1) ¿QUE ES LA
INSTRUMENTACION INDUSTRIAL?
Es una rama de la ciencia que se
encarga de la medición, control, supervisión, de todas las variables físicas y
químicas que se presentan en los procesos industriales.
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:
Figura 1: Funciones de los Instrumentos Industriales. Autor: Betancourt (2017)
Además los
instrumentos se pueden clasificar en forma jerárquica:
Figura 3: Características por Tipo de Instrumento Industrial
utilizado. Autor:
Betancourt (2017)
En la Figura 3
se puede apreciar las características de los instrumentos industriales según su
uso y propia ubicación práctica. Además se puede jerarquizar las
características por el tipo de instrumento y por la norma ó estandar que regula
su utilización en el campo industrial, como describe la Figura 4 a continuación:
Figura 4: Características teóricas de los Instrumentos Industriales. En el informe se
detallan con más exactitud las de tipo Dinámicas. Autor: Betancourt (2017)
2)
CARACTERISTICAS DE LOS INSTRUMENTOS.
3)
DEFINICIONES
EN CONTROL.
Los
instrumentos de control empleados en las industrias de proceso tales como
química, petroquímica, alimenticia, metalúrgica, energética, textil, papel,
etc,. tienen su propia terminología, los términos empleados definen las
características propias de medida y de control y las estáticas y dinámicas los
diversos instrumentos utilizados:
Indicadores, registradores, controladores, transmisores, y válvulas de control.
Las definiciones
de los términos empleados se relacionan con las sugerencias hechas por la SAMA
(Scientific Apparatus Makers Association) en su norma PMC 20-2-1970.
3.1
Campo de medida (range)
: Espectro o conjunto de valores de la
variable de medida que están comprendidos dentro de los límites superior e
inferior de la capacidad de medida o de transmisión del instrumento, viene
expresa estableciendo los dos valores extremos , por ejemplo: El campo de
medida del instrumento de temperatura de la figura 1.3 es de 100-300 grados.
Figura 7: Definiciones de los instrumentos. Autor: Creus (1997)
3.1
Alcance
(span): Es la diferencia algebraica entre
los valores superior e inferior del campo de medida del instrumento. En el
instrumento de temperatura de la figura 1.3, su valor es de 200 grados.
3.2
Error:
Es la diferencia algebraica entre el valor leído o transmitido por el
instrumento y el valor real de la variable medida. Si el proceso está en
condiciones de régimen permanente existe el llamado error estático. en
condiciones dinámicas el error varía considerablemente debido a que los
instrumentos tienen características comunes a los sistemas físicos: absorben
energía del proceso y esta transferencia requiere cierto tiempo para ser
transmitida, lo cual da lugar a retardos en la lectura del aparato, siempre que
las condiciones sean dinámicas, existirá en mayor o menor grado el llamado
error dinámica(diferencia entre el valor instantáneo de la variable y el
indicado por el instrumento): su valor depende del tipo de fluido del proceso,
de su velocidad, del elemento primario y de los medios de protección, el error
medio del instrumento es la media aritmética de los errores en cada punto de la
medida, determinados ara todos los valores crecientes y decrecientes de la
variable medida.
3.3
Incertidumbre
de la medida (uncertainty): Los errores que existen
necesariamente al realizar la medida de una magnitud, hacen que se tenga una
incertidumbre sobre el verdadero valor de la medida, la incertidumbre es la dispersión
de los valores que pueden ser atribuidos razonablemente al verdadero valor de
la magnitud medida. En el cálculo de la incertidumbre intervienen la
distribución estadística de los resultados de series de mediciones, las
características de los equipos(deriva,...) etc.
Cuando se dispone de
una sola medida, la incertidumbre es:
3.4
Exactitud:
Es la cualidad de un instrumento de medida por la que tiende a dar lecturas
próximas al verdadero valor de la magnitud medida.
3.5
Precisión
(acurrancy): Esto es la tolerancia
mínima de medida que permitirá indicar, registrar o controlar el instrumento.
En otras palabras, es la mínima división de escala de un instrumento indicador.
Generalmente esta se expresa en porcentaje (%) del SPAN. La precisión de un
instrumento indica su capacidad para reproducir cierta lectura con una
exactitud dada. Podría suceder que ese valor no fuese exacto pero la dispersión
ser chica, en ese caso el instrumento es preciso pero no exacto.
Ejemplo: Se está midiendo un voltaje conocido de
100V. Se toman 5 lecturas con cierto voltímetro y los valores encontrados son
104, 103, 105, 103, 105. Dadas estas lecturas, cuál es la exactitud y cuál es
la precisión del instrumento.
Ya que la desviación máxima del
instrumento es 5V de la entrada real de 100V, se tiene una exactitud de 5%. La
precisión del instrumento la da la desviación máxima de la media de las
lecturas, en este caso, ±1%.
3.6
Zona
muerta (dead zone o dead band): Es el máximo campo de variación de la variable en el proceso real, para el
cual el instrumento no registra ninguna variación en su indicación, registro o
control. Es el área de valores de la variable que no hace variar la indicación
del instrumento.
3.7
Sensibilidad:
Es la variación en la salida del instrumento por unidad de variación de la
variable del proceso (entrada), en definitiva se puede decir que es la ganancia
del instrumento.
El ideal es que la misma se mantenga
constante. En general los elementos primarios presentan derivas de la
sensibilidad con otras variables, fundamentalmente la temperatura, por lo que
el acondicionamiento de señal que realiza el instrumento se debe encargar de
compensar esas derivas. En muchos instrumentos industriales se mide también a
la temperatura para realizar esta compensación.
3.8
Repetibilidad
(repeatibility): Es la capacidad de un
instrumento de repetir el valor de una medición, de un mismo valor de la
variable real en una única dirección de medición. Un detalle muy
importante de esto es que se debe exigir que la medición se debe realizar con
la variable en sentido creciente o decreciente pero no en ambos sentidos, pues
en ese caso deja de ser Repetibilidad para ser histéresis.
Como otros parámetros de especificación de
los instrumentos se acostumbra a especificar la repetibilidad como un valor
porcentual de la medición o bien del fondo de escala del instrumento.
3.9
Histéresis
(hysteresis): El amortiguamiento más
el rozamientos hace que haya un consumo de energía en la carga y descarga de
los instrumentos. Es debido a eso que la curva de calibración ascendente no
coincida con la descendente y eso es llamado Histéresis.
Baja Histéresis es la capacidad de un instrumento de
repetir la salida cuando se llega a la medición en ocasiones consecutivas bajo
las mismas condiciones generales pero una vez con la medición de la variable en
un sentido (por ejemplo creciente) y en la siguiente con la variable en sentido
contrario (por ejemplo decreciente).
Como otros parámetros de especificación de
los instrumentos se acostumbra a especificar la histéresis como un valor
porcentual de la medición o bien del fondo de escala del instrumento.
Figura 8: Histéresis. Autor: Creus (1997)
3.1
Saturación:
Es el área en la cual el instrumento ha sobrepasado su capacidad máxima de
operación por lo que se presenta un comportamiento distinto a la operación
normal y por lo tanto, no confiable.
4)
CLASES DE INSTRUMENTOS.
4.1 En función del instrumento:
4.1 En función de la variable:
BIBLIOGRAFÍA.
Molina j., (2017). Instrumentación. [Artículo en Línea]. Consultado
el 13/10/2017. Recuperado de: http://www.profesormolina.com.ar/tecnologia/instrum.htm
Creus A., (1997). Instrumentación Industrial, 6ta
edición. [Documento en Línea]. Consultado el 15/10/2017.
Recuperado de: ftp://ftp.unicauca.edu.co/Facultades/FIET/DEIC/Materias/Instrumentacion%20Industrial/CREUS%20Instrumentacion%20Industrial/Cap%2001%20Generalidades.pdf
Instrumentación
(s/f). Automatización
y Control. [Artículo en
Línea]. Consultado el 15/10/2017.
Recuperado de: https://sites.google.com/site/automatizacionycontrol2/instrumentacion/medicion-y-control
Créditos:
Rafael
Fuenmayor
