ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DE CHIMBORAZO
ESCUELA SUPERIOR POLITCNICA DE CHIMBORAZO
FACULTAD: DE MECNICAESCUELA DE MECNICACARRERA: INGENIERA
MECNICAINSTRUMENTACION INDUSTRIALPRCTICA No. 1- (CARACTERISTICAS
ESTATICAS DE UN INSTRUMENTO DE FLUJO Y NIVEL)1. DATOS
GENERALES:
NOMBRE: Marco Rivera E.
CODIGO: 64882. OBJETIVO:
2.1.GENERAL
Llevar los conocimientos tericos a prcticos de las
caractersticas estticas de los instrumentos 2.2.ESPECFCOS
Reconocer Las caractersticas estticas de los instrumentos dentro
del laboratorio
3. METODOLOGA
Contacto directo con los instrumentos y observacin adecuada de
los mismos 4. MARCO TEORICO:
Las caractersticas que definen el comportamiento de los
instrumentos son las siguientes:
Range
El campo de medida (range) es el espectro o conjunto de valores
de la variable medida que estn comprendidos dentro de los lmites
superior e inferior de la capacidad de medida, de recepcin o de
transmisin del instrumento. Viene expresado estableciendo los dos
valores extremos.Span
El alcance (span) es la diferencia algebraica entre los valores
superior e inferior del campo de medida del instrumento.
Accuracy (Exactitud y precision.)
La exactitud (accuracy) es la cualidad de un instrumento de
medida por la que tiende a dar lecturas prximas al valor verdadero
de la magnitud medida.
Error.
El error de la medida es la desviacin que presentan las medidas
prcticas de una variable de proceso con relacin a las medidas
terica son ideales, como resultado de las imperfecciones de los
aparatos y de las variables parsitas que afectan al proceso.
Es decir:Error = Valor ledo en el instrumento - Valor ideal de
la variable medidaEl error absoluto es:Error absoluto = Valor ledo
- Valor verdaderoEl error relativo representa la calidad de la
medida y es:Error relativo = Error absoluto / Error verdadero
Correccin.
La correccin se define como la diferencia entre el valor
verdadero y el valor indicado, esto es C=V-I, como podemos
observar, la correccin tiene signo opuesto al error.
Es conveniente determinar la curva de correccin para cada uno de
los instrumentos que utilicemos. Para realizar esto, determinamos
la correccin para distintos valores de la escala del mismo,
graficamos los puntos obtenidos con respecto a los valores de dicha
escala, y unimos los puntos obtenidos con lneas rectas. La curva de
correccin de un voltmetro de 50V.
Resolucin.
Esta caracterstica est relacionada con la precisin. La resolucin
de un instrumento es el menor incremento de la variable bajo
medicin que puede ser detectado con certidumbre por dicho
instrumento. Por ejemplo, en el caso del reloj digital, la
resolucin es de una centsima de segundo. Si tenemos un ampermetro
con la escala mostrada en la Figura, cada una de las divisiones
corresponde a 1 mA.
Escala de un miliampermetro
Repetibilidad
La repetibilidad (repeatibility) es la capacidad de reproduccin
de las posiciones de la pluma o del ndice o de la seal de salida
del instrumento, al medir repetidamente valores idnticos de la
variable en las mismas condiciones de servicio y en el mismo
sentido de variacin, recorriendo todo el campo.
La repetibilidad es sinnimo de precisin. A mayor repetibilidad,
es decir, a un menor valor numrico (por ejemplo, si en un
instrumento es 0,05% y en otro es 0,005%, este segundo tendr ms
repetibilidad), los valores de la indicacin o seal de salida estarn
ms concentrados, es decir, habr menos dispersin y una mayor
precisin.Sensibilidad.
La sensibilidad (sensitivity) es la razn entre el incremento de
la seal de salida o de la lectura y el incremento de la variable
que lo ocasiona, despus de haberse alcanzado el estado de reposo.
Por ejemplo, si en un transmisor electrnico de 0-10 bar, la presin
pasa de 5 a 5,5 bar y la seal de salida de 11,9 a 12,3 mA c.c., la
sensibilidad es el cociente:
Gama y escala.
La gama de un instrumento se define como la diferencia entre la
indicacin mayor y la menor que puede ofrecer el instrumento. La
gama puede estar dividida en varias escalas o constar de una sola.
Por ejemplo:
El ampermetro de la Figura tiene una gama de 0 a 5 mA. Y una
sola escala mientras que el de la Figura tiene una gama de 0 a 500
mA. Dividida en 5 escalas.
Banda de frecuencias.
Los instrumentos pueden estar diseados para realizar mediciones
en rgimen continuo (DC), o sobre seales alternas (AC), bien sea en
el rango de frecuencias alrededor de 60 Hz, o en cualquier otro
rango de frecuencias. Por lo tanto antes de introducir un
instrumento en un determinado circuito es necesario conocer la
banda de frecuencias en las que opera correctamente.
Linealidad.
Por lo general los instrumentos se disean de forma que tengan
una respuesta lo ms lineal posible, es decir, que para un
determinado incremento del parmetro que estamos midiendo, el
desplazamiento correspondiente del indicador sea siempre el mismo,
independientemente de la posicin de ste. Las desviaciones de este
tipo de respuesta lineal se deben principalmente a las
caractersticas de diseo mecnico del instrumento.
Eficiencia
La eficiencia de un instrumento se define como la indicacin del
instrumento dividida por la potencia que absorbe del circuito para
poder realizar la medicin. Cuanto mayor sea la eficiencia de un
instrumento menor ser su influencia sobre el circuito en el cual se
est realizando la medicin.
Respuesta esttica y dinmica.
Hasta el momento hemos analizado las caractersticas de los
instrumentos cuando estos estn midiendo cantidades estables, o sea,
mientras no presentan variaciones bruscas en su magnitud, puede
ocurrir que la cantidad bajo medicin sufra una variacin en un
momento determinado y por lo tanto es necesario que conozcamos el
comportamiento dinmico del instrumento cuando sucedan estas
variaciones.
Sobre alcance.
En los instrumentos con aguja indicadora, la deflexin se produce
debido a que se aplica una fuerza a la parte mvil. Dicha parte mvil
tiene una masa, por lo que al aplicar la fuerza se origina un
momento que puede llevar a la aguja ms all del valor
correspondiente al de equilibrio.
La diferencia entre el valor mximo y el valor final se denomina
sobrealcance. Los dos tipos de respuesta que vimos anteriormente se
diferencian porque en el segundo hay sobrealcance mientras que en
el primero no. Un sobrealcance elevado es indeseable, pero un valor
pequeo del mismo contribuye a disminuir el tiempo requerido para
que la aguja alcance el estado estable.
Medidores de nivelEl trmino nivel tiene un significado variable,
en funcin del contexto en el que se utiliza. Sin embargo en trminos
generales nivel implica una posicin relativa respecto a un punto de
referencia. En la industria, medir el nivel generalmente se
relaciona con determinar el nivel de un lquido o de un slido en un
recipiente. El nivel alcanzado en un tanque, se emplea a menudo
para calcular el volumen de lquido o del slido contenido, o, la
masa contenida.
Segn el tipo de material sensado:
Lquidos Slidos Segn el tipo de medicin:
De punto fijo De nivel continuo Segn la caracterstica de
medicin:
Sensores de medicin directa Instrumentos basados en la presin
hidrosttica Instrumentos basados en desplazamiento Instrumentos
basados en la emisin de rayos gamma Sensores de ionizacin qumica
Transductores conductor - electroltico Transductores potencial
electroltico La medicin del nivel de lquidos puede ser directa o
indirecta.Los sensores habitualmente utilizados para la medicin de
nivel de lquidos, se clasifican en:
sensores de medicin directa, sensores basados en presin
hidrosttica sensores de desplazamiento, sensores basados en
propiedades elctricas, sensores basados en ultrasonido y
radioactividad. Medidor de sonda
El medidor de sonda es una varilla o regla graduada de longitud
conveniente para ser introducida en el tanque. La determinacin del
nivel se efecta por lectura directa de la longitud mojada por el
lquido. Otro sistema parecido es el medidor de cinta graduada y
plomada siendo usada cuando la regla graduada tenga un difcil
acceso al fondo del tanque.
Medidor de nivel de tubo de vidrio
El medidor de nivel de tubo de vidrio es un tubo de vidrio
graduado con sus extremos conectados al tanque, siguiendo el
principio de los vasos comunicantes.
Medidor de nivel con flotador
Los medidores de nivel con flotador, utilizan un flotador
sometido a la fuerza de la gravedad y a la de oposicin del liquido.
Un sistema flotante simple usa un brazo rgido que indica el nivel
del lquido a travs de ngulo, el cual puede ser medido por un
transductor de posicin (potencimetro)
Medidor manomtricoEl medidor manomtrico determina el nivel del
lquido con un manmetro conectado directamente a la parte inferior
del tanque. El manmetro registra la presin debida a la altura de
lquido que existe entre el nivel del tanque y el eje del
instrumento. Slo sirve para fluidos limpios, ya que los lquidos
sucios pueden hacer perder la elasticidad del fuelle. La medicin
est limitada a tanques abiertos y el nivel viene influido por las
variaciones de densidad del lquido.
Medidor de membrana
El medidor de membrana usa una membrana conectada al instrumento
receptor por un tubo estanco. El peso de la columna de lquido sobre
el rea de la membrana comprime el aire interno
a una presin igual a la ejercida por la columna de lquido. El
instrumento es delicado ya que una fuga del aire contenido en el
diafragma destruira la calibracin del instrumento.
Medidor de burbujeo
En el medidor de burbujeo, mediante un regulador de caudal se
hace pasar por un tubo (sumergido en el depsito hasta el nivel
mnimo) un pequeo caudal de aire o gas inerte hasta producir una
corriente continua de burbujas. La presin requerida para producir
el flujo continuo de burbujas es una medida de la columna de
lquido. Este sistema es muy ventajoso en aplicaciones con lquidos
corrosivos o con materiales en suspensin, ya que el fluido no
penetra en el medidor ni en la lnea de conexin.
Sensor de nivel tipo conductivo
El sensor de nivel tipo conductivo, contiene uno o varios
electrodos y un rel elctrico o electrnico, que opera cuando el
lquido toca los electrodos.
Este tipo de sensores tiene una impedancia mnima del orden de 20
MW/cm, se alimentan de CA para evitar la oxidacin debido a la
electrlisis, y, poseen un sistema de retardo que impide su disparo
debido a la ondulacin en el nivel del lquido o ante una perturbacin
momentnea.
Sensor de nivel basado e ultrasonido
Los sensores de nivel basados en ultrasonido, emplean la emisin
de un impulso ultrasnico a una superficie reflectante y el retorno
del eco a un receptor. El retardo en la captacin del eco depende
del nivel del tanque.
Estos sensores trabajan a una frecuencia tpica de 20 KHz., ya
que estas ondas atraviesan, con cierto amortiguamiento o reflexin,
un medio de gases o vapores y se reflejan en la superficie del
lquido.
Medidores de flujoEl trmino flujo representa a una variable que
indica cuan rpido se est moviendo un fluido.
El flujo puede ser expresado como flujo volumtrico, como flujo
msico, y, como velocidad de fluido.
El flujo volumtrico (Q) se refiere al volumen de un fluido que
fluye en un determinado intervalo de tiempo.
El flujo msico (Qm) se relaciona a las unidades de masa que
fluyen por unidad de tiempo. El flujo msico se calcula como el
producto Q*, en el que es la densidad del fluido.
La velocidad del fluido (Qv) se refiere a velocidad. La
velocidad del fluido se determina a travs de la relacin Q/A, en la
que A es el rea de la seccin transversal .
Debido a la diversidad de fluidos y de sus propiedades, la
seleccin del tipo de sensor a utilizar debe ser cuidadosa.
De acuerdo al principio bsico de funcionamiento, los sensores de
flujo se dividen en:
intrusivos no intrusivos.Tubo Venturi
El tubo Venturi es el medidor de flujo ms exacto, si esta
calibrado apropiadamente.
Un tubo Venturi tiene una entrada cnica convergente, una
garganta cilndrica, y, un cono divergente de recuperacin. No tiene
proyecciones dentro del fluido, esquinas abruptas o cambios sbitos
en el contorno.
La seccin de entrada del tubo decrece, ocasionando el aumento de
la velocidad y la disminucin de la presin. La baja presin es medida
en el centro de la garganta cilndrica, ya que es all donde alcanza
el menor valor, y, tanto la presin como la velocidad son
constantes. El cono de recuperacin permite el aumento de la presin
de tal forma que, la prdida alcance un mximo de 25 por ciento (al
menos 10 por ciento). La alta presin es medida aguas arriba del
cono de entrada.
Tubo Dall
El tubo de flujo Dall tiene una relacin presin - prdida de
presin, mayor que la del tubo Venturi.
Es ms compacto y comnmente usado en aplicaciones de gran
flujo.
El tubo Dall consta de una seccin corta y recta de entrada,
seguida de una abrupta reduccin del dimetro interno. Esta seccin de
entrada es seguida de un cono convergente de entrada y de un cono
divergente de salida. Los dos conos estn separados por un
espacio.
La presin baja es medida en el rea entre los dos conos. La
presin alta es medida aguas arriba de la seccin de entrada.
Tubo Pitot
El tubo Pitot , en su forma ms simple, es un tubo con una
abertura en uno de sus extremos. La apertura en forma de un pequeo
orificio, se coloca de tal manera que hace frente al fluido en
movimiento.
La velocidad del fluido en la abertura del tubo, cae a cero y
provee de la entrada de alta presin requerida para el sensor de
presin diferencial. La baja presin se mide aguas arriba de la
posicin del tubo.
El tubo Pitot mide la velocidad del fluido. La tasa de flujo
volumtrico se obtiene de la relacin:
En donde
v, es el flujo volumtrico
A, es el rea de la seccin transversal
V, es la velocidad del fluido
K, es el coeficiente de flujo (normalmente alrededor de 0,8)
Vortex
El vortex es una tcnica para medicin de flujo de amplia
aceptacin en la industria, que aunque no tiene partes mviles,
produce una seal en frecuencia que vara linealmente con la tasa de
flujo. Este linealidad es vlida para un amplio rango de nmero de
Reynolds para un flujo.
El nmero de Reynolds es un concepto de la mecnica de los fluidos
que relaciona en una magnitud adimensional a la densidad, a la
viscosidad, y, a la velocidad de un flujo.
El principio de operacin de un flucmetro vortex se basa en los
vrtices y remolinos que se producen en un fluido, al colocarse un
obstculo en su trayectoria.
Sensores no intrusivos
Flujometro electromagntico
Un flujmetro electromagntico opera igual que un generador, y, se
utiliza en fluidos con cierto grado de conductividad elctrica.
El rotor del generador es reemplazado por un tubo colocado entre
los polos del imn, de tal manera que, el paso del fluido en el tubo
sea perpendicular al campo magntico. El paso del fluido a travs del
campo magntico induce una fuerza electromotriz que es perpendicular
al campo magntico y al flujo.
Esta fuerza electromotriz puede ser medida con la ayuda de
electrodos en el tubo, conectados a un galvanmetro o su
equivalente.
Para un campo magntico dado, se induce un voltaje proporcional a
la velocidad promedio del fluido.
Flujometro de ultrasonido
Un flujmetro de ultrasonido se basa en la deteccin de
discontinuidades en el flujo, utilizando el desplazamiento Doppler
de seales ultrasnicas reflejadas.
Las discontinuidades pueden ser slidos en suspensin, burbujas,
o, perturbaciones ocasionadas por remolinos turbulentos en el paso
del fluido.
El sensor es colocado en la parte externa del tubo. Un rayo
ultrasnico se transmite a travs de las paredes del tubo hacia el
fluido. Un receptor (cristal piezoelctrico) detecta las seales
reflejadas por las disturbancias.
Las seales emitida y recibida, son comparadas, y, el
desplazamiento de frecuencia es proporcional a la velocidad del
flujo.
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:
El conocimiento de las caractersticas de los instrumentos nos
llevan a una buena eleccin en el momento de ser utilizados
El medio en que los instrumentos realicen su trabajo debe ser
tomado muy en cuenta para su eleccin.6. REFERENCIAS Antonio Creus,
instrumentacin industrial, 8va edicin, Barcelona Espaa, 2011
http://clubensayos.com/Ciencia/Caracter%C3%ADsticas-Est%C3%A1ticas-Y-Din%C3%A1micas-De/548540.html
https://hellsingge.files.wordpress.com/.../instrumentacic3b3n-dinamicas-
Jorge Luis Jaramillo, Instrumentacion industrial, Mexico
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FACULTAD: DE MECNICA
ESCUELA DE MECNICA
CARRERA: INGENIERA MECNICA
INSTRUMENTACION INDUSTRIALPRCTICA No. 2- (CARACTERISTICAS
ESTATICAS DE UN INSTRUMENTO DE PRESION Y TEMPERATURA)1. DATOS
GENERALES:
NOMBRE: Marco Rivera E.
CODIGO: 64882. OBJETIVO:
2.1.GENERAL
Llevar los conocimientos tericos a prcticos de las
caractersticas estticas de los instrumentos
2.2.ESPECFCOS
Reconocer Las caractersticas estticas de los instrumentos dentro
del laboratorio
3. METODOLOGA
Contacto directo con los instrumentos y observacin adecuada de
los mismos
4. MARCO TEORICO:
Las caractersticas que definen el comportamiento de los
instrumentos son las siguientes:
Range
El campo de medida (range) es el espectro o conjunto de valores
de la variable medida que estn comprendidos dentro de los lmites
superior e inferior de la capacidad de medida, de recepcin o de
transmisin del instrumento. Viene expresado estableciendo los dos
valores extremos.Span
El alcance (span) es la diferencia algebraica entre los valores
superior e inferior del campo de medida del instrumento.
Accuracy (Exactitud y precision.)
La exactitud (accuracy) es la cualidad de un instrumento de
medida por la que tiende a dar lecturas prximas al valor verdadero
de la magnitud medida.
Error.
El error de la medida es la desviacin que presentan las medidas
prcticas de una variable de proceso con relacin a las medidas
terica son ideales, como resultado de las imperfecciones de los
aparatos y de las variables parsitas que afectan al proceso.
Es decir:Error = Valor ledo en el instrumento - Valor ideal de
la variable medidaEl error absoluto es:Error absoluto = Valor ledo
- Valor verdaderoEl error relativo representa la calidad de la
medida y es:Error relativo = Error absoluto / Error verdadero
Correccin.
La correccin se define como la diferencia entre el valor
verdadero y el valor indicado, esto es C=V-I, como podemos
observar, la correccin tiene signo opuesto al error.
Es conveniente determinar la curva de correccin para cada uno de
los instrumentos que utilicemos. Para realizar esto, determinamos
la correccin para distintos valores de la escala del mismo,
graficamos los puntos obtenidos con respecto a los valores de dicha
escala, y unimos los puntos obtenidos con lneas rectas. La curva de
correccin de un voltmetro de 50V.
Resolucin.
Esta caracterstica est relacionada con la precisin. La resolucin
de un instrumento es el menor incremento de la variable bajo
medicin que puede ser detectado con certidumbre por dicho
instrumento. Por ejemplo, en el caso del reloj digital, la
resolucin es de una centsima de segundo. Si tenemos un ampermetro
con la escala mostrada en la Figura, cada una de las divisiones
corresponde a 1 mA.
Escala de un miliampermetro
Repetibilidad
La repetibilidad (repeatibility) es la capacidad de reproduccin
de las posiciones de la pluma o del ndice o de la seal de salida
del instrumento, al medir repetidamente valores idnticos de la
variable en las mismas condiciones de servicio y en el mismo
sentido de variacin, recorriendo todo el campo.
La repetibilidad es sinnimo de precisin. A mayor repetibilidad,
es decir, a un menor valor numrico (por ejemplo, si en un
instrumento es 0,05% y en otro es 0,005%, este segundo tendr ms
repetibilidad), los valores de la indicacin o seal de salida estarn
ms concentrados, es decir, habr menos dispersin y una mayor
precisin.Sensibilidad.
La sensibilidad (sensitivity) es la razn entre el incremento de
la seal de salida o de la lectura y el incremento de la variable
que lo ocasiona, despus de haberse alcanzado el estado de reposo.
Por ejemplo, si en un transmisor electrnico de 0-10 bar, la presin
pasa de 5 a 5,5 bar y la seal de salida de 11,9 a 12,3 mA c.c., la
sensibilidad es el cociente:
Gama y escala.
La gama de un instrumento se define como la diferencia entre la
indicacin mayor y la menor que puede ofrecer el instrumento. La
gama puede estar dividida en varias escalas o constar de una sola.
Por ejemplo:
El ampermetro de la Figura tiene una gama de 0 a 5 mA. Y una
sola escala mientras que el de la Figura tiene una gama de 0 a 500
mA. Dividida en 5 escalas.
Banda de frecuencias.
Los instrumentos pueden estar diseados para realizar mediciones
en rgimen continuo (DC), o sobre seales alternas (AC), bien sea en
el rango de frecuencias alrededor de 60 Hz, o en cualquier otro
rango de frecuencias. Por lo tanto antes de introducir un
instrumento en un determinado circuito es necesario conocer la
banda de frecuencias en las que opera correctamente.
Linealidad.
Por lo general los instrumentos se disean de forma que tengan
una respuesta lo ms lineal posible, es decir, que para un
determinado incremento del parmetro que estamos midiendo, el
desplazamiento correspondiente del indicador sea siempre el mismo,
independientemente de la posicin de ste. Las desviaciones de este
tipo de respuesta lineal se deben principalmente a las
caractersticas de diseo mecnico del instrumento.
Eficiencia
La eficiencia de un instrumento se define como la indicacin del
instrumento dividida por la potencia que absorbe del circuito para
poder realizar la medicin. Cuanto mayor sea la eficiencia de un
instrumento menor ser su influencia sobre el circuito en el cual se
est realizando la medicin.
Respuesta esttica y dinmica.
Hasta el momento hemos analizado las caractersticas de los
instrumentos cuando estos estn midiendo cantidades estables, o sea,
mientras no presentan variaciones bruscas en su magnitud, puede
ocurrir que la cantidad bajo medicin sufra una variacin en un
momento determinado y por lo tanto es necesario que conozcamos el
comportamiento dinmico del instrumento cuando sucedan estas
variaciones.
Sobre alcance.
En los instrumentos con aguja indicadora, la deflexin se produce
debido a que se aplica una fuerza a la parte mvil. Dicha parte mvil
tiene una masa, por lo que al aplicar la fuerza se origina un
momento que puede llevar a la aguja ms all del valor
correspondiente al de equilibrio.
La diferencia entre el valor mximo y el valor final se denomina
sobrealcance. Los dos tipos de respuesta que vimos anteriormente se
diferencian porque en el segundo hay sobrealcance mientras que en
el primero no. Un sobrealcance elevado es indeseable, pero un valor
pequeo del mismo contribuye a disminuir el tiempo requerido para
que la aguja alcance el estado estable.
Medidores de presinLa presin es una magnitud definida como la
fuerza por unidad de rea, ejercida por un fluido, un lquido, o un
gas, sobre cualquier superficie.
Los instrumentos de medicin de la presin se clasifican en:
Instrumentos mecnicosSon losinstrumentosde medicin que
debensermanipulados fsicamente por el inspector. Los dispositivos
mecnicos pueden ser de pasa-no pasa o variables. Instrumentos
electromecnicos Se da en los instrumentos o en aparatos mecnicos,
accionados o controlados por medio de corrientes elctricas.
Instrumentos neumticosComo elementos neumticos consideramos los
instrumentos transmisores neumticos cuya variable de medida es la
presin adecuada al campo de medida correspondiente. El tipo de
transmisor queda establecido por el campo de medida del elemento
Instrumentos electrnicosEs un dispositivo formado por una
combinacin de elementoselectrnicos, tales comovlvulas
termoinicas,transistores ocircuitos integrados, entre otros muchos,
y que, combinados adecuadamente, permiten la realizacin de
funciones diversas, como la medicin de parmetros fsicos, generacin
de seales de distintasfrecuencias, deteccin de estas mismas seales
y, en fin, todas aquellas funciones susceptibles de ser procesadas
mediante seales elctricas.Los instrumentos mecnicos son de dos
tipos:
Primarios de medida directaMiden la presin comparndola con la
ejercida por un lquido de densidad y altura conocidas Primarios
elsticosSe deforman por la presin interna del fluido que
contienen.
Los instrumentos mecnicos primarios de medida directa, se
clasifican en:
Manmetro de presin absolutaSon aquellos medidores de presin que
miden la presin teniendo como referencia el vaco absoluto. En
algunas aplicaciones industriales o de I+D es interesante esta
medida para conocer el comportamiento de ciertos materiales o
procesos
Manmetro de tubo en ULa forma ms tradicional de medir presin en
forma precisa utiliza un tubo de vidrio en forma de "U", donde se
deposita una cantidad de lquido de densidad conocida (para
presiones altas, se utiliza habitualmente mercurio para que el tubo
tenga dimensiones razonables; sin embargo, para presiones pequeas
el manmetro en U de mercurio sera poco sensible).
Este tipo de manmetros tiene una ganancia que expresa la
diferencia de presin entre los dos extremos del tubo mediante una
medicin de diferencia de altura (es decir, una longitud).
Manmetro de tubo inclinadoSe usa para presiones manomtricas
inferiores a 250mm de columna de agua. La rama larga de un manmetro
de tintero se inclina con respecto a la vertical para alargar la
escala. Tambin se usan manmetros de tubo en U con las dos ramas
inclinadas para medir diferenciales de presin muy pequeas
Manmetro tipo campana
Es una campana invertida dentro de un recipiente que contiene un
lquido sellante
La campana est parcialmente sumergida en el lquido. La seal de
mayor presin se aplica sobre el interior del recipiente que
contiene e lquido. El movimiento vertical de la campana es
proporcional al diferencial de presin.
Los instrumentos primarios elsticos se clasifican en:
Diafragma
Consiste en una o varias capsulas unidas y que se deforman por
la accion de la presion, la suma de todas las deformaciones de las
capsulas se amplifica por un sistema de palancas que terminan en un
indicador
FuelleSimilar al diafragma, pero con una sola pieza flexible. Se
emplean para pequeas presiones
Tubo de Bourdon. Es un tubo de seccin elptica que forma un
anillo casi completo. La presin tiende a enderezarlo y su
movimiento se transmite a la aguja por medio de un sector dentado y
un pin , siguiendo una ley determinada empricamente. La aguja
indicadora con un dial indica el valor de la presin.Tipo C
Tipo espiral
Tipo helicoidal
Los instrumentos electromecnicos de medicin de la presin, se
clasifican en:
Transmisores electrnicos de equilibro de fuerzaUtilizado
generalmente en la medida de la Presin diferencial (Caudal), el
desequilibrio de fuerzas producido crea un par al que se opone el
generado por el fuelle de realimentacin a travs de una rueda de
apoyo mvil situada en el brazo del transmisor.
Transductores de presin resistivosConsiste en un elemento
elstico (tubo Bourdon o cpsula) que vara la resistencia hmica de un
potencimetro en funcin de la presin.El potencimetro puede adoptar
la forma de un solo hilo continuo o bien estar arrollado a una
bobina siguiendo un valor lineal o no de resistencia.El movimiento
del elemento de presin se transmite a un brazo mvil aislado que se
apoya sobre el potencimetro de presin. ste est conectado a un
circuito de Puente de Wheatstone.
Transductores de presin capacitivosSe basan en la variacin de
capacidad que se produce en un condensador al desplazarse una de
sus placas por la aplicacin de presin.La placa mvil tiene forma de
diafragma y se encuentra situada entre dos placas fijas. De este
modo se tiene dos condensadores uno de capacidad fija o de
referencia y el otro de capacidad variable, que pueden compararse
en circuitos oscilantes.
Se caracterizan por su pequeo tamao y su construccin robusta,
tienen un pequeo desplazamiento volumtrico y son adecuados para
medidas estticas y dinmicas. Su seal de salida es dbil por lo que
precisan de amplificadores con el riesgo de introducir errores en
la medicin.Son sensibles a las variaciones de temperaturas y a las
aceleraciones transversales y precisan de un ajuste de los
circuitos oscilantes y de los puentes de c.a. a los que estn
acoplados.Su intervalo de medida es relativamente amplio, entre 0,5
a 600 bar y su precisin es del orden de 0,2 a 0,5%.
Transductores de presin piezoelctricosLos elementos
piezoelctricos son materiales cristalinos que, al deformarse
fsicamente por la accin de una presin, generan una seal
elctrica.Dos materiales tpicos en los sensores piezoelctricos son
el cuarzo y el titanato de bario, capaces de soportar temperaturas
del orden de 150 C en servicio continuo y de 230 C en servicio
intermitente.
Son elementos ligeros, de pequeo tamao y de construccin
robusta.Su seal de respuesta a una variacin de presin es lineal y
son adecuados para medidas dinmicas, al ser capaces de respuestas
frecuenciales de hasta un milln de ciclos por segundo.Tienen la
desventaja de ser sensibles a los cambios de temperatura y de
experimentar deriva en el cero.Asimismo, su seal de salida es
relativamente dbil por lo que precisan de amplificadores y
acondicionadores de seal que pueden introducir errores en la
medicin.
Instrumentos neumticosUtilizan elementos mecnicos con
desplazamiento de gases. El sistema tobera-obturador
Consiste en un tubo neumtico aumentado a una presin constante P,
con una reduccin en su salida en forma de tobera, la cual puede ser
obstruida por una lmina llamada obturador cuya posicin depende del
elemento de medida. Medidores de temperatura
Temperatura
La temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes
de caliente o fro. Por lo general, un objeto ms "caliente" que otro
puede considerarse que tiene una temperatura mayor, y si es fro, se
considera que tiene una temperatura menor. Termmetro de vidrio o de
lquido
Su operacin est basada en la expansin del liquido con el
incremento de la temperatura. Con el incremento de la temperatura,
el lquido y el vidrio del termmetro se expanden con diferente
coeficiente de expansin, causando que le lquido avance por el tubo
capilar.
Termmetro de resistencia
Los termmetros de resistencia basan la toma de temperatura en un
alambre de platino integrado dentro del termmetro. Este alambre va
ligado a una resistencia elctrica que cambia en funcin de la
temperatura. Es un termmetro que es muy lento en la toma de
temperatura, pero preciso. Se suele usar para tomar la temperatura
del exterior. Termopar
Se trata de termmetros que miden la temperatura a partir de una
resistencia elctrica que produce un voltaje el cual vara en funcin
de la temperatura de conexin. Es un termmetro que toma la
temperatura de forma rpida y se suelen usar en laboratorios.
Pirometro
La medicin de la temperatura se basa en la radiacin de calor que
desprenden los objetos cuando se calientan. Se denominan tambin
termmetros infrarrojos y se utilizan, entre otras cosas, para medir
temperaturas elevadas o de objetos en movimiento o que estn a
distancia.
Termmetro bimetlico
Estos termmetros estn formados por dos lminas de metales de
distintos coeficientes de dilatacin. Cuando hay cambio de
temperatura, uno de los dos metales se curva antes que el otro y el
movimiento se traduce en una aguja que a su vez marca en una escala
la temperatura.
Termmetro digital
Un circuito electrnico toma la temperatura y la informacin se
enva a un microchip que la procesa y la muestra en una pantalla
digital numricamente. Suelen ser muy comunes para aplicaciones muy
diversas en el hogar, medicina, industria, al ser econmicos,
rpidos, precisos y fciles de usar. Sensor de resistencia
La resistencia de medicin recibe una corriente constante y se
mide la caida del voltaje, que vara con el valor de resistencia
segn la temperatura. Termistores
La medicin de temperatura se basa en una variacin de la
resistencia del elemento sensor segn la temperatura. A diferencia
de los termmetros de resistencia, los termistores tienen un
coeficiente de temperatura negativo.7. CONCLUSIONES Y
RECOMENDACIONES:
El conocimiento de las caractersticas de los instrumentos nos
llevan a una buena eleccin en el momento de ser utilizados
El medio en que los instrumentos realicen su trabajo debe ser
tomado muy en cuenta para su eleccin.8. REFERENCIAS
Antonio Creus, instrumentacin industrial, 8va edicin, Barcelona
Espaa, 2011
http://clubensayos.com/Ciencia/Caracter%C3%ADsticas-Est%C3%A1ticas-Y-Din%C3%A1micas-De/548540.html
https://hellsingge.files.wordpress.com/.../instrumentacic3b3n-dinamicas-
Jorge Luis Jaramillo, Instrumentacion industrial, Mexico