Instrumentos de Medicion

Instrumentos de Medicion

1. Medicion Indirecta

   • Método de Amplificación: De una forma u otra estamos hablando en este caso de instrumentos de medición, que si bien permiten la toma de medidas, en sí se emplean es para ampliar la magnitud del objeto, o bien para tomar medidas aproximadas en el espacio
     • Mécanica
       • Son aquellos que permiten medir por medio de magnitudes muy pequeñas,ya que en estos se pueden apreciar milésimas de centímetros, son los másempleados en las áreas de construcción de motores
     • Neumática
       • Estos son los que permiten determinar la cantidad de fluido que corre en elinterior de un objeto
     • Eléctrica
       • Los que facilitan la obtención de datos específicos respecto a la intensidadde la corréinate eléctrica que pueda fluir en determinado cableado, equipo,o bien en el ambiente
     • Electrónica
       • Es similar al aparato de medición eléctrico, con la diferencia, que este compara dos corrientes, o bien la intensidad que pueda existir entre dos puntos de estas, resulta un poco más selectiva en la medición
     • Óptica
       • Instrumentos de gran complejidad puesto que permiten medir las ondas de luz y la velocidad de las mismas, como también la velocidad y magnitud de un sonido, todo en un periodo de tiempo determinado o bien en un espacio en específico, arrogando datos referenciales respecto a los mismos

2. Medicion Directa

   • Manuales Graduados
     • Estos hacen referencia a los instrumentos que traen incorporados parámetros de medición, o bien de escala
   • Manuales no Graduados
     • Son aquellos instrumentos que no disponen de magnitudes internas.

3. CLASIFICACIÓN DE LOS INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN, POR SU SISTEMA DE FUNCIONAMIENTO

   • Instrumentos indicadores: son aquellos que como su nombre bien dice,indican directamente el valor de la variable de proceso. Ejemplos:manómetros, termómetros, etc
   • Instrumentos ciegos: son los que cumplen una función reguladora en elproceso, pero no muestran nada directamente. Ejemplos termostatos,presostatos, etc
   • Instrumentos registradores: en algunos casos podrá ser necesario unregistro histórico de la variable que se estudia en un determinado proceso.en este caso, se usaran instrumentos de este tipo
   • Elementos primarios: algunos elementos entran en contacto directo con elfluido o variable de proceso que se desea medir, con el fin de recibir algún efecto de este (absorben energía del proceso), y por este medio puedenevaluar la variable en cuestión. (placa orificio)
   • Transmisores: estos elementos reciben la variable de proceso a través delelemento primario, y la transmiten a algún lugar remoto. Estos transmitenlas variables de proceso en forma de señales proporcionales a esasvariables.
   • Transductores: son instrumentos fuera de línea (no en contacto con elproceso), que son capaces de realizar operaciones lógicas y/o matemáticascon señales de uno o más transmisores
   • Convertidores: en ciertos casos, la señal de un transmisor para sercompatible con lo esperado por el receptor de esa señal, en ese caso seutilizará un elemento convertidor para lograr el ante mencionadacompatibilidad de señal
   • Receptores: son los instrumentos que generalmente son instalados en elpanel de control, como interface entre el proceso y el hombre. Estos recibenlas señales de los transmisores o de un convertidor
   • Controladores: este es uno de los elementos más importante, ya que seráel encargado de ejercer la función de comparar lo que esta sucediendo enel proceso, con lo que realmente se desea que suceda en él, paraposteriormente, en base a la diferencia, envié una señal al proceso quetienda a corregir las desviaciones
   • Elemento final de control: será este elemento quien reciba la señal delcontrolador y quien estando en contacto directo con el proceso en línea,ejerza un cambio en este, de tal forma que se cambien los parámetroshacia el valor deseado. Ejemplo: válvulas de control, compuertas, etc.
   • De acuerdo a la variable de proceso que miden: Esta clasificación, comosu nombre lo indica, se referirá a la variable de proceso que tratemos demedir. En la actualidad, se pueden medir, casi sin excepción, todas lasvariables de proceso existentes, sin embargo, algunas se medirán de formadirecta y otras indirectamente

4. En fncion del Indtrumento: Estos instrumentos no son sistemas ideales sino reales, y por lo tanto tienen una serie de limitaciones que debemos tomar en cuenta para poder juzgar si afectan de alguna manera las medidas que estamos realizando, y poder determinar así mismo la veracidad de las anteriores. Las características que definen el comportamiento de los instrumentos son las siguientes:

   • Exactitud y precisión En general estas dos palabras son sinónimos, pero en el campo de lasmediciones indican dos conceptos completamente diferentes. Se dice queel valor de un parámetro es muy preciso cuando está muy bien definido. Porotra parte, se dice que dicho valor es muy exacto cuando se aproximamucho al verdadero valor
   • Error La exactitud la medimos en función del error. El error se define como ladiferencia entre el valor indicado y el verdadero, el cual está dado por unelemento patrón. E=I-V donde E= Error I= Valor indicado V= Valor verdadero
   • Corrección La corrección se define como la diferencia entre el valor verdadero y elvalor indicado, esto es C=V-I Como podemos observar, la corrección tienesigno opuesto al error
   • Resolución Esta característica está relacionada con la precisión. La resolución de uninstrumento es el menor incremento de la variable bajo medición que puedeser detectado con certidumbre por dicho instrumento
   • Sensibilidad La sensibilidad de un instrumento es la relación entre la respuesta delinstrumento (N° de divisiones recorridas) y la magnitud de la cantidad queestamos midiendo
   • Gama y escala La gama de un instrumento se define como la diferencia entre la indicación mayor y la menor que puede ofrecer el instrumento. La gama puede estar dividida en varias escalas o constar de una sola.
   • Banda de frecuencia Los instrumentos pueden estar diseñados para realizar mediciones enrégimen continuo (DC), o sobre señales alternas (AC), bien sea en el rangode frecuencias alrededor de 60 Hz, o en cualquier otro rango defrecuencias. Por lo tanto antes de introducir un instrumento en undeterminado circuito es necesario conocer la banda de frecuencias en lasque opera correctamente
   • Linealidad Por lo general los instrumentos se diseñan de forma que tengan unarespuesta lo más lineal posible, es decir, que para un determinadoincremento del parámetro que estamos midiendo, el desplazamientocorrespondiente del indicador sea siempre el mismo, independientementede la posición de éste
   • Eficiencia La eficiencia de un instrumento se define como la indicación del instrumentodividida por la potencia que absorbe del circuito para poder realizar lamedición.
   • Respuesta estática y dinámica Hasta el momento hemos analizado las características de los instrumentoscuando estos están midiendo cantidades estables, o sea, mientras nopresentan variaciones bruscas en su magnitud. Por lo tanto 24 a todasestas características mencionadas anteriormente podemos denominarlasestáticas . Ahora bien, puede ocurrir que la cantidad bajo medición sufra una variación en un momento determinado y por lo tanto es necesario queconozcamos el comportamiento dinámico del instrumento cuando sucedanestas variaciones. Para realizar el análisis dinámico del instrumentopodemos aplicar un cambio brusco de un estado a otro (la función escalón
   • Error dinámico El error dinámico de un instrumento se define como la diferencia entre lacantidad indicada en un instante de tiempo dado y el verdadero valor delparámetro que se está midiendo.
   • Tiempo de respuesta Es el tiempo transcurrido entre la aplicación de una función escalón y elinstante en que el instrumento indica un cierto porcentaje (90%, 95% o99%) del valor final. Para instrumentos con aguja indicadora, el tiempo derespuesta es aquél que tarda la aguja en estabilizarse aparentemente, locual ocurre cuando ha llegado a un porcentaje determinado (por ejemplo1%) de su valor final.
   • Tiempo nulo Es el tiempo transcurrido desde que se produce el cambio brusco a laentrada del instrumento hasta que él alcanza el 5% del valor final.
   • Sobre alcanceEn los instrumentos con aguja indicadora, la deflexión se produce debido aque se aplica una fuerza a la parte móvil. Dicha parte móvil tiene una masa,por lo que al aplicar la fuerza se origina un momento que puede llevar a laaguja más allá del valor correspondiente al de equilibrio. La diferencia entreel valor máximo y el valor final se denomina sobrealcance. Los dos tipos derespuesta que vimos anteriormente se diferencian porque en el segundohay sobrealcance mientras que en el primero no. Un sobrealcance elevadoes indeseable, pero un valor pequeño del mismo contribuye a disminuir eltiempo requerido para que la aguja alcance el estado estable.

5. De acurdo con la variable de proceso, los instrumentos se dividen en

   • caudal
   • nivel
   • presión
   • temperatura
   • densidad
   • peso especifico
   • humedad y punto de roció
   • viscosidad
   • posición
   • velocidad
   • pH
   • conductividad
   • frecuencia
   • fuerza
   • turbidez

6. Código de Identificación de Instrumentos

   • DIN
     • Las normas DIN se dividen en dos grupos:  DIN 19227-1 Símbolos gráficos y letras de identificación en control de procesos.  DIN 19227-2 Símbolos gráficos y letras de identificación en control de procesos, representación de detalles.
   • ISO
     • Esta norma especifica los símbolos de instrumentación que deben utilizarse para los diagramas de interconexión aplicados para el diseño, instalación y mantenimiento de los equipos de medida y de sistemas de control.