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5/24/2018 - Instrumentos de Medicin - 1.ppt

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Curso:

CONTROL DE PROCESOS

Elementos Primarios de Control

Ing Fredy Molina R.


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MUNDO

REAL

Dependiendo de cul es el sistema, lamedicin puede ser ndice de precios al

consumidor, temperatura, fraccin deaprobados en un curso de posgrado, etc.

Si se quiere tener

una percepcin(conocimiento) delmundo real, sedeben conocer el

valor que adoptanalgunas variables.

El mecanismo por el cual conocemos el valor de

las variables es lo que llamamos MEDICINIng Fredy Molina R.


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Qu variables son importantes en

el proceso de esterilizacin?

TemperaturaT PresinPCaudalF L Nivel

A VariablesAnalticas OtrasIng Fredy Molina R.


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Qu partes se pueden identificar

en un elemento de medicin?

ELEMENTO

PRIMARIO ELEMENTO

SECUNDARIO

Variablea medir Seal

Dispositivo fsico encontacto con lo que se va

a medir. La variable amedir produce un cambioen alguna propiedad

mecnica, elctrica, etc.

Dispositivo que capta loscambios de la propiedad

mecnica, elctrica, etc.y lo transforma en unaseal que se usar en unindicador, registrador,alarma, etc.

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ELEMENTOPRIMARIO ELEMENTOSECUNDARIO

Variablea medir:Caudal

Elemento Primario:

Tubo de Pitot

Sealprimaria:Diferencia

de presin

Elemento Secundario:

Transmisor diferencial

Seal desalida:

corriente

o tensin

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Cmo se usa la seal de salida?

INDICADOR

REGISTRADOR

ALARMA

CONMUTADOR(SWITCH)

ADQUISIDORTRANSMISOR

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Cmo se usa la seal de salida?INDICADOR

La seal se expresavisualmente con un punteromarcando sobre una escala,un visor de nmeros leds, etc.

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Cmo se usa la seal de salida?La seal queda marcada enun papel. Lo que se registraes una serie temporal. Aveces la curva se registra enuna pantalla.

REGISTRADORIng Fredy Molina R.


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Cmo se usa la seal de salida?La seal queda marcada enun papel. Lo que se registraes una serie temporal. Aveces la curva se registra enuna pantalla.

REGISTRADORIng Fredy Molina R.


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Cmo se usa la seal de salida?ADQUISIDOR

Los datos son

digitalizados y procesadospor un microprocesadorque permite diversos usosposteriores.

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Cmo se usa la seal de salida?

TRANSMISOR

La seal se la enva (a travs de cables,fibra ptica, etc.) a otro instrumentoremoto que har uso de ella

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Qu caractersticas deben tenerse en

cuenta con los instrumentos de medicin?

RANGO OALCANCE SPAN Y CERO

PRECISIN OEXACTITUD REPETIBILIDAD

LINEALIDAD SENSIBILIDAD YRESOLUCIN

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RANGO OALCANCE

SPAN Y CERO

Conjunto de valores de la variable de medidaque estn comprendidas dentro de los limitessuperior e inferior de la capacidad de medida

del instrumento. Se expresa por los dosvalores extremos (Mnimo y mximo valor)Spanes la diferencia entre el mximo y elmnimo valor del rango. El menor valore del

rango se denomina cerodel instrumento.

EjemploUna termoresistencia Pt-100 mide temperaturas entre 100 y 200 C.

Rango = 100 - 200 C ; Span = 200 - 100 = 100 C ;

Cero = 100 C Ing Fredy Molina R.


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(accuracy) Esto es realmente indica lafalta de exactitud de un sensor. Es lamxima desviacin del valor medido respecto

del valor ideal. Siempre se expresa como

de la unidad de medida o % del span o deplena escala

EjemploUna termoresistencia Pt-100 mide temperaturas entre 100 y 200 Cy su precisin puede ser de 0.5 C; 0.4 % span ; 0.25 % FS

PRECISIN OEXACTITUD

REPETIBILIDADEs la capacidad de reproduccin de laslecturas del instrumento al medirrepetidamente valores idnticos de la

variable, bajo las mismas condiciones.

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Qu caractersticas deben tenerse encuenta con los instrumentos de medicin?

La repetibilidadest incluida

en la precisin.

PRECISIN OEXACTITUD

REPETIBILIDAD

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Qu caractersticas deben tenerse encuenta con los instrumentos de medicin?PRECISIN OEXACTITUD

REPETIBILIDAD


en la precisin.

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Qu caractersticas deben tenerse encuenta con los instrumentos de medicin?PRECISIN OEXACTITUD

REPETIBILIDAD


en la precisin.

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Los instrumentos ideales sonlineales. De hecho, la mayora delos sistemas instrumentales

comerciales tienen respuestalineal. Puede ocurrir, sin embargo,que la respuesta no seaestrictamente lineal y, por ende,que ocurra un error por no

linealidad de la respuesta delinstrumento. La linealidad mideprecisamente la no linealidad, esel mximo apartamiento respetode un comportamiento lineal

LINEALIDAD

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ELCTRICOS

Termocuplas Termoresistencias Termistores

MECNICOS

Sistemas de dilatacin

Termmetros de vidrio conlquidos Bimetlicos

RADIACINTRMICA

Pirmetro ptico Pirmetro de radiacin total Pirmetro de relacin

VISUALES

Indicadores de colorIng Fredy Molina R.


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Medicin deTemperatura TermocuplaCable 1

Cable 2

T1

T2

fem = f(T1-T2)La f.e.m. que seinduce es funcinde la diferenciade temperaturas.Una de las juntasse introduce en ellugar donde sequiere hacer lamedicin y la otra

en una referencia. Ing Fredy Molina R.


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Medicin deTemperatura

Termocupla

Como el elementosensible es un cable,

necesita proteccinmecnica y qumica.Por eso se empleantermovainas.

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Medicin deTemperaturaTermoresistenciasConsisten en un cable metlico,generalmente platino, cuya resistencia

vara en forma directa con latemperatura

R = Ro (1 + aT)

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Medicin deTemperaturaTermistores

Son semiconductores

cuya resistencia vara con latemperatura, en forma inversay muy pronunciada.

)b/Texp(RoR

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Medicin deTemperatura

Consiste en dos placas

con materiales de muy distintocoeficiente de dilatacintrmica. La deformacin esfuncin del cambio detemperatura

Bimetlicos

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Medicin deTemperatura Pirmetros

Captan la intensidad de la radiacinemitida por los cuerpos debido a sutemperatura. No tiene contacto directocon el material al que se mide latemperatura

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Medicin deTemperatura Medios Visuales

Se puede recurrir a pinturas, autoadhesivos, etc.que poseen pigmentos cuyo color cambia con latemperatura.

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Medicin de PresinQu presiones se miden?:

PresinManomtrica

PresinAbsoluta

Presin

Diferencial

Vaco

PresinAtmosfrica

0

PRESIN

fluctuacinpres. atm 5 %

Banda de

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Medicin de PresinLos elementos primarios que se emplean en estos

ambientes son fundamentalmente de dos tipos:Elementos de columna de lquido:Usados para indicacin. A este grupo pertenecen losdiversos manmetros de tubo y las campanas con sello

lquido.Elementos elsticos:Sirven tanto para medicin local como para transmisores.Los cuatro elementos que se emplean en sensoresindustriales son: Tubo de Bourdon, diafragma, cpsulas y

fuelles.Existen en el mercado diversas tecnologas para transmisoresque se acoplan con los elementos elsticos, pero las msdifundidas y confiables son los extensomtricos (strain gage),capacitivos y de alambre vibrante.

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Medicinde Presin

Elementos

de columnade lquido

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Elementos elsticos

Medicinde Presin

Tubo BourdnCpsulas

Diafragma

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Elementos elsticosMedicinde Presin

Capacitivo

Strain Gauge

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Elementos diferenciales

Medicin de CaudalSon muchas las posibilidades en en el caso de caudal. Es algomuy importante cuando se trata de un insumo que se compra ocuesta producirlo (agua de calidad, vapor, gas natural, etc.)

Strein Gauge

Se basan en establecer una restriccin enel conducto y medir la diferencia de

presin que se produce entre dos puntos.Existen diversos tipos, algunos clsicoscomo los tubos Venturi y de Pitot y otrosnuevos como los de cua o cono en V.

Ing Fredy Molina R.


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Elementos de desplazamiento positivoMedicin de Caudal

Son dispositivosmecnicos cuyomovimiento(rotacin) estrelacionado en

forma directacon el caudal quecircula.Son ideales paratotalizacin.

Ing Fredy Molina R.


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Elementos de desplazamiento positivoMedicin de Caudal

Son dispositivosmecnicos cuyomovimiento(rotacin) estrelacionado en

forma directacon el caudal quecircula.Son ideales paratotalizacin.

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Caudalmetros

Electrnicos

Medicin de Caudal

Magntico Ultrasnico

Turbina de

insercinIng Fredy Molina R.


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Medicin de NivelEl nivel es una variable muy importante en los procesos ya que

est vinculada a la operacin del equipo, al inventario, etc.Lo ms comn es designar con nivel a la posicin de la interfaselquido-gas o slido-gas. Pero tambin se suele medir ycontrolar la interfase lquido-lquido y lquido-slido.

No existe algo as como un medidor universalque sea aplicable a todos (o la mayora) de loscasos. Cada situacin debe ser cuidadosamente

analizada, ya que existe un sinnmero decondiciones a tener en cuenta como tipo deslidos o fluido, agresividad fsica o qumica,existencia de espuma, ngulos de talud en slidos,etc.

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Medicin de Nivel

Indicador Visual

UltrasnicoRadar

Presindiferencial

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