Transductores

TRANSDUCTORES - INSTRUMENTACIÓN

Realizado por Ing. Pablo Morcelle del Valle

Resumen:

1. Introducción.

2. Sensores. Instrumentación. Tratamiento de la señal. Registro y visualización.

Actuación. Sistemas 4-20 mA.

3. Puente de Wheatstone.

4. Transductores:

4.1 Desplazamiento.

4.2 Esfuerzo y deformación.

4.3 Temperatura.

4.4 Presión.

4.5 Desplazamiento.

4.6 Caudal.

4.7 Caudal-masa.

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Desarrollo:

1. Introducción

En la mayoría de los procesos industriales es habitual la utilización de sensores

con el fin de monitorear la evolución de los parámetros del mencionado proceso.

Magnitudes tales como presión, temperatura, caudal, nivel, entre otras; son

variables que comúnmente se procesan en una planta petroquímica, por ejemplo.

Resulta común medir esfuerzo y deformación durante ensayos de determinación

de resistencia de materiales, o a veces es necesario controlar las mencionadas

variables para verificar el estado de estructuras civiles (puentes, edificios).

La utilización de transductores asociados a sistemas de medición y aún a sistemas

de control, es hoy en día imprescindible; sobre todo en procesos de mediana o alta

complejidad.

El presente texto no pretende cubrir todos los aspectos relacionados con los

transductores y la instrumentación, ni mucho menos. La variedad de transductores

existente es tan vasta como su campo de aplicación. El autor sólo aspira a que el

material expuesto sirva de base e inspiración a las inquietudes de los lectores y que,

en todo caso, sea la filosofía que domina al tema lo que prevalezca para que cada

individuo pueda encarar sus propios desarrollos con otros elementos no presentados

aquí, pero siempre en base a las herramientas básicas expuestas en este trabajo.

En los apartados que siguen se presentan algunas definiciones y se repasan

especialmente conceptos asociados al circuito puente de Wheatstone, de amplia

aplicación en el tema desarrollado en el presente artículo; para luego atacar de lleno

el estudio de los transductores y sus aplicaciones.

Transductores_Rev2010 2

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Ing. Pablo Morcelle del Valle

Prof. Adj. de Electrotecnia y Electrónica

Departamento de Electrotecnia

Facultad de Ingeniería

Universidad Nacional de La Plata

2. Sensores. Instrumentación. Tratamiento de la señal. Registro y visualización

de magnitudes. Actuación. Sistemas 4-20 mA.

Sensores: Convierten magnitudes físicas en eléctricas.

Transductor: Convierte un tipo de energía en otro.

Transductores activos y pasivos. Los primeros generan energía eléctrica a partir de

la magnitud física que actúa sobre ellos; los segundos necesitan una fuente de

energía eléctrica externa para poner de manifiesto las variaciones de las magnitudes

que detectan.

Sistemas de instrumentación. Tratamiento de la señal (registro y/o visualización): Los

sistemas electrónicos de medición están compuestos por sensores, circuitos especiales

para el tratamiento de las señales, instrumentos y sistemas de registro; los cuales se

vinculan para llevar a cabo una función general de medición. Si bien, la palabra

instrumentación corresponde a una denominación histórica, dado que antiguamente

los datos eran presentados en un panel de instrumentos; en el presente se continúa

empleando el término en forma general, aún cuando la tecnología actual permite la

digitalización, almacenamiento y actuación sobre el proceso mediante la utilización de

computadoras. Por ejemplo, el monitoreo de una magnitud (digamos, presión) puede

requerirse momento a momento. La señal proveniente del sensor debe ser

acondicionada o conformada (tratamiento de la señal), a los fines de adaptarse al

sistema de registro o visualización. Por lo tanto, el sensor, el conformador de la señal,

y el sistema de registro o visualización, configuran el sistema de instrumentación.

Actuación: En el caso de ser necesaria la intervención del sistema para realizar el

ajuste de algún parámetro del proceso, la información brindada por diferentes

sensores es procesada por el sistema de instrumentación. La misma, además de ser

visualizada y registrada, puede ser utilizada para tomar decisiones en forma

automática respecto de la actuación sobre el proceso (apertura y cierre de válvulas,

arranque o parada de bombas o motores, etc.).

Sistemas 4-20 mA

Dada la existencia de ruidos electromagnéticos

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