INSTRUMENTACIÓN La instrumentación trata de las técnicas, los recursos, y métodos relacionados con la concepción de dispositivos para mejorar o aumentar la eficacia de los mecanismos de percepción y comunicación del hombre. La instrumentación estudia a los sistemas de medición.
SISTEMA DE MEDICION El objetivo de un sistema de medición es presentar a un observador un valor numérico correspondiente a la variable que se mide. SISTEMA DE MEDICIÓN SISTEMA QUE SE MIDE VALOR VERDADERO MEDIDO OBSERVADOR ENTRADA SALIDA
El sistema de medición consta de varios elementos o bloques. sensor Elemento acondicionador de señales Elemento Procesador de señales Elemento Presentador de datos Entrada Valor Verdadero Salida Valor medido Figura No. 1: Estructura general de un sistema de medición
ELEMENTO SENSOR.- Esta en contacto con el proceso y genera una salida, la cual depende de alguna manera de la variable por medir. ELEMENTO ACONDICIONADOR DE SEÑALES.- Toma la salida del elemento sensor y la convierte en una forma más adecuada para un procesamiento adicional, por lo general en una señal de frecuencia, de corriente directa o de voltaje de c. d. ELEMENTO PROCESADOR DE SEÑALES.- Toma la salida del elemento acondicionador y la convierte a una forma más adecuada para la presentación. ELEMENTO PRESENTADOR DE DATOS.- Presenta el valor medido en una forma que el observador puede reconocer fácilmente.
Ejemplo No. 1: sistema de medición de temperatura Sensor: Termistor CNT Acondicionador de señales: Puente de deflexión resistivo Procesador de senales: USB-6008 Y CPU Presentador de datos: Monitor de PC T Valor Verdadero T0 Valor medido Figura No. 2: Sistema de medición de temperatura
TERMISTOR CNT
PUENTE DE DEFLEXIÓN RESISTIVO
USB – 6008 y CPU
MONITOR DE PC
Ejemplo No. 2: sistema de medición de temperatura Sensor: RTD Acondicionador de señales: Puente de deflexión resistivo Presentador de datos: Galvanometro T Valor Verdadero T0 Valor medido Figura No. 3: Sistema de medición de temperatura
RTD O Pt 100
PUENTE DE DEFLEXIÓN RESISTIVO
Galvanometro
Ejemplo No. 3: sistema de medición de temperatura Sensor: Termopar Procesador de senales: USB-6008 y CPU Presentador de datos: Monitor de PC T Valor Verdadero T0 Valor medido Figura No. 4: Sistema de medición de temperatura
Termopar
USB – 6008 y CPU
MONITOR DE PC
Ejemplo No. 4: Sistema de medición de presión Sensor de presión SDX30A4 Acondicionador de señales: Amplificador diferencial Procesador de senales: USB-6008 Y CPU Presentador de datos: Monitor de PC P Valor Verdadero P0 Valor medido Figura No. 5: Sistema de medición de presión
Sensor de presión SDX30A4
Amplificador diferencial
USB – 6008 y CPU
MONITOR DE PC
TRANSDUCTOR. - Se utiliza comúnmente en medición e instrumentación TRANSDUCTOR.- Se utiliza comúnmente en medición e instrumentación. Es un paquete manufacturado que produce un señal eléctrica en su salida. Por lo tanto, un transductor de este tipo puede incorporar tanto elementos sensores como acondicionadores de señales.
En la siguiente figura se muestra un sistema de medición de peso. Entrada Peso verdadero Celda de la carga de soporte Defor- mación Calibrador de deformación Resis- tencia Puente de deflexión mV Ampli- ficador Convertidor A/D Microcomputadora (Linealización) Unidad de exhibición de imagen Salida Peso medido
DIAGRAMA DE BLOQUES.- El método de diagramas de bloque es muy útil para examinar las propiedades de elementos y sistemas. Suma z y + z = x + y x Resta – z = x – y
∫ Multiplicación de variables z escalar x y K y = Kx Función f ( ) y = f ( ) z = xy Integración y = ∫ x dt ∫ Diferenciación d dt y = dx Figura No. 6 : Símbolos de diagramas de bloque
TAREA Principios de funcionamiento, características estáticas y dinámicas de elementos sensores de temperatura, presión, nivel y flujo. Principios de funcionamiento, características estáticas y dinámicas de acondicionadores de señales.