Instrumentacion

Instrumentación
Tema 5
Control Automático (3º Ing. Ind.)
Depto Ing. de Sistemas y Automática
Universidad de Sevilla

Introducción
Salida
Controlador
Referencia

Proceso
Actuar

Operación en lazo cerrado

Medir

Componentes
Variables
a controlar

Variables
para actuar
Controlador

•Instrumentos de medida
•Actuadores
•Sistemas de transmisión
•Controladores

ActuadorProceso

Valores medidos

Sensor/
Transmisor

Conceptos básicos
Proceso de medida: Comparación de la variable con
una unidad estándar o patrón de medida. Puede ser
directa o indirecta (variable intermedia).
Medida

Medida

Variable física

Ideal

Variable física

Real

Proceso de medida
Magnitud
medida

V

mm

Sensor
Captador

Transductor

mA

TransmisorConvertidor

Elemento primario (sensor): En contacto con el proceso
Captador: Medida del sensor
Transductor: Adecuación de la señal
Transmisor:
Conversión
Filtrado y potencia.
Transmisión de la señal.

Características principales
Rango: Conjunto de valores de la variable que puede ser medido
por un instrumento. Límite superior e inferior. Ej: 50ºC-150ºC
Alcance: Diferencia entrelos valores superior e inferior del rango.
Ej: 100ºC
Error de medida: Diferencia entre la medida producida por el
instrumento y la medida ideal. (Calibración). Puede ser estático o
dinámico.
Precisión de referencia o tolerancia: Límite máximo del error de
medida (condiciones nominales):
Absoluta
% Alcance
% límite superior de rango
% valor medido

Características principales (II)
Zona(banda) muerta: Rango de variación de la variable medida
que no produce cambio apreciable en la salida del mismo.
Relacionado con la fricción estática. (% Alcance).
Repetibilidad: Capacidad del
instrumento para medir valores
idénticos para los mismos valores
de la variable física y condiciones
de medida (% Alcance).
Sensibilidad: Relación que existe
entre el incremento en la señal desalida del intrumento y el de la
variable física (pendiente).

Medida

Sensibilidad

Repetibilidad

Variable física

Características principales (III)
Resolución: Incremento más pequeño de la variable física que produce un
cambio apreciable en la medida (salida del instrumento) (absoluta ó %
Alcance).
Histéresis: Valor máximo de la diferencia entre las medidas en sentido
creciente ydecreciente de la variable (% alcance)
Medida
Medida
Linealidad
Histéresis

Variable física

Variable física

Linealidad: Error máximo que se comete al aproximar la función por una
línea recta.

Características principales (IV)
Sesgo: Error constante que afecta a la medida en todo su rango de
funcionamiento. Se puede corregir por calibración.
Tiempo de medida: Tiempo que tarda eldispositivo en calcular la
medida. Puede introducir retardos.
Fiabilidad: Tiempo medio entre fallos
Vida útil: Duración aproximada del dispositivo de medida
Condiciones de servicio: Condiciones externas (temperatura,
presión, humedad, …) en las que el instrumento de medida funciona
adecuadamente.
Características dinámicas: comportamiento dinámico del sensor.

Clasificación de losinstrumentos
Energía: (ambos introducen perturbaciones)
Pasivos: Toman la energía del proceso
Activos: Fuente externa de energía

Tipo de medida:
Analógicos: medida de la variable continua
Digitales: Número finito de valores

Presentación local de la información:
Ciegos: Sin indicación visible
Indicadores: dan el valor de la medida de forma visible
Registradores: Almacenan (gráficamente) laevolución de la medida

Función:
Elementos primarios: En contacto con el proceso
Transmisores: Transmiten la señal
Convertidores: Convierten las medidas a valores estándar
Controladores: Locales o remotos
Elementos finales (actuadores): permiten actuar sobre el proceso

Transmisión de las medidas
Medio físico:
Neumático (magnitud: presión)
Eléctrico (magnitudes: tensión o intensidad)...