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INTEGRANTES
WONSANG BAYAS GREGORY
EDUARDO ANCHUNDIA DELGADO
ROBINSON ALEXANDER LOOR DELGADO
DOCENTE
ING. JOUBER ANTONIO AZUA ALVIA
MATERIA:
INGENIERIA DE PROCESO
CURSO:
NOVENO SEMESTRE “B”
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INSTRUMENTOS
DE LA MEDICION
Las
herramientas de medición y de verificación se han venido usando desde el
principio de los días para la construcción de todo tipo de cosas y se utilizan
para la nivelación y alineación de las piezas o para la medición geométrica o
dimensional de las mismas. La medición la definiremos como la comparación de
una magnitud con su unidad de medida, con el fin de averiguar cuantas veces
contiene la primera medida a la segunda medida. Las mediciones dimensionales
que podemos realizar son:
1. Medición
directa.
2. Medición
indirecta o por comparación.
Dentro del primero instrumento de medida, podemos encontrar instrumentos de medida como, por ejemplo: aparatos de mano, aparatos de montaje, conversores de medida y otros métodos de ayuda a la medición, el análisis y la revisión. La obtención de datos cobra cada vez más importancia en el ámbito industrial, profesional y privado. Se demandan sobre todo instrumentos de medida prácticos que operen de un modo rápido y preciso y que ofrezcan resultados durante la medición. Encontrará más de 650 aparatos y disposiciones sobre mediciones que cumplen estos requisitos. Si no encuentra los instrumentos adecuados a sus necesidades, háganoslo saber y así podremos encontrar los instrumentos de medida que mejor se adapten a sus necesidades.
TIPOS DE SENSORES
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CARACTERÍSTICAS DINÁMICAS DE UN SENSOR
Estas
características dependen de la respuesta del sensor a un estímulo externo y
pueden ser: características estáticas y dinámicas.
Las
características estáticas de los instrumentos, sensores o
sistemas de medida son las que aparecen en estos después de que ha pasado mucho
tiempo.
Las
características dinámicas se presentan en la respuesta de los
sensores a un cambio brusco en su entrada, régimen transitorio, en general se
presentan en los sensores que cuentan con elementos que almacenan energía
Ø Tiempo
de respuesta:
Ø Constante
de tiempo
Ø Tiempo
de levantamiento:
Ø Tiempo
de asentamiento:
Los
transmisores, también denominados transductores, sirven para convertir las
magnitudes físicas clásicas en una señal eléctrica. Es decir, los transductores
se utilizan principalmente en instrumentos de medición electrónicos. No
obstante, los hay de diversos tipos, como los transmisores de temperatura o los
transmisores de presión. La conversión tiene como resultado señales
normalizadas, como las de 4-20 mA. Actualmente, muchos instrumentos están
equipados para trabajar principalmente con magnitudes normalizadas especiales,
a mayoría de ellos se pueden encontrar instalados en el interior
de compresores, secadores, montados sobre las tuberías de aire comprimido,
depósitos acumuladores o filtros de línea y en sistemas de control como los
PLC.
TIPOS
DE TRANSMISORES
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SEÑAL DIGITAL
las
señales digitales, que se usan de una forma más frecuente debido a su
flexibilidad y polivalencia. La información no se transmite de la misma forma,
sino que en este caso se utiliza un sistema de códigos binarios (los números 0
y 1) con los que se lleva a cabo la transmisión bajo una pareja de amplitudes
que proporciona grandes posibilidades.
Cada nivel eléctrico
representa uno de dos símbolos: 0 Y 1, V o F, etc. Los niveles específicos
dependen del tipo de dispositivos utilizado.
PARAMETROS DE LAS SEÑALES
DIGITALES
Una
señal digital es aquella que presenta una variación discontinua con el tiempo y
que sólo puede tomar ciertos valores discretos. Su forma característica es
ampliamente conocida: la señal básica es una onda cuadrada (pulsos) y las
representaciones se realizan en el dominio del tiempo. Sus parámetros son:
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SEÑAL DIGITAL Y ANALOGICA
Los
circuitos electrónicos se pueden dividir en dos amplias categorías según el
tipo de señal con el que trabajan: señal digital y señal
analógica. Explicaremos cuales son las características de cada señal.
SEÑAL ANALÓGICA
Las
medidas físicas se utilizan cuando hablamos de utilizar señales analógicas, que
son especialmente usadas para llevar a cabo la transmisión de elementos de
vídeo o sonido. Aunque son señales de tipo continuo hay que decir que su
expansión se produce por la entrada en escena de las ondas de tipo senoidal.
Para que las distintas señales analógicas que se transmitan puedan ser
interpretadas de una manera adecuada habrá que tener un decodificador que permita
cumplir con el proceso de trabajo.
CONTROLADOR
En
la industria se utilizan controladores cuya función es comparar la variable de
proceso medida de una causa física con un valor de referencia de entrada, de
determinar la desviación y es producir una señal de control que reduce es el
error a un valor aproximado a cero.
Se clasifican o se
realiza según sea su acción de control:
Ø De
dos posiciones o acción de encendido- apagado.
Ø Acción proporcional
Ø Acción integral.
Ø Acción proporcional-integral.
Ø Acción proporcional-derivativa.
Ø Acción proporcional-integral-derivativo.
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ACTUADORES (ELEMENTO FINAL)
El
actuador es un dispositivo que transforma la energía hidráulica, neumática o
eléctrica para realizar una función que genera un efecto sobre un proceso. El
actuador recibe la señal desde un controlador y en función a ella activa un
elemento final de control; por ejemplo, una válvula.
Existen
principalmente distintos tipos de actuadores según el tipo de señal de control
que se emplee, entre ellos:
Ø Eléctricos.
Ø Neumáticos.
Ø Hidráulicos.
Ø Electrónicos.
Por
ejemplo: un motor neumático que proporciona un movimiento
rotativo constante que se puede encontrar en el mercado en la cuales son
actuadores de giro, otros actuadores pueden ser transistores en los controles
seria ON-OFF
Es
el valor más pequeño de una magnitud que se puede medir con exactitud por medio
de un instrumento de medida. Por ejemplo, un instrumento que mide
longitudes en kilómetros, como el cuentakilómetros de un coche, es menos
preciso que una cinta métrica, ya que en la cinta métrica la unidad mínima es
el milímetro.
La
precisión de un instrumento de medida se representa por medio del valor mínimo
de la magnitud que es capaz de determinar antecedido por el símbolo ±.
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EXACTITUD
La
exactitud depende de los errores sistemáticos que intervienen en la medición,
denotando la proximidad de una medida al verdadero valor y, en consecuencia, la
validez de la medida, y la capacidad que tiene este instrumento de medida para
determinar un valor cercano al valor real de la magnitud que se está midiendo
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INCERTIDUMBRE
Nos
hemos planteado analizar el empleo de algunos términos en el campo de la
metrología, ya que en muchas ocasiones las palabras y expresiones pueden tener
un significado ligeramente distinto en función del contexto donde las
empleemos.
• Incertidumbre
debido a errores de medición y sesgo
• Incertidumbre
en el proceso
• Incertidumbre
en el modelo
• Incertidumbre
en la estimación
• Incertidumbre en la implementación
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ERROR DE MEDIDA
En el caso del instrumento
no se puede evitar y es necesario valorar ese grado de error.
El error absoluto de una
medida (εa) es la diferencia entre el valor real de la
medida (X) y el valor que se ha obtenido en la medición (Xi).
εa=X−Xi
El error absoluto puede
ser un valor positivo o negativo, según si la medida es superior al valor real
o inferior y además tiene las mismas unidades que las de la medida.
CAUSA DEL ERROR DE MEDIDA
• Error
debido al instrumento de medida
• Error
debido al operador
• Error
debido a los factores ambientales
• Error
debido a la tolerancia geométrica de la propia pieza
SENSIBILDAD
Análisis
de error y sensibilidad Una característica propia de las configuraciones de
control es la relacionada con el error de estado estable que presentan los
sistemas para diversas clases de entradas y de acuerdo con el tipo de sistema
empleado. Así, se procederá a cuantificar dicho error, tanto para sistemas sin
retroalimentación como con retroalimentación unitaria. Además la sección
correspondiente introduce el concepto de constantes de error: de posición, de
velocidad y de aceleración. La retroalimentación conlleva diversas
características específicas; una de ellas es la baja sensibilidad del sistema
para variaciones de parámetros específicos de la propia configuración. De esta
forma, en esta sección se introduce y desarrolla el concepto de la sensibilidad
del sistema para variaciones de sus parámetros, para así proceder a cuantificar
dicha sensibilidad.
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REPETIBILIDAD
Es
la variación de las mediciones obtenidas con un sistema de medición cuando se
usa varias veces por un usuario, midiendo la misma característica y
sobre la misma pieza. La repetibilidad es la variación de los resultados
de varias mediciones obtenida con intentos sucesivos (en un corto plazo) y bajo
condiciones de medición definidas y establecidas en el mismo evaluador, la misma
característica, el mismo método, igual medio ambiente, sin cambiar el ajuste y
la misma pieza. Esta es la variación o habilidad inherente del equipo
mismo.
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HISTÉRESIS
Cuando
un material ferromagnético, sobre el cual ha estado actuando un campo magnético,
cesa la aplicación de éste, el material no anula completamente su magnetismo,
sino que permanece un cierto magnetismo residual
POR EJEMPLO
al aplicar un voltaje a
una bobina de transformador por primera vez se magnetiza el núcleo de hierro (curva
virgen). Reducir la corriente y, de este modo, la intensidad de
campo a 0 y luego cambiar la polaridad hace que la curva pase por los
puntos de remanencia (en H=0) y coercividad (B=0) hasta el
punto de saturación. Siguiendo un cambio subsecuente en la polaridad, la curva
pasa centro simétricamente al punto de magnetización ya descrito
CICLO DE HISTERESIS en
la q se muestra en la figura (también lazo o bucle de histéresis) de un
determinado material magnético. Se supone que una bobina crea sobre dicho material
magnético una intensidad de campo H, el cual induce en ese material magnético
una inducción
RESOLUCION
Se conoce como resolución al acto
y consecuencia de resolver o resolverse (es decir, de encontrar una
solución para una dificultad o tomar una determinación decisiva). El término
puede aprovecharse para nombrar al coraje o valor o bien
al ánimo para efectuar una determinada
DERIVA
Es
la pendiente media de la envolvente del ruido, expresada en voltios, amperios o
unidades de absorbancia, por hora. Se puede medir durante media hora y
extrapolar a una hora
Variación lenta y continua de una propiedad que puede ser medida respecto de un valor, dirección o punto preestablecido; p.
ej., la desviación de un móvil respecto a su
trayectoria teórica.
Evolución que se produce en una determinada dirección, especialmente si esta se
considera negativa.
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TRAZABILIDAD
La trazabilidad
de producto consiste en un conjunto de medidas, acciones y
procedimientos que permiten registrar e identificar cada producto desde su
origen hasta su destino final. Es decir, es «la posibilidad de encontrar y
seguir el rastro, a través de todas las etapas de producción, transformación y
distribución de un determinado producto
Un ejemplo pluscuamperfecto de cómo la trazabilidad de un producto sirve para mantener unos niveles de calidad óptimos… Y una inspiración mucho más que elocuente para que empieces a pensar cómo vas a abordar este concepto dentro de tu propio negocio.
Definición
de Trazabilidad según AECOC:
"Procedimientos
que permiten controlar el histórico, la situación física y la trayectoria de un
producto o lote de productos a lo largo de la cadena de suministro en un
momento dado, a través de unas herramientas determinadas" (AECOC:
Asociación Española de Codificación Comercial. Logística Inversa Trazabilidad).
Definición
de Trazabilidad según CARREFOUR:
La
siguiente figura proporcionada por Carrefour es una representación gráfica del
concepto de Trazabilidad. (Carrfour. Logística Inversa: el Negocio del Tercer
Milenio)
Principios
de la Trazabilidad
- Identificación Única
- Captura y Registro de Datos
- Manejo de Links
- Comunicación de Datos
RUIDO
Ruido es
un sonido inarticulado o confuso que suele causar una sensación auditiva
desagradable. En el área de las telecomunicaciones, 'ruido' es una perturbación
o una señal anómala que se produce en un sistema de telecomunicación, que
perjudica la transmisión y que impide que la información llegue con claridad.
TIPOS DE RUIDOS
- Ruido blanco
- Ruido industrial
LINEALIDAD
Se refiere a la propiedad
de escalamiento en consecuencia tenemos que:
Ø La
linealidad examina qué tan exactas son las mediciones en todo el rango esperado
de mediciones.
Ø La
linealidad indica si el sistema de medición tiene la misma exactitud para todos
los valores de referencia.
Por Ejemplo, Supón que
tienes dos propiedades físicas relacionadas, por ejemplo la rapidez a la que
puedes correr y la distancia que vas a recorrer. Si duplicas la velocidad,
duplicas la distancia recorrida. Si triplicas la velocidad, triplicas la
distancia.
AMPLIFICADOR
El
amplificador es una configuración de amplificadores operacionales que está
diseñada para amplificar una señal débil con una impedancia de entrada muy alta
Circuito electrónico capas de incrementar la intensidad de corriente, la tensión o la potencia de la señal que se le aplica a su entrada; obteniéndose la señal aumentada a la salida. Para amplificar la potencia es necesario obtener la energía de una fuente de alimentación externa.
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CALIBRACIÓNLa calibración es la acción de comparar la indicación de un equipo o instrumento de medición con un patrón de referencia de valor conocido. La diferencia determinada se reporta en un certificado de calibración para que el usuario del equipo pueda relacionar un valor de indicación del equipo con el valor convencionalmente verdadero dado por el valor de referencia.
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SISTEMA DE CONTROL
Uno de los recursos más
utilizados en el sector industrial es el sistema de control. Toda
producción liderada por ingeniería requiere de este proceso para lograr
objetivos determinados. La función de este sistema es la de gestionar o regular
la forma en que se comporta otro sistema para así evitar fallas.
Por
ejemplo: para conducir un automóvil, se requiere poder
manipular la velocidad del motor; ya que de no ser así, prácticamente hubiera
muchos accidentes automovilísticos y no sería viable viajar en él.
Un sistema está definido
como el conjunto de elementos interrelacionados entre sí para cumplir un fin
común.
Para
lograr satisfacer una necesidad, un sistema de control sería el conjunto de
elementos interconectados entre sí para lograr la manipulación de ciertas
variables con el fin de satisfacer una necesidad especifica.
Un
sistema de control ideal debe ser capaz de conseguir su objetivo cumpliendo los
siguientes requisitos:
1.
Garantizar la estabilidad.
2.
Ser tan eficiente como sea posible
3.
Ser fácilmente implementable y cómodo de
operar en tiempo real con ayuda de un ordenador.
Los
elementos básicos que forman parte de un sistema de control y permiten su
manipulación son los siguientes:
SENSORES.
Permiten conocer los
valores de las variables medidas del sistema.
CONTROLADOR.
Utilizando los valores
determinados por los sensores y la consigna impuesta
ACTUADOR.
Es el mecanismo que
ejecuta la acción calculada por el controlador y que modifica las variables de
control.
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LAZO ABIERTO
La acción de control se calcula conociendo la dinámica del sistema, las consignas y estimando las perturbaciones. Esta estrategia de control puede compensar los retrasos inherentes del sistema anticipándose a las necesidades del usuario. Sin embargo, el lazo abierto generalmente es insuficiente, debido a los errores del modelo y a los errores en la estimación de las perturbaciones. Por ello, es común la asociación de lazo cerrado-lazo abierto, de modo que el lazo cerrado permite compensar los errores generados por el lazo abierto.
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LAZO CERRADO
La acción de control se calcula en función del error medido entre la variable controlada y la consigna deseada. Las perturbaciones, aunque sean desconocidas son consideradas indirectamente mediante sus efectos sobre las variables de salida. Este tipo de estrategia de control puede aplicarse sea cual sea la variable controlada. La gran mayoría de los sistemas de control que se desarrollan en la actualidad son en lazo cerrado.
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COMPONENTES DEL SISTEMA DE CONTROL
En
la industria ha tomado gran relevancia la aplicación del control automático de
procesos ya que este permite mantener controladas ciertas variables como la
temperatura, la humedad, la viscosidad, la presión, entre otras. Mantener estas
variables estables es el objetivo del sistema de control. Cuyos elementos
básicos son los siguientes:
• Transductor
(Sensor/Transmisor).
• Controlador.
• Actuador.
TRANSDUCTOR
El transductor es un.
dispositivo que transforma el efecto de una causa física, como la presión, la
temperatura, la dilatación, la humedad, etc., en otro tipo de señal. Es decir,
éste dispositivo toma una variable de entrada y produce una salida de otra
naturaleza.
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INSTRUMNTO DE LA MEDICION
INSTRUMENTO DE LA MEDICION
VIDEO
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