionada, pequeños cambios de orden pueden crear grandes cambios de caudal alrededor del punto de funcionamiento. Bürkert señala que un orificio sobredimensionado puede alcanzar el caudal completo con una apertura pequeña y perjudicar la resolución utilizable y la calidad del control.

Dicho esto, la acción anticipativa puede reducir una demanda de orden predecible y la acción integral puede eliminar un sesgo estacionario. Ninguna debe ocultar una guía cambiante, un sello con fugas, una unión suelta o un suministro inestable. Capture el registro antes de cambiar el lazo. La guía para ajustar un lazo PID de sistemas con válvulas y cilindros proporcionales es el siguiente paso después de estabilizar la ruta de hardware.

¿Qué debe corregir antes de añadir compensación?

El catálogo DFPI de Festo muestra por qué una corrección no puede servir para todos los actuadores: una versión con realimentación externa indica una histéresis del encoder de 0.33 mm, mientras que una versión con controlador integrado indica una histéresis de ±1 % FS y una zona muerta de 1 % FS (DFPI de Festo, consultado en 2026). Las correcciones deben corresponder al subsistema y al modelo medidos.

Siga este orden. Corrija lo que revelen los registros:

  1. Haga repetible el mecanismo. Corrija la alineación, la carga lateral, los elementos de fijación sueltos, la precarga de la guía, el juego del acoplamiento, la deformación de la fijación, el arrastre del cable y la variación del contacto con el proceso.
  2. Restablezca la ruta neumática. Verifique la calidad del aire, la presión dinámica de suministro, el diámetro interior y la longitud de los tubos, los racores, los silenciadores, el dimensionamiento de la válvula, la capacidad de escape, las fugas y el sellado del cilindro.
  3. Verifique la cadena de medición. Confirme el montaje del sensor, el punto de referencia, la calibración, la polaridad, el escalado, el filtrado, el tiempo de muestreo, la resolución y la incertidumbre frente a una referencia externa.
  4. Confirme la válvula y las E/S. Compruebe el rango de orden, la referencia eléctrica, la respuesta del carrete o de la presión, los diagnósticos internos, la integridad del conector, la contaminación y los límites de rendimiento específicos del modelo.
  5. Vuelva a identificar y ajuste el eje. Utilice la carga útil, la orientación, el suministro y el perfil de movimiento reales. Establezca límites seguros de velocidad, aceleración, error y tiempo de espera antes de aumentar la ganancia.
  6. Mapee solo el error estable restante. La compensación direccional solo está justificada cuando el patrón residual se repite durante suficientes ciclos y condiciones de funcionamiento.

¿Por qué este orden? Por ejemplo, una tabla de software puede cancelar un desplazamiento direccional estable de 0.4 mm con una temperatura y una carga determinadas. No puede cancelar de forma fiable un acoplamiento que se mueve de manera impredecible, una fricción de sello que cambia después del mantenimiento o una caída de presión que aparece cuando otra máquina realiza un ciclo. Esos fallos cambian el propio mapa.

Del mismo modo, no utilice dither por defecto. Una orden pequeña de alta frecuencia puede reducir algunos efectos del carrete o de la fricción, pero también puede crear ruido audible, consumo adicional de aire, calor, desgaste, ondulación de presión y movimiento no deseado. Utilícelo solo con un método compatible con la válvula o el controlador, con amplitud, frecuencia, límite de proceso y prueba de validación definidos.

Es importante que los límites de seguridad permanezcan separados del ajuste de precisión. Defina la respuesta ante pérdida del sensor, pérdida de la orden de la válvula, pérdida de suministro, error de seguimiento excesivo, movimiento inesperado y aproximación al tope final. La energía neumática almacenada puede mover el eje después de que el control eléctrico cambie de estado. Aplique la evaluación de riesgos de la máquina y la arquitectura de seguridad pertinente antes de realizar pruebas en todo el rango.

Mapeo direccional y compensación del control

Los datos MPYE de Festo de 2025 indican una histéresis máxima del 0.4 % respecto al recorrido máximo del carrete y una frecuencia límite de 70 a 115 Hz según el tamaño de la válvula (datos MPYE de Festo, consultados en 2026). Esas cifras describen una familia de carretes controlados por posición, por lo que la compensación del eje debe seguir siendo específica del modelo y del sistema.

Después de corregir los fallos físicos, un mapa direccional puede, por ejemplo, compensar un residuo estable:

u_corr = u_cmd + Δu_dir(x, v, L)

Aquí, u_corr es la orden corregida, u_cmd es la orden original y Δu_dir es una corrección medida indexada por la posición x, la dirección o velocidad v y el estado de carga L cuando sea necesario. Mantenga el menor número de dimensiones que aún reproduzca el error.

Por tanto, construya el mapa a partir de datos de caracterización independientes y después valídelo con ciclos separados. Si los mismos datos crean y demuestran el mapa, el resultado puede ajustarse al ruido en lugar de al eje. Compruebe la interpolación entre los puntos de calibración y el comportamiento en los extremos del rango de trabajo. Limite las correcciones para que una tabla dañada no pueda solicitar un movimiento inseguro.

Como alternativa, otras opciones de compensación resuelven problemas diferentes:

MétodoResiduo adecuadoLimitación principal
Desplazamiento específico de la direcciónDiferencia de posición estable después de invertir el movimientoNo aborda el retraso dependiente de la velocidad
Acción anticipativa de fricciónFuerza repetible necesaria para iniciar o mantener el movimientoCambia con las juntas, la lubricación, la carga y la temperatura
Mapa inverso de la válvulaNo linealidad repetible entre orden y caudal o presiónNecesita condiciones de válvula coincidentes y autoridad de control utilizable
Programación de gananciasLa dinámica de la planta cambia de forma predecible con la posición o la cargaLa conmutación o interpolación debe permanecer estable
Observador de perturbaciones o estimador de estadoCambios de carga no medidos con un modelo validadoLos errores del modelo y del sensor pueden interpretarse como perturbaciones
Control integralSesgo medido estacionario dentro de la autoridad disponiblePuede acumularse durante el agarrotamiento o la saturación

Además, una tabla de corrección debe tratarse como un activo de medición calibrado, no como un ajuste informal. Asígnele una versión, el número de serie del eje o la identidad de la configuración, las condiciones de prueba, la fecha de creación, el rango aprobado, una suma de comprobación y una ruta de reversión. Vuelva a validarla después de sustituir la válvula, realizar mantenimiento de juntas, ajustar el sensor, trabajar en la guía o cambiar el controlador o los tubos.

¿Cómo debe definir una prueba de aceptación?

La norma ISO 230-2:2014 admite pruebas de tipo, aceptación, comparación, verificación periódica y compensación mediante mediciones repetidas en posiciones definidas (ISO 230-2, confirmada en 2025). Del mismo modo, un requisito para un eje neumático debe especificar posiciones, direcciones, repeticiones, condiciones de funcionamiento, incertidumbre y punto de referencia del proceso, en lugar de declarar un porcentaje universal aceptable.

En concreto, escriba límites separados para:

  • diferencia bidireccional;
  • repetibilidad en el mismo sentido durante las repeticiones declaradas y ambas aproximaciones;
  • error absoluto de posición del proceso;
  • error de seguimiento durante todo el perfil, incluidas las regiones de aceleración e inversión;
  • sobreimpulso y tiempo de estabilización;
  • banda de retención, deriva y oscilación a baja velocidad durante la permanencia;
  • movimiento mínimo controlable después de invertir la dirección;
  • todos los límites aplicables con la carga útil, el suministro y la temperatura mínimos y máximos, además de la respuesta requerida ante la pérdida del sensor, la alimentación eléctrica o el aire.

Por ejemplo, un requisito útil se redacta como una instrucción de prueba: «En los objetivos indicados, con la carga útil y el rango de suministro declarados, aproxímese a cada objetivo desde ambas direcciones utilizando el perfil de producción. Después de aplicar la regla de estabilización indicada, la posición en el punto de referencia del proceso deberá permanecer dentro de la banda especificada durante las repeticiones requeridas». Añada la incertidumbre de medición y las reglas de conservación de datos.

En cambio, evite asignar un único nivel universal de «histéresis aceptable» a todas las aplicaciones. El ejemplo DFPI integrado de Festo especifica para esa configuración una exactitud de posicionamiento del 1 % FS, una histéresis de ±1 % FS y una zona muerta del 1 % FS. La cifra de 0.5 % FS de SMC se refiere a la presión regulada. Ninguno de esos valores define automáticamente un eje de montaje de precisión. Por consiguiente, establezca el límite de la máquina a partir de la tolerancia del proceso y asigne una parte realista a la medición, el control, la mecánica, las herramientas, la variación del producto y el entorno. Mantenga visibles las unidades diferentes hasta establecer su transferencia a la posición del proceso. Si la herramienta debe mantenerse dentro de milímetros, termine el presupuesto en milímetros.

Por último, conserve los registros sin procesar. Un único número de aprobado o no aprobado no puede mostrar si la degradación comenzó en la orden de la válvula, la respuesta de presión, la fuerza de despegue, la realimentación del actuador o la mecánica del proceso. Por tanto, comparar periódicamente los mismos canales sincronizados convierte la prueba de histéresis en un diagnóstico de mantenimiento y no en un ejercicio de puesta en marcha puntual.

Preguntas frecuentes sobre la histéresis de actuadores proporcionales

SMC especifica una histéresis ITV de 0.5 % FS o menor y enumera por separado una repetibilidad de ±0.5 % FS y una sensibilidad de 0.2 % FS (ITV de SMC, consultado en 2026). Estas cinco preguntas conservan esas distinciones al diagnosticar un eje completo de posicionamiento neumático proporcional durante la puesta en marcha.

¿La histéresis es lo mismo que una mala repetibilidad?

No. La histéresis compara las salidas con la misma entrada después de aproximarse desde direcciones opuestas. La repetibilidad compara salidas repetidas con la misma aproximación definida. Un eje puede repetir con gran precisión en cada trayectoria direccional mientras ambas trayectorias permanecen separadas. Informe por separado la diferencia bidireccional y la dispersión en el mismo sentido, con sus propias unidades y condiciones.

¿El control de posición en lazo cerrado elimina la histéresis del actuador?

No. La realimentación corrige el error visible en su sensor, pero no puede observar directamente el juego del acoplamiento, el movimiento de la fijación, la flexibilidad del proceso ni un sensor sesgado. También necesita suficiente autoridad de válvula para superar la fricción sin oscilar. El control en lazo cerrado puede reducir un error estable, pero el eje completo con carga aún requiere una prueba de aceptación bidireccional.

¿Una ganancia PID mayor puede corregir un error de posición dependiente de la dirección?

A veces reduce un pequeño sesgo medido, pero la ganancia no puede eliminar el juego, el agarrotamiento, la saturación de la válvula ni un punto de referencia del sensor que se mueve. La acción integral puede acumularse durante el agarrotamiento y liberarse como sobreimpulso. Corrija primero la ruta física y neumática; después ajuste el control a partir de registros sincronizados de orden, presión, posición y error.

¿Qué resolución del sensor se necesita para una prueba de histéresis?

Utilice un sistema de medición cuya resolución, repetibilidad, incertidumbre de calibración, estabilidad del montaje y comportamiento de muestreo permitan tomar la decisión requerida. El número de bits por sí solo no es suficiente. Compare el sensor integrado con una referencia externa en el punto de referencia del proceso y aplique una banda de guarda documentada cuando la incertidumbre de medición sea significativa frente al límite de aceptación.

¿Cuál es un límite aceptable de histéresis para un actuador proporcional?

No existe un porcentaje universal. Defina el límite a partir de la tolerancia de posición del proceso, la carga útil, la dirección de aproximación, el recorrido de trabajo, el rango de suministro, la temperatura, el perfil de movimiento, la regla de estabilización, las repeticiones y la incertidumbre de medición. Los valores del fabricante se aplican al componente y al límite de prueba indicados; apruebe el eje completo solo con su propia prueba de aceptación en el punto de referencia del proceso.

Fuentes y referencias técnicas