Instrumentación
Páginas: 19 (4658 palabras)
Publicado: 1 de junio de 2013
ufeffI.1 SISTEMAS DE INSTRUMENTACION
La instrumentación trata los sistemas integrados cuya finalidad es medir magnitudes físicas de un sistema externo, elaborar la información asociada a ellas y presentarla a un operador.
Las características por las que la tecnología electrónica es la más utilizada por los sistemas de instrumentación, son:
Las señales eléctricas permiten manejarseñales en un rango dinámico de tiempos muy amplio (10^15), desde los picosegundos (10^-12s) hasta horas (10^3s).
Las señales eléctricas pueden ser transmitidas muy fácilmente a través de cables metálicos, sistemas radiados, o fibra óptica.
Las señales eléctricas pueden ser amplificadas por circuitos electrónicos de forma muy eficientes, y pueden manejarse rangos de señal muy amplios (10^12),desde los nanovoltios (10^-9 V) hasta los kilovoltios (10^3 V).
El sistema electrónico permite complejas transformaciones funcionales de las señales eléctricas.
Las señales eléctricas son las más apropiada para ser introducidas en los computadores, los cuales representan el medio más potente de registro, transformación y presentación de la información.
La tecnología electrónica actuales la que presenta mejor relación prestaciones /costo.
La instrumentación electrónica presenta actualmente ciertas desventajas:
Presenta un rango de temperaturas limitado desde -50 ºC hasta 175 ºC.
Son equipos sensibles a la radiación de alta energía.
Requiere una fuente de potencia para su operación.
Los componentes electrónicos activos suelen presentar deriva por envejecimiento.
Enla figura se muestra el esquema básico de cualquier sistema de instrumentación.
a) Transductor
El transductor es el componente que convierte la magnitud física a medir, en una señal eléctrica.
En este componente se puede diferenciar entre el sensor, que es el elemento sensible primario que responde a las variaciones de la magnitud que se mide, y el transductor que es el que lleva acabo laconversión energética entre la magnitud de entrada y de salida.
Los transductores se suelen clasificar en dos grupos:
Los transductores activos son dispositivos que generan energía eléctrica por conversión de energía procedente del sistema sobre el que mide. Los transductores activos no necesitan fuente de alimentación para poder operar.
Los transductores pasivos son aquello, en los que nose produce conversión de energía. Algún parámetro del transductor es función de la magnitud que se mide, y las variaciones de este parámetro es utilizado para modular la energía eléctrica procedente de una fuente que en este caso se necesita.
b) Acondicionamiento de la señal.
Este bloque incluye todas aquellas transformaciones que deben realizarse sobre señales eléctricas que resultan en lasalida del transductor, y que son previas al procesado para extraer la información que se mide o evalúa.
Existen dos razones por las que las señales de salida del transductor deban ser acondicionadas:
1) Cuando el tipo de señal eléctrica que se proporciona el transductor no es una tensión, se utiliza un convertidor desde el tipo de señal de que se trate, a tensión. Así en transductoresresistivos, es normal que se utilice un circuito puente para convertir el valor de resistencia a tensión. Cuando el transductor es de tipo capacitativo o inductivo, se suele montar como parte de un oscilador, y la magnitud de salida es una frecuencia, y debe utilizar un convertidor frecuencia/tensión.
2) La señal debe ser acondicionada para incrementar la relación señal ruido hasta nivelesadecuados. Esto tipo de acondicionamiento implica:
Amplificar las señales hasta niveles que sean suficientemente superiores al nivel de ruido eléctrico aleatorio.
Filtrar las señales para eliminar ruidos introducidos por interferencia eléctrica.
Cuando el procesamiento de la señal es digital, el acondicionamiento corresponde a la conversión Analógica/Digital.
c) Procesamiento de la...
La instrumentación trata los sistemas integrados cuya finalidad es medir magnitudes físicas de un sistema externo, elaborar la información asociada a ellas y presentarla a un operador.
Las características por las que la tecnología electrónica es la más utilizada por los sistemas de instrumentación, son:
Las señales eléctricas permiten manejarseñales en un rango dinámico de tiempos muy amplio (10^15), desde los picosegundos (10^-12s) hasta horas (10^3s).
Las señales eléctricas pueden ser transmitidas muy fácilmente a través de cables metálicos, sistemas radiados, o fibra óptica.
Las señales eléctricas pueden ser amplificadas por circuitos electrónicos de forma muy eficientes, y pueden manejarse rangos de señal muy amplios (10^12),desde los nanovoltios (10^-9 V) hasta los kilovoltios (10^3 V).
El sistema electrónico permite complejas transformaciones funcionales de las señales eléctricas.
Las señales eléctricas son las más apropiada para ser introducidas en los computadores, los cuales representan el medio más potente de registro, transformación y presentación de la información.
La tecnología electrónica actuales la que presenta mejor relación prestaciones /costo.
La instrumentación electrónica presenta actualmente ciertas desventajas:
Presenta un rango de temperaturas limitado desde -50 ºC hasta 175 ºC.
Son equipos sensibles a la radiación de alta energía.
Requiere una fuente de potencia para su operación.
Los componentes electrónicos activos suelen presentar deriva por envejecimiento.
Enla figura se muestra el esquema básico de cualquier sistema de instrumentación.
a) Transductor
El transductor es el componente que convierte la magnitud física a medir, en una señal eléctrica.
En este componente se puede diferenciar entre el sensor, que es el elemento sensible primario que responde a las variaciones de la magnitud que se mide, y el transductor que es el que lleva acabo laconversión energética entre la magnitud de entrada y de salida.
Los transductores se suelen clasificar en dos grupos:
Los transductores activos son dispositivos que generan energía eléctrica por conversión de energía procedente del sistema sobre el que mide. Los transductores activos no necesitan fuente de alimentación para poder operar.
Los transductores pasivos son aquello, en los que nose produce conversión de energía. Algún parámetro del transductor es función de la magnitud que se mide, y las variaciones de este parámetro es utilizado para modular la energía eléctrica procedente de una fuente que en este caso se necesita.
b) Acondicionamiento de la señal.
Este bloque incluye todas aquellas transformaciones que deben realizarse sobre señales eléctricas que resultan en lasalida del transductor, y que son previas al procesado para extraer la información que se mide o evalúa.
Existen dos razones por las que las señales de salida del transductor deban ser acondicionadas:
1) Cuando el tipo de señal eléctrica que se proporciona el transductor no es una tensión, se utiliza un convertidor desde el tipo de señal de que se trate, a tensión. Así en transductoresresistivos, es normal que se utilice un circuito puente para convertir el valor de resistencia a tensión. Cuando el transductor es de tipo capacitativo o inductivo, se suele montar como parte de un oscilador, y la magnitud de salida es una frecuencia, y debe utilizar un convertidor frecuencia/tensión.
2) La señal debe ser acondicionada para incrementar la relación señal ruido hasta nivelesadecuados. Esto tipo de acondicionamiento implica:
Amplificar las señales hasta niveles que sean suficientemente superiores al nivel de ruido eléctrico aleatorio.
Filtrar las señales para eliminar ruidos introducidos por interferencia eléctrica.
Cuando el procesamiento de la señal es digital, el acondicionamiento corresponde a la conversión Analógica/Digital.
c) Procesamiento de la...
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