por unidad

UNIDAD 1

INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL

Es el conocimiento de la correcta aplicación de los equipos encaminados para apoyar al usuario en la medición, regulación, observación, transformación, ofrecer seguridad, etc., de una variable dada en un proceso productivo.

Los instrumentos industriales pueden realizar las siguientes funciones:

1. Sensar o captar una variable

2. Acondicionar una variable dada

3. Transmitir una variable

4. Controlar una variable

5. Indicar la magnitud de una variable

6. Totalizar una variable

7. Registrar una variable

8. Convertir una variable

9. Alarmar por magnitud una variable

10. Interrumpir o permitir una secuencia dada

11. Transmitir una señal

12. Amplificar una señal

13. Manipular una variable del proceso, etc.

Intervalo de medida (rango)

Espectro o conjunto de valores de la variable medida que están comprendidos dentro de los límites superior e inferior de la capacidad de medida, de recepción o de transmisión del instrumento. Viene expresado estableciendo los dos valores extremos. Ejemplo: Un manómetro de intervalo de medida 0-10 bar, un transmisor de presión electrónico de 0-25 bar con señal de salida 4-20 mA o un instrumento de temperatura de 100-300 °C.

Alcance (span)

Es la diferencia algebraica entre los valores superior e inferior del campo de medida del instrumento. En los ejemplos anteriores es de 10 bares para el manómetro, de 25 bares para el transmisor de presión y de 200 ° C para el instrumento de temperatura.

Error

El error de la medida es la desviación que presentan las medidas prácticas de una

Variable de proceso con relación a las medidas teóricas o ideales, como resultado de las imperfecciones de los aparatos y de las variables parásitas que afectan al proceso. Es decir:

Error = Valor leído en el instrumento - Valor ideal de la variable medida

El error absoluto es: Error absoluto — Valor leído ~ Valor verdadero

El error relativo representa la calidad de la medida y es:

                           Error absoluto

Error relativo=   -----------------------

                           Valor verdadero

Exactitud (accuracy)

La exactitud, es la cualidad de un instrumento de medida por la que tiende a dar lecturas próximas al verdadero valor de la magnitud medida.

En otras palabras, es el grado de conformidad de un valor indicado a un valor estándar aceptado o valor ideal, considerando este valor ideal como si fuera el verdadero.

Precisión

La precisión es la cualidad de un instrumento por la que tiende a dar lecturas muy próximas unas a otras, es decir, es el grado de dispersión de las mismas. Un instrumento puede tener una pobre exactitud, pero una gran precisión.

Zona muerta (dead zone o dead band)

La zona muerta (dead zone o dead band) es el campo de valores de la variable que no hace variar la indicación o la señal de salida del instrumento, es decir, que no produce su respuesta. Viene dada en tanto por ciento del alcance de la medida.

Sensibilidad (sensitivity)

La sensibilidad (sensitivity) es la razón entre el incremento de la señal de salida o de la lectura y el incremento de la variable que lo ocasiona, después de haberse alcanzado el estado de reposo.

Repetibilidad:

Es la capacidad de reproducción de las posiciones de la pluma o del índice, o de la señal de salida del instrumento, al medir repetidamente valores idénticos de la variable en las mismas condiciones de servicio y en el mismo sentido de variación, recorriendo todo el campo. La repetibilidad es sinónimo de precisión. A mayor repetibilidad menor dispersión de los valores de salida para un valor de la señal de entrada del proceso y, por lo tanto, mayor precisión.

Histéresis (hysteresis)

La histéresis (hysteresis) es la diferencia máxima que se observa en los valores indicados por el índice o la pluma del instrumento o la señal de salida para el mismo valor cualquiera del campo de medida, cuando la variable recorre toda la escala en los dos sentidos, ascendente y descendente.

Se expresa en tanto por ciento del alcance de la medida.

Ruido

Cualquier perturbación eléctrica o señal accidental no deseadas que modifica la transmisión, indicación o registro de los datos deseados. Un caso especial es la interferencia de radiotransmisores RFI (Radio Frequency Interferente). Puede expresarse en unidades de la señal de salida o en tanto por ciento del alcance.

Linealidad

La aproximación de una curva de calibración a una línea recta especificada.

Fiabilidad {Reliability)

Medida de la probabilidad de que un instrumento continúe comportándose dentro de límites especificados de error a lo largo de un tiempo determinado y bajo condiciones especificadas.

CLASIFICACIÓN DE LOS INSTRUMENTOS

Existen dos formas de clasificar los instrumentos las cuales son:

a.- De acuerdo a su función en el proceso.

b.- De acuerdo a la variable de proceso que miden.

Este modo de clasificarlos no es necesariamente el único, pero se considera bastante completo.

º De acuerdo a su función estos serán:

• Instrumentos indicadores: son aquellos que como su nombre bien dice, indican directamente el valor de la variable de proceso. Ejemplos: manómetros, termómetros, etc.

• Instrumentos ciegos: son los que cumplen una función reguladora en el proceso, pero no muestran nada directamente. Ejemplos termostatos, presostatos, etc.

• Instrumentos registradores: en algunos casos podrá ser necesario un registro histórico de la variable que se estudia en un determinado proceso. En este caso, se usaran instrumentos de este tipo. .

• Elementos primarios: algunos elementos entran en contacto directo con el fluido o variable de proceso que se desea medir, con el fin de recibir algún efecto de este (absorben energía del proceso), y por este medio pueden evaluar la variable en cuestión. (Placa orificio)

• Transmisores: estos elementos reciben la variable de proceso a través del elemento primario, y la transmiten a algún lugar remoto. Estos transmiten las variables de proceso en forma de señales proporcionales a esas variables.

• Transductores: son instrumentos fuera de línea (no en contacto con el proceso), que son capaces de realizar operaciones lógicas y/o matemáticas con señales de uno o más transmisores.

• Convertidores: en ciertos casos, la señal de un transmisor para ser compatible con lo esperado por el receptor de esa señal, en ese caso se utilizara un elemento convertidor para lograr la ante mencionada compatibilidad de señal

• Receptores: son los instrumentos que generalmente son instalados en el panel de control, como interface entre el proceso y el hombre. Estos reciben la señal de los transmisores o de un convertidor.

• Controladores: este es uno de los elementos más importante, ya que será el en cargado de ejercer la función de comparar lo que está sucediendo en el proceso, con lo que realmente se desea que suceda en él, para posteriormente, en base a la diferencia, envié una señal al proceso que tienda a corregir las desviaciones.

• Elemento final de control: será este elemento quien reciba la señal del controlador y quien estando en contacto directo con el proceso en línea, ejerza un cambio en este, de tal forma que se cambien los parámetros hacia el valor deseado. Ejemplo: válvulas de control, compuertas, etc.

• De acuerdo a la variable de proceso que miden: Esta clasificación, como su nombre lo indica, se referirá a la variable de proceso que tratemos de medir. En la actualidad, se pueden medir, casi sin excepción, todas las variables de proceso existentes, sin embargo, algunas se medirán de forma directa y otras indirectamente.

NORMA SAMA.

El método SAMA (Scientific, Aparatus Makers Association) de diagramas funcionales que emplean para las funciones block y las designaciones de funciones. Para ayudar en procesos industriales donde la simbología binaria es extremadamente útil aparecen nuevos símbolos binarios en líneas.

Propósitos

El propósito de esta norma es establecer un medio uniforme de designación los instrumentos y los sistemas de la instrumentación usados para la medición y control.

Con este fin, el sistema de designación incluye los símbolos y presenta un código de identificación.

NORMA ISA

Los símbolos y diagramas son usados en el control de procesos para indicar la aplicación en el proceso, el tipo de señales empleadas, la secuencia de componentes interconectadas y de alguna manera, la instrumentación empleada. La Sociedad de Instrumentistas de América (ISA por sus siglas en ingles Instruments Society of America) publica normas para símbolos, términos y diagramas que son generalmente reconocidos en la industria.