SÍNTESIS DE LA UNIDAD 1
1. OBJETIVOS DE LA INSTRUMENTACION
1.1. Terminología de instrumentación
Propiedades de un intrumento de medición
Campo de medida (rango): Limite superior e inferior.
Exactitud: Cualidad de dar lectura al valor verdadero.
Precisión: Cualidad de dar lecturas proximas unas de otras, el grado de dispersión es el mismo.
Repetitividad: Variación de las medidas obtenidas cuando es utilizado varias veces por un operador, al mismo tiempo que mide una caracteristica.
Histeresis: descompensación que existe cuando se hace una comparación entre la variación de una misma medida tanto a nivel descenderte como ascendente.
Fig. 1.1. Rango
Fig. 1.2. Precisión y exactitud
Fig. 1.3. Histeresis
1.2. Variables.
Proceso de variación.
La variación está presente en todos los procesos y en cada aspecto de la medición.
El exceso de variación reduce el desempeño del proceso, decrece la satisfacción al cliente y tiene un impacto negativo en el resultado final.
Aplicación a todos los aspectos de la fábrica.
Variables.
Variables de control: Es una variable de proceso que es medida y/o controlada por un sistema de control
Variable controlada: Es la variable directa a regular,sobre la que constantemente estamos pendientes ya que afecta directamente al sistema del proceso, es decir, es la que dentro del bucle de control es captada por el transmisor para originar una señal de retroalimentación. Normalmente la variable controlada es considerada la salida del sistema.
Variable incontrolada: Es la que se modifica para afectar directamente a la variable controlada, es la herramienta para modificar la variable directa en el proceso. Es la cantidad que se encarga de variar los instrumentos finales de control; el mensaje del controlador que transmite modificaciones para lograr lo esperado de la variable controlada.
Las siguientes imagenes muestran procesos diferentes en las que aplicamos las variables antes mencionadas. En la primara imagen se observa un reloj de agua donde se analizaron las diferentes variables que se presentan, en este caso la variable de control es la válvula (F), la variable controlada es el nivel del agua y la incontrolada es el flujo (q).
1.3 Elementos.
Elementos primarios: Estan en contacto con la variable, dan una indicación en respuesta a la variacion de la variable.
-Sensores de presión.
-Sensores de nivel
-Sensores de flujo
-Sensores de temperatura
Elementos secundarios: Capta la señal del elemento primario y la transforma en otra salida (PLC).
Elementos terciarios: Elemento final circuito de control.
-Valvulas
-Motores
-Interruptores
Fig. 1.4. Diagrama de flujo de elementos
1.4 Instrumentos de medición y errores.
En función del instrumento
Instrumentos ciegos: No tienen indicación visible de la variable (Sensores).
Fig. 1.5. Sensores
Instrumentos indicadores: Tienen un indice y una escala donde se puede leer el valor de la variable.
Fig. 1.6. Indicador
Instrumentos registradores: Registran a trazo continuo o a puntos la variable
Fig. 1.7. Registrador
En función de la variable.
Corresponde al tipo de señal de medida
Flujo
Nivel
Presión
Temperatura
Densidad
Viscosidad
Conductividad
Frecuencia
Errores de medición.
Errores de paralelaje: Se produce cuando el observador efectúa la lectura de modo que la línea de observación al índice no es perpendicular a la escala del instrumento. Para disminuirlo, algunos instrumentos tienen el sector graduado separado de la escala y a muy poca distancia del índice, y otros poseen un sector especular, con lo que la línea de observación debe ser perpendicular a la escala para que coincidan el índice y su imagen.
Fig. 1.8. Error de paralelaje
Errores de escala (exactitud): Se presenta cuando el índice no coincide exactamente con la graduación de la escala y el observador redondea sus lecturas por exceso o por defecto.
Fig. 1.9. Error de escala
Errores de proceso (montaje): Muchas de las causas del error de proceso se deben al operador, por ejemplo: Falta de agudeza visual, descuido, cansancio, alteraciones emocionales, etc.
Fig. 1.10. Error de montaje
Errores de calibración: En un instrumento ideal (sin error), la relación entre los valores reales de la variable comprendidos dentro del campo de medida y los valores de lectura del aparato es lineal. Se considera que un instrumento está bien calibrado cuando, en todos los puntos de su campo de medida, la diferencia entre el valor real de la variable y el valor indicado, o registrado o transmitido, está comprendido entre los límites determinados por la exactitud del instrumento.
Fig. 1.11. Error de calibración