INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL Curso de Instrumentación Electrónica Escuela de Ingeniería Eléctrica Profa. Miriam Borjas Gil

Instrumentación Industrial Conceptos básicos sobre instrumentación Variables clásicas (NIVEL, PRESION, FLUJO,TEMPERATURA). Elementos primarios Transmisores Controladores Elementos finales de control Introducción a la automatización.

Instrumentación Industrial

Instrumentación Industrial

Conceptos básicos sobre Instrumentación Que es un instrumento ? Un instrumento es un aparato, equipo o dispositivo utilizado para determinar el valor o la magnitud de una variable de proceso. Las variable de interés en instrumentación son las que ayudan a describir o definir un determinado proceso. Algunas de estas variables son mas conocidas y utilizadas en los procesos que otras. Las más comunes en nuestras industrias son: PRESIÓN FLUJO TEMPERATURA NIVEL

INSTRUMENTOS

Conceptos básicos sobre Instrumentación CONCEPTO DE MEDICIÓN: Medición es la cuantificación de o las variables de un proceso. Esta determina cuantitativamente el valor de sus dimensiones y propiedades físicas ej; presión, nivel, flujo y temperatura. TIPOS DE MEDICIONES: Las mediciones pueden ser directas o indirectas. Directas es cuando medimos directamente la variable, ej.: Mediciones con un tornillo micrométrico; Medición indirecta, por ej.: es la medición del punto de rocío (humedad) para determinar la temperatura ya que ésta es proporcional al punto de rocío.

Conceptos básicos sobre Instrumentación Sistemas de medida

Conceptos básicos sobre Instrumentación Sistemas de medida

Conceptos básicos sobre Instrumentación Topología de Estrella

Conceptos básicos sobre Instrumentación Topología de Bus

Conceptos básicos sobre Instrumentación FACTORES QUE AFECTAN LA MEDICIÓN: Error Precisión Exactitud Sensibilidad Resolución

FACTORES QUE AFECTAN LA MEDICIÓN ERROR: El error básicamente es una desviación entre el valor medido de la variable y el valor deseado o “set point” es decir e = mv - sp. Existen dos tipos de errores los sistemáticos y los aleatorios. Los errores sistemáticos se clasifican en estáticos y dinámicos estos errores son provocados por causas determinables. Los errores aleatorios son impredecibles, fortuitos y se atribuyen a condiciones fuera de Control del proceso ej.; Ruido eléctrico, interferencias, etc.

FACTORES QUE AFECTAN LA MEDICIÓN Características estáticas No linealidad

FACTORES QUE AFECTAN LA MEDICIÓN Características estáticas Zona muerta

FACTORES QUE AFECTAN LA MEDICIÓN Características estáticas Histéresis y Saturación

FACTORES QUE AFECTAN LA MEDICIÓN Características Dinámicas

FACTORES QUE AFECTAN LA MEDICIÓN Características Dinámicas

FACTORES QUE AFECTAN LA MEDICIÓN Características Dinámicas Sistemas de primer orden

FACTORES QUE AFECTAN LA MEDICIÓN Características Dinámicas Sistemas de segundo orden

FACTORES QUE AFECTAN LA MEDICIÓN EXACTITUD: La exactitud de un instrumento es la fidelidad con que sus lecturas o indicaciones se aproximan al verdadero valor de la variable que se mide. PRECISION: La precisión se refiere a la reproducibilidad de las mediciones (repetibilidad),es decir, considerando un valor fijo de la variable cuanto difieren entre si las sucesivas lecturas o indicaciones del instrumento. SENSIBILIDAD: Es la relación entre la señal de salida(repuesta o reacción) del instrumento a la variación (entrada) de la variable del proceso.

PARTES DE INSTRUMENTOS Elemento primario (sensor), Acondicionador de señal (filtros+ linealizador) Convertidor analógico digital (A/D) Convertidor digital-analógico (D/A) Unidad electrónica transmisora(4 - 20ma, HART, FF). Alimentación 24 Vdc (regulador + protección) Partes mecánicas, conexiones de señales, alimentación de aire).

MEDIOS DE TRANSMISIÓN Depende de la tecnología de fabricación del instrumento; estas tecnologías pueden ser; Neumáticas. (3 a 15 psi ) o (0.1 a 2 bar) Electrónica analógica . (4 a 20 mA ). Electrónica digital (HART,MODBUS). Redes de campo.(FieldBus, ProfiBus).

PARTES DE INSTRUMENTOS ELEMENTO SENSOR: El sensor es un dispositivo que traduce, responde o reacciona directamente a la cantidad de la variable medida produciendo una repuesta de la variable que esta midiendo. Ejemplo de estos sensores son; El termopar o termocupla, la galga de esfuerzo ó ”strain gauge”, materiales piezoeléctricos (cuarzo), efecto capacitivo, columna hidrostática, placa de orificio, flotadores, efecto ultrasónico y radar.

SENSORES Placa orificio Tubo venturi Tubo pitot. Diafragma mecánico (aleación de cobre) LVDT(transformador diferencial variable lineal). Infrarrojos Iónicos (radioactivo)

VARIABLES DE UN PROCESO PRESIÓN FLUJO NIVEL TEMPERATURA OTRAS VARIABLES.

MEDICION DE OTRAS VARIABLES Peso. Velocidad Densidad Húmeda relativa Peso especifico Inercia Viscosidad Oxigeno disuelto. Turbidez. Conductividad PH % de concentración de Gas.