viernes, 30 de agosto de 2013

SISTEMAS DE MEDICION

SISTEMAS DE MEDICIÓN
SISTEMAS DE ORDEN CERO

En un sistema de orden cero, el sensor responde instantáneamente y no es  necesario especificar características dinámicas.
EJEMPLO:                           
                                                               POTENCIOMETRO


SISTEMAS DE SEGUNDO ORDEN

Un sistema de primer orden se caracteriza por fc o τ (ambos están relacionados)
  • ·         La frecuencia de corte (cuttoff frequency) es el parámetro fc=1/(2πτ) de la función de transferencia. A esta frecuencia el error dinámico es del -30% (la amplitud de la salida se reduce en -3dB o 1/√2). Para un error dinámico inferior al 5% el rango de frecuencia va dc a 0.1fc
  • ·         La constante de tiempo (time constant) es el parámetro τ de la función de transferencia. Corresponde a un tiempo de respuesta del 63%.
  • EJEMPLO:

  •                            TERMÓMETRO DE MERCURIO INMERSO EN AGUA


      SISTEMAS DE SEGUNDO ORDEN

      Un sistema de segundo orden se caracteriza por,


El factor de amortiguamiento (damping ratio) es el parámetro ζ de la función de transferencia y es la relación entre el amortiguamiento real y el amortiguamiento crítico del sistema. Cuando la respuesta del sensor lo más rápida posible sin overshoot, la respuesta está críticamente amortiguada (critically damped). Cuando hay overshoot la respuesta es subamortiguada (underdamped) y cuando es más lenta es sobreamortiguada (overdamped).

La Frecuencia natural (natural frequency) es el parámetro ωn de la función de transferencia. A esta frecuencia el desfase entre la salida y la entrada es de -90º.En un sistema subamortiguadocon ζ<0.7 , existe una frecuencia de resonancia (resonant frequency) en la que la amplitud de salida de señales sinusoidales es máxima. Generalmente el rango de frecuencias de funcionamiento se selecciona suficientemente más bajo (al menos un 60%) de la frecuencia de resonancia, aunque algunos sensores tienen su punto de funcionamiento en la frecuencia de resonancia (mucha sensibilidad en un estrecho ancho de banda).

EJEMPLO:

                                                 ACELERÓMETRO.




PRINCIPIOS BÁSICOS DE LA INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL
INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL DE PROCESOS

La Instrumentación y Control, como especialidad de Ingeniería, es aquella parte de la ingeniería que es responsable de definir el nivel de automatización de cualquier planta de proceso e instalación industrial, la instrumentación de campo y el sistema de control para un buen funcionamiento del proceso, dentro de la seguridad para los equipos y personas, de acuerdo a la planificación y dentro de los costos establecidos y manteniendo la calidad.
Otro concepto más técnico, diría que la instrumentación y control son aquellos dispositivos que permiten:

  • Capturar variables de los procesos.
  • Analizar las variables de los procesos.
  • Modificar las variables de los procesos.
  • Controlar los procesos.
  • Traducir  los procesos a unidades de ingeniería


Su principal aplicación y propósito es el análisis, diseño y automatización de procesos de manufactura de la mayor parte de las áreas industriales: petróleo y gas, generación de energía eléctrica, textil, alimentaria, automovilística.


Instrumentación Analógica

La instrumentación análoga (nivel, presión, temperatura y otros) tradicionalmente se ha realizado con transductores que convierten esas señales básicas en un valor de corriente que va en el rango de 4 a 20 mA. Y los sistemas de control reciben estas señales en módulos normalizados, que de este modo son capaces de leer cualquier tipo de señal de campo. Otras opciones de señales análogas, pero cada vez menos usadas, son por ejemplo: 0 a 20 mA, 0 a 5 V, -10 a +10 V, RTD, mV de termocupla y otros.


Instrumentación Digital

En los instrumentos digitales el proceso  de la medición proporciona una información discontinua expresada por un  número de varias cifras, ese valor es  directamente el valor numérico del parámetro medido; la indicación numérica se presenta a lo largo del tiempo con  una frecuencia predeterminada. En general, los instrumentos digitales poseen características de entrada superiores a los analógicos, p.e, impedancia de entrada muy elevada en los circuitos de tensión (superior a 2 MW), un consumo de energía mucho menor y una mayor exactitud; pueden incorporar selección automática de escala e indicación de polaridad, lo que salvaguarda  al instrumento y mejora la fiabilidad de la medida.


SIMBOLOGIA DE INSTRUMENTACIÓN - NORMA ISA