Medicion e instrumentacion industrial

MEDICIÓN E INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL.

GENERALIDADES.

Evolución Histórica de los Instrumentos de Medición y Control.

Desde la antigüedad medir es una necesidad vital para el hombre. La medida surge debido a la necesidad de informar a los demás de las actividades de caza y recolección, como por ejemplo: a qué distancia se encontraba la presa, que tiempo transcurría para realizar larecolección; o hasta donde eran marcados los límites de la población.

En último lugar surgieron los sistemas de medidas, en las poblaciones con las actividades del mercado. Todos los sistemas de medidas de longitud derivaron de las dimensiones del cuerpo humano (codo, pie...), de sus acciones y de las acciones de los animales. Otros sistemas como los del tiempo, también derivaron del ser humano ymás concretamente de los fenómenos cíclicos que afectaban a la vida del hombre.

Por su parte, el control automático ha desempeñado desde los primeros tiempos, un papel de relevante importancia, así como una función vital en el desempeño de la ingeniería y la ciencia. Además de su extrema importancia en los sistemas de vehículos espaciales, de guiado de misiles, etc., el control automático se havuelto una parte importante e integral de los procesos modernos e industriales y de manufactura.

El primer trabajo significativo, en control automático fue el regulador de velocidad centrífugo de James Watt para el control de la velocidad de una máquina de vapor, en el siglo XVIII. Minorsky, Hazen y Nyquist, entre muchos otros aportaron trabajos importantes en las etapas iniciales del desarrollode la teoría de control. En 1922, Minorsky trabajó en los controladores automáticos para dirigir embarcaciones y mostró que la estabilidad puede determinarse a partir de las ecuaciones diferenciales que describen el sistema. En 1932, Nyquist, diseñó un procedimiento relativamente simple para determinar la estabilidad de sistemas en lazo cerrado, con base en la respuesta en lazo abierto en estadoestable cuando la entrada aplicada es una senoidal. En 1934, Hazen quien introdujo el término servomecanismos para los sistemas de control de posición, analizó el diseño de los servomecanismos con relevadores, capaces de seguir con precisión una entrada cambiante.

Durante la década de los cuarenta los métodos de la respuesta en frecuencia, hicieron posible que los ingenieros diseñaran sistemasde control lineales en lazo cerrado que cumplieran con los requerimientos de desempeño. A finales de los años 40 y principio de los 50 se desarrolló por completo el método del lugar geométrico de las raíces propuesto por Evans.

Los métodos de respuesta en frecuencia y del lugar geométrico de las raíces, que forman el núcleo de la teoría de control clásica, conducen a sistemas estables quesatisfacen un conjunto más o menos arbitrario de requerimientos de desempeño. En general, estos sistemas son aceptables pero no óptimos en forma significativa. Desde el final de la década de los cincuenta, el énfasis en los problemas de diseño de control se ha movido del diseño de uno de muchos sistemas que trabajen apropiadamente al diseño de un sistema óptimo de algún modo significativo.Conforme las plantas modernas con muchas entradas y salidas se vuelven más y más complejas, la descripción de un sistema de control moderno requiere de una gran cantidad de ecuaciones. La teoría del control clásica, que trata de los sistemas con una entrada y una salida, pierde su solidez ante sistemas con entradas y salidas múltiples Desde alrededor de 1960, debido a que la disponibilidad de lascomputadoras digitales hizo posible el análisis en el dominio del tiempo de sistemas complejos, la teoría de control moderna, basada en el análisis en el dominio del tiempo y la síntesis a partir de variables de estados, se ha desarrollado para enfrentar la creciente complejidad de las plantas modernas y los requerimientos limitativos respecto de la precisión, el peso y el costo en aplicaciones...