Apuntes MP6

Instrumentació (Sensors)
Sigui quina sigui l’estratègia de control seleccionada, per implementar
físicament el sistema de control sempre cal mesurar una o més variables del
procés (T ,P , F ,L ).
El procés de mesura:
Aquest consisteix en la comparació d’una mesura amb una unitat estàndard o
patró de mesura. En alguns casos la comparació es fa de forma directa, però
en molts d’altres esrealitza de forma indirecta utilitzant algun principi
fisicoquímic que permeti relacionar la magnitud de la variable que es vol
mesurar amb la magnitud d’un altre tipus, més fàcilment mesurable.
Exemple mesura directa: La longitud mesurada amb una regla (patró).
Exemple mesura indirecta: La longitud mesurada per ultrasons.
L’equip responsable de realitzar aquesta mesura (directa o indirecta)s’anomena SENSOR, ELEMENT PRIMARI, CAPTADOR, DETECTOR.

Classificació dels instruments de mesura
Donada la gran varietat de instruments de mesura existents, aquests es poden
classificar atenent a diferents conceptes. A continuació es detallen els tipus de
classificació més comuns:
1. Segons els tipus de variable que mesuren:
a)  Sensors de Temperatura (T)
b)  Sensors de Pressió (P)
c) Sensors de Cabal (F)
d)  Sensors de Nivell (L)
e)  Analitzadors de procés
f)  ....
2. Segons el seu objectiu
a) Sensors per al control: La senyal de sortida del sensor es
enviada a un controlador que actua sobre l’element final en funció de la desviació
entre el valor mesurat i el valor desitjat.
b) Sensors per la monitorització: Aquestes instruments només
indiquen una mesura visual de lamagnitud visual que s’esta mesurant. En cap
cas no s’utilitza directament aquesta senyal per el control automàtic del procés.
Ex. Termòmetre de mercuri, Manòmetre en U.

1

3.- Segons l’origen de l’energia per realitzar la mesura
Tot instrument de mesura necessita un certa quantitat d’energia per realitzar la
mesura
a)  Sensors passius: quan l’energia necessària per realitzar aquesta mesuraes aportada pel procés físic i per tant no necessita un subministrament
extern d’energia.
Ex. Termòmetre de mercuri, manòmetres en U, mesura de la intensitat (la
mateixa variable mesurada és la que fa moure l’agulla del amperímetre).
b)  Sensors actius: quan l’energia necessària per realitzar la mesura prové
d’una font externa . En aquest tipus d’instruments és la magnitud mesurada
quemodula la font d’energia.
En tots els casos, cal assenyalar que els instruments de mesura pertorben encara
que de forma imperceptible en la majoria dels casos, la variable que estan
mesurant. Per exemple, quan es mesura la temperatura d’un cos amb un
termòmetre de mercuri, part de l’energia d’aquest es perd al escalfar el mercuri,
disminuint la temperatura del cos.
Aquest fenòmen és més rellevanten els equips passius que en els actius. Per tant,
aquests últims són els que s’aproximen més al que seria un sistema de mesura
real.

4. Segons la forma de proporcionar la mesura
a) Sensors analògics: Aquests proporcionen un senyal que varia de forma
contínua dins el rang de mesura. Així doncs, el valor pot ser qualsevol valor
real entre el valor màxim i mínim del aparell.
b) Sensorsdigitals: Aquests instruments només poden donar com a
resultat un valor finit de resultats. Per exemple, un interruptor de nivell (boia)
només té dues posicions, està per sota o per sobre el nivell.
En aquest cas no ens referim a com es transmeten les dades (digital o
analògic) sinó com s’agafa la mesura.

2

Definicions i conceptes bàsics sobre instrumentació
Per caracteritzar uninstrument s’utilitzen una sèrie de propietats i termes
definits per la ISA (Instrument Society of America).
Magnitud: físicament es defineix com la propietat d’un cos a ser mesurat.
Són magnituds, el pes, la longitud, la velocitat, l’intensitat del corrent elèctric,
etc.
Quantitat: És el número que permet comparar quantitativament respecte de la
que es pren com unitat de la magnitud.
Per...