Instrumentacion

Introducción a la Instrumentación:

Síntesis Prof. Ing. Eduardo Néstor Alvarez http://www.fi.uba.ar/laboratorios/lscm/SITIOCON.htm

Teniendo en cuenta los destinatarios de estos cursos, entraremos rápidamente en los temas.

Sin embargo hará falta ponernos de acuerdo en algunos puntos para partir de las mismas referencias.

SENSOR:

La palabra se usa por extensión toda una serie de aparatos y dispositivos.

Sin embargo entrando mas en detalle se puede decir que el sensor en sí es el elemento primario de medición.

Para el caso de una medición de caudal por ejemplo lo puede ser una placa orificio, venturi, tobera, turbina, etc.

Como se ve, el elemento primario o Sensor toma una cierta magnitud que saca del proceso y en consecuencia de ella nos da otra magnitud física que podremos aprovechar para obtener la información que queremos que en definitiva es la medición.

TRANSMISOR:

Se conoce como transmisor en el campo de la instrumentación y control al conjunto acondicionador de señal, en casos integrado al sensor y en otros como un dispositivo independiente conectado al sensor mediante conductores eléctricos, caños etc.

TRANSDUCTOR:

Es el instrumento o dispositivo capaz de transformar la energía disponible en una magnitud física dada en otra magnitud, física que el sistema pueda aprovechar para realizar su objetivo de medición y control.

Se usan por ejemplo para pasar de magnitudes acondicionadas en presión a corriente o tensión y modernamente a variables digitales para buses de campo.

También se podría llamar Transductor al conjunto Sensor Transmisor, pues toma la magnitud del proceso y la traduce a una variable normalizada para el sistema de control.

Tengamos en cuenta que el acondicionamiento linealiza, compensa las derivas por temperatura tanto de sensibilidad como de cero etc.

RANGO:

Es el conjunto de valores comprendidos entre los limites ( Superior e Inferior) que es capaz de medir el instrumento al que nos referimos, dentro de los límites de exactitud que se indican para el mismo. Se indica por los valores Superior e Inferior, antes mencionados.

RESOLUCIÓN:

Es el menor cambio en la variable del proceso capaz de producir una salida perceptible en el instrumento. Se expresa en general como un porcentaje del Límite Superior de medición del instrumento ( valor a fondo de escala del mismo).

ERROR:

Se lo define como la diferencia entre el valor medido y el valor verdadero.

El error tiene en general variadas causas.

Las que se pueden de alguna manera prever, calcular, eliminar mediante calibraciones y compensaciones, se denominan determinísticos o Sistemáticos.

Los que no se puede prever, pues dependen de causas desconocidas, o estocásticas se denominan aleatorios.

EXACTITUD:

Capacidad de un instrumento de dar valores de error pequeños.

Si un instrumento está calibrado correctamente los errores aleatorios inevitables harán que los resultados de la medición tengan una cierta dispersión, si el promedio de las mediciones coincide con el valor verdadero el instrumento es exacto.

La estadística (media en este caso) nos podrá acercar al valor verdadero.

La exactitud se puede especificar en porcentaje del valor medido o bien en porcentaje del valor a fondo de escala del instrumento.

En el caso de los instrumentos destinados a procesos industriales en general esa exactitud especificada corresponde a todo el rango de medición del mismo.

PRECISIÓN:

Cuanto mayor es la precisión menor es la dispersión de los valores de la medición alrededor del valor medido.

Podría suceder que ese valor no fuese exacto pero la dispersión ser chica, en ese caso el instrumento es preciso pero no exacto.

La precisión está asociada a estadísticas como la varianza y el desvío standard.

En la técnica se suele exigir que los valores de variables importantes para la calidad del producto se mantengan dentro de un campo dado por tres desvíos standard en mas o en menos del valor especificado, y estos desvíos deben ser pequeños para tener buena precisión.

REPETIBILIDAD:

Capacidad de un instrumento de repetir la salida cuando se llega a la medición en sucesivas ocasiones bajo exactamente las mismas condiciones.

Un detalle muy importante de esto es que se debe exigir que la medición se debe realizar con la variable en sentido creciente o decreciente pero no en ambos sentidos, pues en ese caso deja de ser Repetibilidad para ser HISTÉRESIS.

Como otros parámetros de especificación de los instrumentos se acostumbra a especificar la repetibilidad como un valor porcentual de la medición o bien del fondo de escala del instrumento.

HISTÉRESIS :

El amortiguamiento mas el rozamientos hace que haya un consumo de energía en la carga y descarga de los instrumentos.

Es debido a eso que la curva de calibración ascendente no coincida con la descendente y eso es llamado Histéresis

Baja Histéresis es la capacidad de un instrumento de repetir la salida cuando se llega a la medición en ocasiones consecutivas bajo las mismas condiciones generales pero una vez con la medición de la variable en un sentido (por ejemplo creciente) y en la siguiente con la variable en sentido contrario (por ejemplo decreciente).

Como otros parámetros de especificación de los instrumentos se acostumbra a especificar la histéresis como un valor porcentual de la medición o bien del fondo de escala del instrumento.

ÍNTER CAMBIABILIDAD:

Cuando se hace referencia a la ínter cambiabilidad de instrumentos pueden aparecer varios aspectos.

Respecto de la exactitud, si un instrumento de +/- 1% es reemplazado por otro con la misma exactitud, habida cuenta que los errores se pueden sumar en ciertas condiciones, al hacer el cambio diremos que podemos asegurar la medición en +/- 2%, si no tomamos recaudos especiales de calibración.

Existen sin embargo aspectos industriales tales como:

Compatibilidad Química de los materiales.

Compatibilidad del sistema de comunicaciones o norma del instrumento.

Otras son salvables con adaptaciones por ejemplo las conexiones físicas al proceso

CALIBRACIÓN:

Una calibración del instrumento es un conjunto de valores de la relación entre la variable de entrada (del proceso) y la variable de salida (medición) ,donde se mantienen

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