INTRODUCCIÓN A LA INSTRUMENTACIÓN ELECTRÓNICA
La instrumentación electrónica tiene como objetivo familiarizar a los recursos humanos
con bases estructurales y funcionales, proporcionarles conocimientos necesarios para
automatizar plantas industriales, las actividades que se aprenden son medir, controlar y
regular variables en procesos de tipo térmicos, hidráulicos, neumáticos, químicos,
mecánicos etc., para lograr éste objetivo, se utiliza electrónica lineal, digital y de
potencia, así como microprocesadores y microcontroladores.
En las industrias existe la posibilidad de variar los parámetros de circuitos y sistemas
ensayados desde una computadora, durante el proceso de aprendizaje se realizan
ejercicios de tipo deductivo inductivo. Actualmente existen técnicas tecnológicamente
evalucionadas en el control de procesos automatizados, tales como sistemas expertos
que regulan la retroalimentación de señales de una forma más efectiva, un ejemplo de
estos sistemas se encuentra funcionando en la república mexicana, en industrias del
Cobre de Nacozari Sonora, Las Truchas de Lázaro Cárdenas Michoacán, y el complejo
de ”Pajaritos”, en Veracruz, entre otras.
La instrumentación electrónica capacita profesionistas para que obtengan la
competencia de aislar averías en circuitos y sistemas de medición, se aprenden métodos
para localizar fallas, diseñar nuevas soluciones y mantiener en optimas condiciones a
los equipos y sistemas montados en un proceso.
El control automático actúa en sistemas y procesos por medio de diferentes métodos
matemáticos y/o geométricos, con éste tipo de aprendizajes, el instrumentista es capaz
de diferenciar los principales fundamentos sobre los que se sustenta la aplicación de las
técnicas de análisis de sistemas lineales de control analógico.
Estrategias para estudiar; El aprendizaje de esta temática se hace en forma individual
ó en equipos a través de estudios teóricos y de ejercicios experimentales bajo el control
de sistemas computarizados, la realización de ejercicios prácticos hace énfasis en la
utilización de componentes eléctricos, dispositivos sensores y circuitos electrónicos
como los que normalmente se emplean en la industria.
Conocimientos necesarios; Para realizar instrumentación electrónica con aplicación a
procesos industriales, se empieza por aprender características de equipos de
instrumentación, como son; el rango de medida, alcance, error, precisión, zona muerta,
sensibilidad, repetibilidad, histéresis, resolución, ruido, linealidad, estabilidad,
reproductibilidad y respuesta de frecuencia, los equipos de instrumentación se dividen
en clases ó tipos de instrumentos, como son; indicadores, registradores, elementos
primarios ó sensores, transmisores, transductores, convertidores, receptores,
controladores, elementos finales de control, y transmisores neumáticos ó electrónicos
entre otros.
El instrumentista domina las aplicaciones de transductores y sus principios de
funcionamiento, las características más comunes, la clasificación de sensores, como son
los de tipo resistivo, capacitivo, de cambio físico, de cambio químico, los transductores
magnéticos, etc.
Para diseñar sistemas de control automático, el instrumentista conoce ampliamente
conceptos de electricidad básica; circuitos de corriente continua, corriente alterna y
motores eléctricos, teoría fundamental sobre los semiconductores, dispositivos
optoelectrónicos, amplificadores operacionales, fuentes de alimentación, lógica
combinatoria, lógica secuencial, fundamentos de programación en lenguaje
ensamblador, unidades periféricas, arquitectura y aplicaciones de microprocesadores y
microcontroladores, diseño de reguladores digitales con CPU, temas de electrónica
industrial tales como; reguladores de tensión, dispositivos y circuitos de potencia,
detectores y transductores, dispositivos de control de motores, estudio de convertidores
con tiristores y sus aplicaciones industriales.
Para obtener conocimientos de mecánica de fluidos es necesario dominar las leyes
fundamentales de la hidráulica, tipos y propiedades de flujos a presión, estructuras,
funcionamiento y datos característicos de bombas, válvulas de caudal y de presión,
diafragmas y dispositivos de estrangulación de caudal y sus aplicaciones, así como el
uso y funcionamiento de motores hidráulicos.
El profesional instrumentista conoce la teoría básica para realizar aplicaciones de
convertidores ADC'S y DAC'S en la instrumentación, clasificación, descripción y
funcionamiento, con estos conocimientos se diseñan circuitos que realizan mediciones
de temperatura, presión, flujo, y nivel entre otras variables, el personal de
instrumentación calcula el diseño de sensores de flujo, selecciona y calcula la placa de
orificio, conoce la teoría del comportamiento de fluidos, realiza mediciones de la
variable nivel bajo diversas circunstancias.
Además, requiere de una formación básica en la técnica de mandos electroneumáticos,
conocimientos sobre las bases físicas, así como funciones y aplicaciones de
componentes electro neumáticos, monta mandos programables, realiza y perfecciona la
técnica de mandos secuenciales electro neumaticos, monta sistemas combinatorios y
programa módulos secuenciales.
Con la computadora se realizan simulaciones en lazo cerrado de sistemas de tipo real,
ya que es normal tener limitaciones en espacios y recursos económicos para disponer de
avanzados laboratorios de control.
Para el control lógico secuencial se utiliza el PLC como el equipo más importante, su
aprendizaje consiste en conocer sus componentes más importantes, así como el
funcionamiento interno de dichos equipos, el instrumentista domina el diseño de
circuitos seceunciales, realiza la documentación necesaria para generar tareas de
control, y utiliza varios lenguajes de programación con PLC'S.
El sistema de control distribuido se basa en una CPU típica, con altas velocidades de
trabajo, cubre distancias grandes de comunicación via red, se dispone del control
distribuido en centros de operación, utiliza estaciones de dirección y supervisión de
información de variables de proceso. Se activan conexiones físicas eléctricas,
mecánicas, y líneas de datos (transmisión de datos en redes), así como sistemas de
direccionamiento y rutinas de transferencia y claves de uso, manejo y comunicación de
datos correspondientes a variables físicas, información actual y procesos de cambios en
tiempo real.
Los sistemas de control distribuidos proporcionan acceso a equipos de medición
externos y con acceso múltiple, se monitorean las operaciones del proceso, las
atenciones a las alteraciones de procesos y las señales de alarma, proporciona
facilidades para acciones correctivas de control al proporcionar alternativas si ocurren
alteraciones dentro del proceso, lleva registros de mantenimiento y características de
operación de la planta, realiza configuraciones de funcionamiento del sistema de
control, contiene alarmas de alta velocidad, realiza reportes impresos de alta velocidad,
copias en vídeo, en cintas, en papel y en discos magnéticos, se cuenta también con
lamparas indicadoras y señales audibles.
El instrumentista diseña sistemas de potencia para aplicarlos en la regulación y control
en circuitos de corriente alterna y/o directa, domina dispositivos de potencia tales como
tiristores, circuitos típicos de control de los mismos y sus modalidades, retardos en el
diseño utilizando microcircuitos temporizadores, y aplicaciones de tiristores en los
procesos y plantas industriales, tales como conversores de tres y seis pulsos, circuitos de
doble estrella de seis pulsos, rectificadores controlados de seis fases, circuitos
inversores, inversores serie y paralelo, control de motores de D.C. y C.A.
El ingeniero en instrumentación selecciona el regulador adecuado para alimentar
sistemas de potencia, usa regulaciones con retroalimentación de voltaje, disipadores de
potencia, limitación de corriente y regulación de carga. Con la electrónica de potencia
construye los diferentes interruptores que existen, como son interruptores
termomagnéticos, interruptores de navajas, interruptores para fusibles tipo cartucho,
interruptores de alto voltaje de aceite, ó de bajo voltaje de aceite, interruptor con sistema
de mando eléctrico, y diseña apartarrayos.
Para controlar las variables de utilizan actuadores de elementos finales de control,
conoce las partes de una válvula, sus características, aplica servomotores neumáticos,
válvulas solenoides, elementos finales electrónicos, amplificadores magnéticos, y
servomotores eléctricos, realiza el análisis dinámico de controladores y su diseño
electrónico, utiliza conocimientos tales como, control de procesos discontinuos, control
por computadora, control digital directo, control supervisor, etc. Entre otras variables
que se usan son la medición de peso, velocidad, vibración y proximidad.
El ingeniero instrumentista utiliza los principios de operación, manejo y aplicación de
diferentes instrumentos de laboratorio que miden variables eléctricas y/o electrónicas,
así los como errores en las mediciones. Los equipos de medición electrónicos de
sistemas de potencia son instrumentos indicadores de corriente directa, instrumentos
indicadores de corriente alterna, instrumentos de hierro móvil, termo instrumentos,
voltímetro del tipo rectificador, wattmetros monofásicos y trifásicos, medición de
potencia reactiva, wathorímetro, factorímetro, frecuencímetro, osciloscopio, tubo de
rayos catódicos, circuitos y conexiones básicos del osciloscopio, obtención elemental de
gráficas en la pantalla del osciloscopio, mediciones de voltaje, mediciones de tiempo,
mediciones de frecuencia, ángulos de fase.
En los sistemas de instrumentación y control automático se presentan variables que
involucran fenómenos físicos con características físicas que no ocurren en condiciones
uniformes, los sistemas de control, implican esfuerzos de tipo industrial, comercial y
militar.
A las señales que se hacen presentes bajo estas características de funcionamiento se les
llama, variables de medición, variables de proceso ó variables de instrumentación.
Para realizar el control de procesos se emplean máquinas, procesos, equipos y sistemas,
que resultan importantes en la producción de satisfactores sociales, estas máquinas
manipulan fenómenos que suceden en forma aleatoria con cierta consistencia.
En este curso se tratan instrumentos generalmente de tipo electrónico, los cuales miden
y realizan funciones de control automático, utilizables en la industria, al término de este
curso se espera llegar a dominar el siguiente objetivo:
"Conocer la manera en que se hacen mediciones de nivel, presión, flujo y
temperatura utilizando transistores amplificadores operacionales y
microprocesadores".
Un instrumentista es un profesionista con nociones de electricidad, hidráulica,
neumática, mecánica, electrónica, comunicaciones y computación. Su labor es la de
cuidar el buen funcionamiento de los instrumentos montados en un sistema, es el
principal responsable del proceso y su producción.
Al presentarse los problemas en un proceso, debe ser capaz de tomar decisiones
rápidamente, ya que de esta rapidez de decisión depende el que los instrumentos no
realicen funciones de peligro para la vida de los operadores y de la producción. Los
esfuerzos físicos del instrumentista generalmente representan millones de pesos para las
industrias y países donde están instaladas, la instrumentación es capaz de aumentar la
producción y la velocidad de elaboración de los satisfactores sociales.
Juan Gilberto Mateos Suárez
.
LA TABLA DE CALIBRACION
Los instrumentos industriales a través de circuitos electrónicos miden,
transmiten y controlan variables físicas que intervienen en un proceso de
automatización, al funcionar los instrumentos, existe una relación con funciones
lineales ó no lineales, entre las variables de entrada y salida de cada instrumento,
según sea la naturaleza física de las variables que intervienen en la producción
de satisfactores durante los procesos de automatización.
Si el valor que indica el instrumento, corresponde exactamente a la variable de
medición en la entrada, se dice que el equipo efectúa una medición correcta. En
la práctica, los instrumentos poseen en general, valores inexactos en la salida,
que se apartan en mayor ó menor grado del valor verdadero de la variable de
entrada, lo cual constituye un error en la medición. El error es universal e
inevitable y acompaña a todo tipo de medición, aunque ésta sea muy elaborada,
ó aunque se efectué un gran número de veces. Es decir, el valor verdadero no se
establece con exactitud completa y se hace necesario encontrar limites que lo
definan, de modo que sea práctico calcular la tolerancia de las mediciones.
Un instrumento, se considera que se encuentra bien calibrado, sí en todos los
puntos de su rango de medición, la diferencia entre el valor real de la variable y
el valor indicado ó registrado ó transmitido, ésta comprendido entre los limites
que predice la precisión del instrumento, en la industria se toma como un buen
valor, para la presición de los instrumentos, el 1% de error en las mediciones.
Los valores de las señales analógicas, que se aceptan en la industria y que se
usan en forma general en todo tipo de instrumentos electrónicos, al realizan
automatización, corresponden al lazo de corriente de 4 a 20 mA, obsérvese que
estos valores están distantes numericamente a una distancia constante de cinco,
es así, porque el ser humano esta acostumbrado a manejar el número cinco, es
fácil sumar, multiplicar, restar ó dividir entre cinco, tenemos cinco dedos en las
manos y en los pies, las escalas de los instrumentos son divisibles entre cinco, la
primer tabla de multiplicar que se aprende es la tabla del cinco, al dividir 20 mA
entre 4 mA se obtiene como resultado el número cinco.
CERO VIVO; El valor mínimo que se utiliza no son cero miliamperes, se
define como zero al valor de 4 mA, se utliza éste valor para clarificar por
retroalimentación a distancia el buen funcionamiento de los equipos. Existe una
dualidad de sucesos, por una parte una señal de cero miliamperes, y por otro
lado, cero miliamperes que se producen al fallar la fuente de alimentación al no
tener potencia eléctrica en el circuito electrónico. Bajo estas condiciones, existe
la posibilidad de confundir la señal de cero miliampares con la ausencia
completa de energía eléctrica que polariza los instrumentos electrónicos, para
diferenciar esta dualidad se utiliza el concepto de "cero vivo", ó "cero
existente", se forza a que el nivel no sea cero, sino que posea un valor distinto
de cero, se escoge el valor de 4 mA como referencia de una señal analógica al
0.0 % de la variable f.isica. En automatización el valor que se usa con frecuencia
para trabajar con señales neumáticas es al relación de 3 a 15 PSI.
Generación de la tabla de calibración; El siguiente objetivo es obtener una
tabla de calibración, por medio de un programa que se realiza en lenguaje de
programación, tal como; C++, Visual C, Delphi, Visual Basic, Pascal, Fortran, ó
un programa que genera valores númericos, como son: Matlab, Mathcad,
Labview, Flash, Java, etc. El objetivo es obtener el despliegue de los datos en
miliampares de 4 a 20 mA, en tensión de 0.25 a 1.25 Volts, en presión de 3 a 15
PSI, en resistencia de 100 a 140 Ohms, en forma binaria y hexadecimal se utiliza
el número 25 (19H) en base diéz (hexadécimal) como 0 %, y el número 125
(7DH) en base diéz (hexadécimal) para el 100 %. La Tabla de calibración se
nombra con las unidades que se requieren tabular en diferentes columnas, para
generar la tabla se usa el siguiente algoritmo.
Algoritmo para generar la tabla de calibración: Los cálculos son sencillos,
sólo se indica el valor inicial, se multiplica el incremento de cada variable por el
porcentaje que se requiere calcular y se le suma el valor inicial. El incremento se
obtienen de la diferencia del valor final y el valor inicial, después ésta diferencia
se divide entre 100, se genera un valor por cada incremento del 1% para cada
variable, se muestran a continuación tablas de calibración diferentes que generan
valores nominales en mA, Volts, PSI, datos binarios, valores hexadecimales y
ohms; de manera que se facilita encontrar el valor deseado con respecto al tanto
por ciento Se utiliza la siguiente formula con la cual se determinan los valores
necesarios, las operaciones para los miliamperes son sencillas;
La diferencia en mA es; 20 mA - 4 mA = 16 mA; por cada unidad se tiene; 16
mA/100 = 0.16 mA;
Para obtener los cálculos se incrementa a partir de 4 mA un valor de 0.16 por
cada 1% hasta llegar al 100%, los resultados de diferentes programaciones que
han realizado los alumnos de la clase de instrumentación ET306, sección 1, se
muestra en las tablas y gráficas siguientes, .
TABLA DE CALIBRACION
C
%
V(Volts) I(mA) P.S.I. R(
Hexa Binario
%
0
0.25
4.00
3.00
100.0 0.00 19
0001_1001 0
1
0.26
4.16
3.12
100.5 1.00 1A
0001_1010 1
2
0.27
4.32
3.24
101.0 2.00 1B
0001_1011 2
3
0.28
4.48
3.36
101.5 3.00 1C
0001_1100 3
4
0.29
4.04
3.48
102.0 4.00 1D
0001_1101 4
5
0.30
4.80
3.60
102.5 5.00 1E
0001_1110 5
6
0.31
4.96
3.72
103.0 6.00 1F
0001_1111 6
7
0.32
5.12
3.84
103.5 7.00 20
0010_0000 7
8
0.33
5.28
3.96
104.0 8.00 21
0010_0001 8
9
0.34
5.44
4.08
104.5 9.00 22
0010_0010 9
10
0.35
5.60
4.20
105.0 10.0 23
0010_0011 10
11
0.36
5.76
4.32
105.5 11.0 24
0010_0100 11
12
0.37
5.92
4.44
106.0 12.0 25
0010_0101 12
13
0.38
6.08
4.56
106.5 13.0 26
0010_0110 13
14
0.39
6.24
4.68
107.0 14.0 27
0010_0111 14
15
0.40
6.40
4.80
107.5 15.0 28
0010_1000 15
16
0.41
6.56
4.92
108.0 16.0 29
0010_1001 16
17
0.42
6.72
5.04
108.5 17.0 2A
0010_1010 17
18
0.43
6.88
5.16
109.0 18.0 2B
0010_1011 18
19
0.44
7.04
5.28
109.5 19.0 2C
0010_1100 19
20
0.45
7.20
5.40
110.0 20.0 2D
0010_1101 20
21
0.46
7.36
5.52
110.5 21.0 2E
0010_1110 21
22
0.47
7.52
5.64
111.0 22.0 2F
0010_1111 22
23
0.48
7.68
5.76
111.5 23.0 30
0011_0000 23
24
0.49
7.84
5.88
112.0 24.0 31
0011_0001 24
25
0.50
8.00
6.00
112.5 25.0 32
0011_0010 25
26
0.51
8.16
6.12
113.0 26.0 33
0011_0011 26
27
0.52
8.32
6.24
113.5 27.0 34
0011_0100 27
28
0.53
8.48
6.36
114.0 28.0 35
0011_0101 28
29
0.54
8.64
6.48
114.5 29.0 36
0011_0110 29
30
0.55
8.82
6.60
115.0 30.0 37
0011_0111 30
31
0.56
8.96
6.72
115.5 31.0 38
0011_1000 31
32
0.57
9.12
6.84
116.0 32.0 39
0011_1001 32
33
0.58
9.28
6.96
116.5 33.0 3A
0011_1010 33
34
0.59
9.44
6.08
117.0 34.0 3B
0011_1011 34
35
0.60
9.60
7.20
117.5 35.0 3C
0011_1100 35
36
0.61
9.76
7.32
118.0 36.0 3D
0011_1101 36
37
0.62
9.92
7.44
118.5 37.0 3E
0011_1110 37
38
0.63
10.08
7.56
119.0 38.0 3F
0011_1111 38
39
0.64
10.24
7.68
119.5 39.0 40
0100_0000 39
40
0.65
10.40
7.80
120.0 40.0 41
0100_0001 40
41
0.66
10.56
7.92
120.5 41.0 42
0100_0010 41
42
0.67
10.72
8.04
121.0 42.0 43
0100_0011 42
43
0.68
10.88
8.16
121.5 43.0 44
0100_0100 43
44
0.69
11.04
8.28
122.0 44.0 45
0100_0101 44
45
0.70
11.20
8.40
122.5 45.0 46
0100_0110 45
46
0.71
11.36
8.52
123.0 46.0 47
0100_0111 46
47
0.72
11.52
8.64
123.5 47.0 48
0100_1000 47
48
0.73
11.68
8.76
124.0 48.0 49
0100_1001 48
49
0.74
11.84
8.88
124.5 49.0 4A
0100_1010 49
50
0.75
12.00
9.00
125.0 50.0 4B
0100_1011 50
51
0.76
12.16
9.12
125.5 51.0 4C
0100_1100 51
52
0.77
12.32
9.24
126.0 52.0 4D
0100_1101 52
53
0.78
12.48
9.36
126.5 53.0 4E
0100_1110 53
54
0.79
12.64
9.48
127.0 54.0 4F
0100_1111 54
55
0.80
12.80
9.60
127.5 55.0 50
0101_0000 55
56
0.81
12.96
9.72
128.0 56.0 51
0101_0001 56
57
0.82
13.12
9.84
128.5 57.0 52
0101_0010 57
58
0.83
13.28
9.96
129.0 58.0 53
0101_0011 58
59
0.84
13.44
10.08 129.5 59.0 54
0101_0100 59
60
0.85
13.60
10.20 130.0 60.0 55
0101_0101 60
61
0.86
13.76
10.32 130.5 61.0 56
0101_0110 61
62
0.87
13.92
10.44 131.0 62.0 57
0101_0111 62
63
0.88
14.08
10.56 131.5 63.0 58
0101_1000 63
64
0.89
14.24
10.68 132.0 64.0 59
0101_1001 64
65
0.90
14.40
10.80 132.5 65.0 5A
0101_1010 65
66
0.91
14.56
10.92 133.0 66.0 5B
0101_1011 66
67
0.92
14.72
11.01 133.5 67.0 5C
0101_1100 67
68
0.93
14.88
11.16 134.0 68.0 5D
0101_1101 68
69
0.94
15.04
11.28 134.5 69.0 5E
0101_1110 69
70
0.95
15.20
11.40 135.0 70.0 5F
0101_1111 70
71
0.96
15.36
11.52 135.5 71.0 60
0110_0000 71
72
0.97
15.52
11.64 136.0 72.0 61
0110_0001 72
73
0.98
15.68
11.76 136.5 73.0 62
0110_0010 73
74
0.99
15.84
11.88 137.0 74.0 63
0110_0011 74
75
1.00
16.00
12.00 137.5 75.0 64
0110_0100 75
76
1.01
16.16
12.12 138.0 76.0 65
0110_0101 76
77
1.02
16.32
12.24 138.5 77.0 66
0110_0110 77
78
1.03
16.48
12.36 139.0 78.0 67
0110_0111 78
79
1.04
16.64
12.48 139.5 79.0 68
0110_1000 79
80
1.05
16.80
12.60 140.0 80.0 69
0110_1001 80
81
1.06
16.96
12.72 140.5 81.0 6A
0110_1010 81
82
1.07
17.12
12.84 141.0 82.0 6B
0110_1011 82
83
1.08
17.28
12.96 141.5 83.0 6C
0110_1100 83
84
1.09
17.44
13.08 142.0 84.0 6D
0110_1101 84
85
1.10
17.60
13.20 142.5 85.0 6E
0110_1110 85
86
1.11
17.76
13.32 143.0 86.0 6F
0110_1111 86
87
1.12
17.92
13.44 143.5 87.0 70
0111_0000 87
88
1.13
18.08
13.56 144.0 88.0 71
0111_0001 88
89
1.14
18.24
13.68 144.5 89.0 72
0111_0010 89
90
1.15
18.40
13.80 145.0 90.0 73
0111_0011 90
91
1.16
18.56
13.92 145.5 91.0 74
0111_0100 91
92
1.17
18.72
14.04 146.0 92.0 75
0111_0101 92
93
1.18
18.88
14.16 146.5 93.0 76
0111_0110 93
94
1.19
19.04
14.28 147.0 94.0 77
0111_0111 94
95
1.20
19.20
14.40 147.5 95.0 78
0111_1000 95
96
1.21
19.36
14.52 148.0 96.0 79
0111_1001 96
97
1.22
19.52
14.64 148.5 97.0 7A
0111_1010 97
98
1.23
19.68
14.76 149.0 98.0 7B
0111_1011 98
99
1.24
19.84
14.88 149.5 99.0 7C
0111_1100 99
100 1.25
20.00
15.00 150.0 100
0111_1101 100
7D
Tabla a utilizar para calibrar las prácticas.
TIPOS DE INSTRUMENTOS
CARACTERÍSTICAS DE LOS INSTRUMENTOS: Las características de mayor
importancia de equipos que se utilizan para realizar instrumentación son:
CAMPO DE MEDIDA O RANGO (RANGE): Es el conjunto de valores dentro de
límites superior e inferior de medida en el rango el instrumento trabaja en forma
confiable. Por ejemplo, un termómetro de mercurio con rango de -40 a +150 grados
centígrados (Celsius).
ALCANCE MAXIMO ó SPAN: Es el punto máximo con valor superior del rango de
medición, para el termómetro del ejemplo, el SPAN será de +150 grados centígrados.
DESVIACION DEL ERROR: Es la diferencia que existe entre el valor real que el
instrumento indica ó mide, y el valor verdadero que realmente tiene la variable en el
momento de realizar la medición.
PRECISIÓN: Es la tolerancia mínima que se debe permitir en la medición, registro ó
valor a controlar según sea el instrumento, es decir, es la mínima división de escala de
un instrumento indicador, se expresa en porcentaje (%) del SPAN.
ZONA MUERTA: Es el máximo rango de variación de la variable en el proceso real,
en los puntos donde el instrumento no registra ninguna variación en su indicación,
registro.
SENSIBILIDAD: Es la variación relativa a un parámetro fijo, que sufre la indicación
del instrumento al cambio en el proceso de la variable que causa éste efecto.
REPETIBILIDAD; Es la capacidad de un instrumento para repetir el valor de una
medición, se genera un mismo valor de la variable real medida en una única dirección
de medición.
HISTERESIS; Es la repetibilidad de un equipo si se efectúa la medición entre ambas
direcciones, los puntos de repetibilidad entre ambas direcciones pueden ser iguales ó
desiguales.
CAMPO DE MEDIDA CON SUPRESIÓN DE CERO: Es aquel rango de un
instrumento cuyo valor mínimo se encuentra por encima del cero real de la variable
CAMPO DE MEDIDA CON ELEVACIÓN DE CERO: Es aquel rango de un
instrumento cuyo valor mínimo se encuentra por debajo de cero de las variables
INSTRUMENTOS INDICADORES
Instrumentos Indicadores:
Los indicadores disponen de un
índice y de una escala graduada, que
muestra el valor real de la variable
medida, según su clase se dividen en
indicadores concéntricos, excéntricos
y digitales, si los instrumentos no tienen indicación visible de la variable que miden, se
les denomina instrumentos ciegos, porque no es visible objetivamente la variable que
miden, son ciegos los instrumentos de alarma, los termostatos, los transmisores, etc.
Los instrumentos indicadores constituyen los equipos básicos de medición en el
laboratorio de calibración, y en el taller de reparaciones, se utilizan como indicadores de
proceso en diversos tipos de sistemas.
Escalas de indicadores de CC y CA.
MECANISMOS INDICADORES
Sistema D’Arsonval:
Utiliza una bobina que termina en un par de resortes antagónicos en espiral, a través de
la bobina circula la corriente a medir, la bobina o cuadro móvil está dentro del campo
magnético casi homogéneo que produce un imán permanente y se desplaza con un
movimiento giratorio. El ángulo de rotación es proporcional a la corriente que circula
por la bobina. Una aguja indica la posición del cuadro sobre una escala calibrada en
términos de corriente o voltaje. Este mecanismo indicador sólo responde a la corriente
continua y su calibración es casi lineal. El shunt magnético se utiliza para la
calibración.
Sistema indicador D’Arsonval.
Bobina con resorte en espiral y movimiento rotativo.
Sistema dinamométrico;
La principal diferencia con respecto al sistema D’Arsonval es que en vez de usar un
resorte, usa otra bobina a través de la cual circula la misma corriente que pasa por la
bobina móvil. Puede utilizarse tanto para mediciones de ca como de cd, sin embargo su
calibración sigue una ley cuadrática.
Sistema dinamométrico.
Conjunto de bobinas y movimiento de rotación.
Sistema de hierro móvil:
Tiene la ventaja de ser el menos costoso de los instrumentos indicadores de lectura
directa. Funciona con la atracción o repulsión mutua entre dos segmentos de hierro
dulce expuestos al campo magnético de un solenoide por el cual circula la corriente que
se va a medir. Este mecanismo puede diseñarse para medir corriente continua o alterna.
Es útil para medir valores efectivos.
Sistema de hierro móvil.
En algunas ocasiones el resorte en espiral se sustituye con un imán permanente que
actúa como fuerza opositora a la de deflexión. Estos instrumentos deben estar bien
blindados, pues son sensibles a las deformaciones del campo magnético producidas por
objetos metálicos de hierro o acero.
Sistema de hilo caliente:
En estos instrumentos una corriente calienta un hilo de platino haciéndolo dilatar,
produciendo un desplazamiento que indica el valor de la corriente. Es útil para medir
valores eficaces porque la deflexión es proporcional al calor generado I2R y no a la
corriente I. Es útil para medir señales de alta frecuencia porque su impedancia es
prácticamente una resistencia pura independiente de la frecuencia.
Sistema de hilo caliente.
Sistema electrostático:
Este sistema sólo mide la diferencia de potencial. Su funcionamiento se basa en la
atracción o repulsión de las fuerzas que aparecen entre electrodos cargados con
polaridades opuestas o iguales. Se usa para medir voltajes muy altos de CC o de CA. La
escala tiene una calibración alineal. Tiene una elevada impedancia de entrada.
Voltímetro electrostático.
Indicadores de Termocupla;
Este indicador consiste en un elemento calefactor, una termocupla y un galvanómetro
D’Arsonval
Indicador de termocupla.
Escala de instrumento de termocupla.
Indicador Universal N480i
Indicador Universal N480i: Indicador universal, de bajo costo y de uso fácil, permite
que sea programado por operadores con poca experiencia en instrumentación. Posee
hasta dos relés de alarma y fuente de 24V para excitar transmisores remotos.
EJEMPLOS DE INDICADORES DE PRESION
a)
b)
c)
d)
e)
f)
a) Indicador de presión estándar.
b) Herméticos con baño de glicerina.
c) Indicador de presión diferencial.
d) Electrónicos inteligentes.
e) Sanitarios con sellos químicos y membrana.
f) Indicador en U.
EJEMPLOS DE INDICADORES DE TEMPERATURA.
a)
d)
b)
e)
c)
a)
b)
c)
d)
e)
Bimetálicos en acero inoxidable.
Indicador de temperatura a distancia.
Indicador electrónico digital.
Indicadores de mínima y máxima.
Pincha carne/ pincha fruta.
INDICADORES DE CAUDAL
a)
a)
b)
c)
d)
e)
b)
d)
e)
caudalímetro mecánico domiciliario.
Caudalímetro digital para pozos de riego.
Caudalímetro ultrasónico de canal abierto.
Caudalímetro mecánico.
Cuadalímetro eléctrico.
c)
Indicadores de temperatura
Indicador de radioactividad
Medidor de radioactividad GAMMA;
Este sensor de radioactividad profesional es un instrumento de medición preciso para
radiación tipos alfa, beta y gamma. Este aparato dispone de un amplio rango de
medición y se emplea tanto para mediciones esporádicas in situ como para mediciones
de larga duración ò para simple inspección. El sensor de radioactividad proporciona
una medición certificada de la radiación ambiental natural y de la radiación elevada
artificialmente hasta 500 veces el valor límite ajustado.
Las aplicaciones son múltiples.
Habitualmente se emplea este contador Geiger en centrales de energía atómica.
Cada vez cobra más importancia en el control de materiales de importación, igual que
en la medición de alimentos que son irradiados. Se mide la radiación radioactiva
natural, como la que aparece cerca del mar. Cumple con su servicio igualmente en el
control de materiales de construcción en la renovación de fábricas. Los valores de
medición de la radiación se guardan en la memoria del mismo instrumento sensor de
radioactividad y se transmiten para ser valorados en un computador por medio de un
equipo incluido con software y cable de datos serial RS-232. Con el modelo GammaScout Online (GS3), se envían datos al PC de manera continua mediante impulsos de
entre 10, 30 o 60 segundos.
Características
- Aparato de precisión comprobado a cada medidor de radioactividad se le hace un
control final,
- Todo tipo de radiaciones; el aparato determina radiaciones tipo alfa, beta y gamma
- Duración, inspecciona la radiación día y noche, no es necesario encender o apagar al
igual que cambiar la batería, la cual dura hasta 10 años.
- Gran pantalla
- Memoria de datos
INSTRUMENTOS REGISTRADORES
Instrumentos
Registradores: Los instrumentos registradores trazan
continuamente ó por puntos la variable de instrumentación, las gráficas que producen
suelen ser circulares, rectangulares ó en forma de rollo según se acoplen al proceso que
registran.
Instrumentos Graficadores de Señales ó Registradores.
Instrumentos Graficadores de Señales ó Registradores.
Registradores de carta circular
Registradores para presión, temperatura,
alcances de dos presiones ó dos
temperaturas, ó una combinación de
temperatura y presión. Instalación fija ó
portátil. Cajas en acero inoxidable ó
aluminio
fundido.
Gráficas
con
graduaciones para 1 hora, 4 horas, 12
horas, 24 horas, 7 días, 1 hora/15
minutos conmutable y 8 horas/24 horas conmutable. Alcances de medición adaptables a
las necesidades del cliente.
REGISTRADORES DE TEMPERATURA Y HUMEDAD Modelo: TH8
Registrador de carta circular marca marca Dickson
Principales Características: Indicación digital, Rangos seleccionables por el usuario en
cuanto a tiempo de registro y te temperaturas, alarmas audio visuales, Punto de rocio C/F y de
RH, Calibración por el usuario, Sensor externo.
Rangos de temperatura seleccionables: -20 a +120°F, -20 a +50°C, +40 a +110°F, +5 a
+40°C, 0 a +185°F
Rango de temperatura: Rangos seleccionables desde -20 a +185°F (-20 a +50°C)
Precisión de temperatura: ±1.8°F (±1°C)
Rango de humedad: 0 a 95% RH
Precisión de la humedad: ±2% desde 0 y 60%, ±3% desde 60 a 95%
Rango punto de condensación (Calculado): -22 a +122°F (-30 a +50°C)
Precisión punto de condensación (Calculado): 10% a 95% RH: ±7.2°F (±4°C)
Condiciones ambientales de funcionamiento: +32 a +122°F (0 a +50°C), 0 a 95% RH ;
Prueba: -20 a +185°F (-20 a +50°C), 0 a 95% RH
Tipo de alarma: Audio/Visual; High/Low
Alimentación: Adaptador 120V AC
Indicador de energía: Display LCD
Cable eléctrico: 6’ (2 metros)
Display: LCD 3.5 dígitos
Dimensiones del Display: 2.0" x 1.375"
Resolución del Display: .1°F (.1°C), .1% RH
Tamaño de la Carta (Diámetro): 8"
Tiempo de grabación: 24 horas, 7 días o 31 días
Dimensiones: 9.2" x 9.2" x 3.1" (23.4cm x 23.4cm x 7.9cm)
Peso: 4 lbs (1.8kg)
a)
b)
c)
d)
e)
a) Registrador.
b) Discos de cartas circulares.
c) Registrador de datos de temperatura con pantalla. Capacidad de memoria de 64 K.
Interfaz RS-232. Software opcional y cable de datos para la transmisión y
valoreación de datos en el PC. Pantalla con iluminación de fondo. Reloj con
tiempo real y fecha ajustable. EEPROM de datos permanente. Recalibrable.
d) Registrador de datos HOBO H8. Aparato con memoria de valores de 4 canales
externos. Las entradas de este registrador de datos son adecuadas para sensores y
cables de temperatura , corriente AC, 0 … 2.5 V DC, y 4….20 mA. Puede reunir
un total de 32520 valores de medición. Intervalo de exploración ajustable 0.5 seg,
y 9 horas, duración de la medición: 1 año. No se necesita calibración. Probado
contra caídas de hasta 1.5 m de altura.
e) Anemómetro PCE 07. Almacena 2000 registros de valores medidos. Mide la
velocidad del aire y temperatura. Calcula y muestra el caudal volumétrico. Puerto
de conexión RS-232. Software de transmisión de datos.
INSTRUMENTOS CONTROLADORES
Instrumentos Controladores:
Comparan la variable de proceso con un valor deseado y ejercen una acción de control
correctiva de acuerdo con la desviación producida.
El Instrumento Controlador
Controlador Universal N2000 Ideal para aplicaciones
de alta calidad, contiene las principales características
necesarias para diversos procesos industriales. Permite
configurar las entradas y salidas por teclado sin alterar el hardware.
Detalles del Producto. Acepta; Pt100, 4-20 mA, 50 mV, 0-5Vcc. Salidas: relé
3A/250Vca, lineal 4-20 mA y pulso lógico para relés y estado sólido. Alarmas: 2 relés
en la versión básica. Opcional: cuarto relé ó salida a colector abierto. Hasta 2 alarmas
temporizadas de 0 a 6500 seg. Resolución de la medición: 12000 niveles. Fuente de 24
Vcc para alimentar transmisores. Alimentación: 85-264 Vca ó 24 Vcc/ca. Retransmisión
del SetPoint en 4 a 20mA. Función Automático/Manual. Entrada de SetPoint Remoto
de 4 a 20 mA. Soft start programable de 0 a 9999 seg. 7 programas de 7 segmentos ó 1
de hasta 49 segmentos. RS-485, protocolo MODBUS, 19200 bps. Auto sintonía de
parámetros PID.
Controlador de temperatura de lazo único
Controlador todo-nada
Controladores de potencia
Controlador de Temperatura N960
Substituye con ventajas los obsoletos controladores con potenciómetros por reunir extrema
simplicidad de operación con la alta precisión de los instrumentos digitales. Su pantalla de
20mm permite que sea visto de grande distancia y su teclado funcional puede ser operado
hasta con guantes.
Controlador Universal N1100
Reúne en un único modelo las principales características necesarias a los más diversos
procesos industriales. Permite la configuración de las entradas de señal y salidas de control por
el teclado.
INSTRUMENTOS TRANSMISORES
Instrumentos Transmisores: Los transmisores captan la variable de proceso a
través del elemento primario y la trasmiten a distancia, en forma de señal neumática de
3 PSI a 15 PSI ó en forma de corriente de 4 mA a 20 mA, el elemento primario puede
formar parte integral del transmisor.
El Transmisor de Presión Diferencial
Transmisores de presión y nivel neumático
Transmisores de flujo másico de gases
Transmisor de temperatura Celsius.
Descripción: El transmisor Celsius es un elemento que convierte la variación de
resistencia, producto de la variación de temperatura, en una lineal variación de
corriente. En la industria se emplea como valor standard 4-20 mA. El sensor, una
termorresistencia de platino calibrada a 100 ohms en 0º C según la Norma DIN 43760,
es alojado en una vaina de acero inoxidable unida al cabezal de conexiones, donde se
encuentra la plaqueta del transmisor.
Especificaciones:
Rango de Temperatura: 0-50; 0-100; 0-200; 0-500 ºC.
Exactitud:± 0,5%
Impedancia de carga: 0-500 ohms.
Linealización: 0.1 % del valor final.
Temperatura área de montaje: 0 a 60 ºC.
Alarma de circuito abierto: La apertura de la Pt 100 hace que el valor de
salida en mA. alcance el valor máximo.
Conexión eléctrica: Dos hilos.
Alimentación: 12 a 48 vcc.
Block: Compuesto por dos plaquetas de circuito impreso preparado para soportar
vibraciones con bornera incorporada para conexión de dos hilos.
INSTRUMENTOS DE ALARMAS
Instrumentos de Alarmas:
Son instrumentos electrónicos que comparan contra un %, la señal de entrada de tal
forma que si se rebasa el punto fijo del % producen en su salida niveles lógicos que
indican el rebasamiento de la señal que monitorean.
Supervisor multifunción con alarmas MKM-C
El indicador y supervisor digital. MKM-C es un
instrumento para medición, supervisión y control de
variables eléctricas. Posee un display de cristal líquido.
Las mediciones son TRUE RMS hasta la 16avo
armónica. Comunicación RS232 y protocolo de
comunicación MODBUS-RTU.
Ventajas: Existente en 3 versiones con 2,1 ó sin
alarmas. Los relevadores se configuran para actuar con
cualquiera de las variables medidas. De fácil
instalación y tamaño de 96x96 mm, se adecua a paneles y tableros preexistentes. Como
característica opcional tiene un contador de horas de operacíón y partidas.
Sistema de alarma
Sistema de alarma
ELEMENTOS PRIMARIOS
Elementos Primarios:
Los elementos primarios están en contacto físico con la variable que miden, y utilizan ó
absorben energía del medio que controlan para darle al sistema de medición una
indicación ó respuesta a las variaciones del proceso que controla, los efectos que
producen pude ser cambios de posición, de presión, de fuerza, de corriente etc.
Sensor Ultrasónico
Sensor de Color
Sensores de proximidad
INSTRUMENTOS TRANSDUCTORES
El Transductor:
Los Transductores reciben una señal de entrada en función de una o mas cantidades
físicas y la convierten modificándola ó no a una señal de salida, son transductores un
relevador, un elemento primario, un electroneumático, etc.
ELEMENTOS DE CONTROL FINAL
Elementos de control final:
El elemento de control final recibe la señal del controlador y modifica al agente del
control del proceso.
Servomotor
INSTRUMENTOS CONVERTIDORES
Instrumentos Convertidores:
Son instrumentos que reciben una señal de entrada procedente de un instrumento y
después de modificarla envían la resultante en forma de salida estándar.
Convertidor de Posición Angular Programable
eléctrica programable
Convertidor Catalítico
Rotativo
Convertidor de medida
Convertidor
de
Fase
• Sensores PT100. Las termorresistencias tienen elementos sensitivos basados en
conductores metálicos que cambian su resistencia eléctrica en función de la temperatura.
Este cambio de resistencia se puede medir con un circuito eléctrico que consiste de un
elemento sensitivo, un elemento de tensión auxiliar y un instrumento de medida. Un
PT100 es un resistor del tipo PTC (coeficiente positivo de temperatura).
• Termopares con unidad de medida extraíble. Es un sensor de temperatura que
suministra una señal de tensión eléctrica, que depende directamente de la temperatura,
sin energía auxiliar adicional, a causa de sus características termoeléctricas. Dos
conductores metálicos se conectan a sus extremos, si las temperaturas de las conexiones
son diferentes se puede medir una tensión de corriente continua por interposición de un
instrumento de medida en el circuito térmico. El termopar no mide temperaturas
absolutas, sino la diferencia de temperaturas entre el extremo caliente y el extremo frío.
• Interruptores flotantes (sensores de nivel). La inclinación con la que el flotador se
mueve hacia arriba es detectada por un interruptor que da una señal.
Convertidor neumático/electrónico
Convierten una señal de proceso, temperatura, eléctrica, etc, a bucle de
corriente ó tensión. Al mismo tiempo incorporan en el sistema barreras de
aislamiento galvánico entre los circuitos de entrada de señal, salida de
señal y alimentación. Ideales para integrar en sistemas de adquisición de
datos.
Ventajas:
Acceso frontal a potenciómetros de Span, Offset, y jumpers de
configuración
3500 V eff. de aislamiento galvánico a 3 vías (entrada, salida y
alimentación).
Tiempo de respuesta: < 70 ms.
Precisión: < 0.2%
Rangos señal de salida: 0/20mA, 4/20mA, 0/10VDC, 0/1VDC.
Rangos señal de entrada: 0/20mA, 4/20mA, 0/50mA, 0/5mA, 0/10VD
Convertidores de presión a corriente,( PSI/mA)
LOCALIZACION DE EQUIPOS
CÓDIGOS DE IDENTIFICACIÓN
PARA INSTRUMENTOS
Para representar en forma codificada a los instrumentos de medición y control, se
emplean formas muy variadas, que cambian de industria a industria, existe la necesidad
de una normalización en este campo un tipo o clase de normalización lo reglamenta la
ISA.
INSTRUMENT SOCIETY OF AMERICA
Cuyas normas tienen como objetivo establecer códigos y símbolos de aplicación en la
tecnología industrial.
Ejemplo:
Letra o Número
Identifica la variable y
la función del equipo.
Letra o Número
Identifica el tipo de trabajo
y el sistema.
LT
L << Variable de nivel
LT << Transmisor de nivel
25
Letra o Número
Identifica el número
del bucle
64
2 << Corresponde al segundo sistema
5 << Identifica el trabajo que hace sobre el sistema
64 << Es el número del bucle cerrado.
El instrumento LT2564 es un transmisor de nivel, correspondiente al segundo sistema,
trabaja sobre la sección "gas de desecho" , es el lazo cerrado número 64.
Simbología
ANALYSIS (A)
1
AA
Analysis Alarm
2
AA H
Analysis Alarm High
3
AA HH
Analysis Alarm High High
4
AA L
Analysis Alarm Low
5
AA LL
Analysis Alarm Low Low
6
AC
Analysis Controller
7
ACV
Analysis Control Valve
8
AE
Analysis Element
9
AI
Analysis Indicator
10
AIC
Analysis Indicating Controller
11
AICV
Analysis Indicating Control Valve
12
AIT
Analysis Indicating Transmitter
13
AQ
Analysis Integrator or Totalizator
14
AR
Analysis Recorder
15
ARA
Analysis Recording Alarm
16
ARC
Analysis Recording Controller
17
ARCA
Analysis Recording Controller Alarm
18
AS
Analysis Switch
19
AS H
Analysis Switch High
20
AS L
Analysis Switch Low
21
AT
Analysis Transmitter
22
AX
Analysis Operation
CONDUCTIVITY (C)
1
CA
Conductivity Alarm
2
CAH
Conductivity Alarm High
3
CAHH
Conductivity Alarm High High
4
CAL
Conductivity Alarm Low
5
CALL
Conductivity Alarm Low Low
6
CC
Conductivity Controller
7
CCV
Conductivity Control Valve
8
CE
Conductivity Element
9
CI
Conductivity Indicator
10
CIC
Conductivity Indicating Controller
11
CICV
Conductivity Indicating Control Valve
12
CIT
Conductivity Indicating Transmitter
13
CQ
Conductivity Integrator or Totalizator
14
CR
Conductivity Recorder
15
CRA
Conductivity Recording Alarm
16
CRC
Conductivity Recording Controller
17
CRCA
Conductivity Recording Controller Alarm
18
CS
Conductivity Switch
19
CS H
Conductivity Switch High
20
CS L
Conductivity Switch Low
21
CT
Conductivity Transmitter
22
CX
Conductivity Operation
FLOW (F)
1
FA
Flow Alarm
2
FA H
Flow Alarm High
3
FAHH
Flow Alarm High High
4
FAL
Flow Alarm Low
5
FALL
Flow Alarm Low Low
6
FC
Flow Controller
7
FCV
Flow Controller Valve
8
FE
Flow Element
9
FI
Flow Indicator
10
FIC
Flow Indicating Controller
11
FICV
Flow Indicating Control Valve
12
FIT
Flow Indicating Transmitter
13
FQ
Flow Integrator or Totalizator
14
FR
Flow Recorder
15
FRA
Flow Recording Alarm
16
FRC
Flow Recording Controller
17
FRCA
Flow Recording Controller Alarm
18
FS
Flow Switch
19
FS H
Flow Switch High
20
FS L
Flow Switch Low
21
FT
Flow Transmitter
22
FX
Flow Operation
HAND CONTROLLER (H)
1
HC
Hand Controller
2
HCV
Hand Control Valve
3
HIC
Manual Indicating Controller
Station
4
HS
Hand Activated Switch
TIME OR TIME SCHEDULE (K)
1
KA
Time Alarm
2
KA H
Time Alarm High
3
KA
HH
Time Alarm High High
4
KA L
Time Alarm Low
5
KA
LL
Time Alarm Low Low
6
KC
Program Controller
7
KCV
Interlocked Control Valve
8
KE
Time Element
9
KI
Clock
10
KIC
Time Indicating Controller
11
KICV
Time Indicating Control Valve
12
KIT
Time Indicating Transmitter
13
KQ
Time Integrator or Totalizator
14
KR
Time or Operation Recorder
15
KRA
Time or Operation Recording
Alarm
16
KRC
Time Recording Controller
17
KRCA
Time Recording Controller Alarm
18
KS
Time Switch or Timer
19
KS H
Time Switch High
20
KS L
Time Switch Low
21
KT
Time Transmitter
22
KX
Operation Counter
LEVEL (L)
1
LA
Level Alarm
2
LA H
Level Alarm High
3
LAHH
Level Alarm High High
4
LAL
Level Alarm Low
5
LALL
Level Alarm Low Low
6
LC
Level Controller
7
LCV
Level Control Valve
8
LE
Level Element
9
LI
Level Indicator
10
LIC
Level Indicating Controller
11
LICV
Level Indicating Control Valve
12
LIT
Level Indicating Transmitter
13
LQ
Level Integrator or Totalizator
14
LR
Level Recorder
15
LRA
Level Recording Alarm
16
LRC
Level Recording Controller
17
LRCA
Level Recording Controller Alarm
18
LS
Level Switch
19
LS H
Level Switch High
20
LS L
Level Switch Low
21
LT
Level Transmitter
22
LX
Level Operation
MOISTURE OR HUMIDITY (M)
1
MA
Humidity Alarm
2
MA H
Humidity Alarm High
3
MAHH
Humidity Alarm High High
4
MAL
Humidity Alarm Low
5
MALL
Humidity Alarm Low Low
6
MC
Humidity Controller
7
MCV
Humidity Control Valve
8
ME
Humidity Element
9
MI
Humidity Indicator
10
MIC
Humidity Indicating Controller
11
MICV
Humidity Indicating Control Valve
12
MIT
Humidity Indicating Transmitter
13
MQ
Humidity Integrator or Totalizator
14
MR
Humidity Recorder
15
MRA
Humidity Recording Alarm
16
MRC
Humidity Recording Controller
17
MRCA
Humidity Recording Controller Alarm
18
MS
Humidity Switch
19
MS H
Humidity Switch High
20
MS L
Humidity Switch Low
21
MT
Humidity Transmitter
22
MX
Humidity Operation
SPEED OR FREQUENCY (S)
1
SA
Speed Alarm
2
SA H
Speed Alarm High
3
SAHH
Speed Alarm High High
4
SAL
Speed Alarm Low
5
SALL
Speed Alarm Low Low
6
SC
Speed Controller
7
SE
Speed Element
8
SI
Speed Indicator
9
SIC
Speed Indicating Controller
10
SICV
Speed Indicating Control Valve
11
SIT
Speed Indicating Transmitter
12
SQ
Speed Integrator or Totalizator
13
SR
Speed Recorder
14
SRA
Speed Recording Alarm
15
SRC
Speed Recording Controller
16
SRCA
Speed Recording Controller Alarm
17
SS
Speed Switch
18
SS H
Speed Switch High
19
SS L
Speed Switch Low
20
SSV
Speed Control Valve
21
ST
Speed Transmitter
22
SX
Speed Operation
PRESSURE OR VACUUM (P)
1
PA
Pressure Alarm
2
PA H
Pressure Alarm High
3
PAHH
Pressure Alarm High High
4
PAL
Pressure Alarm Low
5
PALL
Pressure Alarm Low Low
6
PC
Pressure Controller
7
PCV
Pressure Control Valve
8
PE
Pressure Element
9
PI
Pressure Indicator
10
PIC
Pressure Indicating Controller
11
PICV
Pressure Indicating Control Valve
12
PIT
Pressure Indicating Transmitter
13
PQ
Pressure Integrator or Totalizator
14
PR
Pressure Recorder
15
PRA
Pressure Recording Alarm
16
PRC
Pressure Recording Controller
17
PRCA
Pressure Recording Controller Alarm
18
PS
Pressure Switch
19
PS H
Pressure Switch High
20
PS L
Pressure Switch Low
21
PT
Pressure Transmitter
22
PX
Pressure Operation
WEIGHT OR FORCE (W)
1
WA
Weight Alarm
2
WA H
Weight Alarm High
3
WAHH
Weight Alarm High High
4
WA L
Weight Alarm Low
5
WA LL
Weight Alarm Low Low
6
WC
Weight Controller
7
WCV
Weight Control Valve
8
WE
Weight Element
9
WI
Weight Indicator
10
WIC
Weight Indicating Controller
11
WICV
Weight Indicating Control Valve
12
WIT
Weight Indicating Transmitter
13
WQ
Weight Integrator or Totalizator
14
WR
Weight Recorder
15
WRA
Weight Recording Alarm
16
WRC
Weight Recording Controller
17
WRCA
Weight Recording Controller Alarm
18
WS
Weight Switch
19
WS H
Weight Switch High
20
WS L
Weight Switch Low
21
WT
Weight Transmitter
22
WX
Weight Operation
HYDROGEN ION CONCENTRATION
(pH)
1
PhA
Hydrogen Ion Concentration Alarm
2
PhA H
Hydrogen Ion Concentration Alarm High
3
PhA HH
Hydrogen Ion Concentration Alarm High High
4
PhA L
Hydrogen Ion Concentration Alarm Low
5
PhA LL
Hydrogen Ion Concentration Alarm Low Low
6
PhC
Hydrogen Ion Concentration Controller
7
PhCV
Hydrogen Ion Concentration Control Valve
8
PhE
Hydrogen Ion Concentration Element
9
PhI
Hydrogen Ion Concentration Indicator
10
PhIC
Hydrogen Ion Concentration Indicating Controller
11
PhICV
Hydrogen Ion Concentration Indicating Control Valve
12
PhIT
Hydrogen Ion Concentration Indicating Transmitter
13
PhQ
Hydrogen Ion Concentration Integrator or Totalizator
14
PhR
Hydrogen Ion Concentration Recorder
15
PhRA
Hydrogen Ion Concentration Recording Alarm
16
PhRC
Hydrogen Ion Concentration Recording Controller
17
PhRCA
Hydrogen Ion Concentration Recording Controller Alarm
18
PhS
Hydrogen Ion Concentration Switch
19
PhS H
Hydrogen Ion Concentration Switch High
20
PhS L
Hydrogen Ion Concentration Switch Low
21
PhT
Hydrogen Ion Concentration Transmitter
22
PhX
Hydrogen Ion Concentration Operation
TEMPERATURE (T)
1
TA
Temperature Alarm
2
TA H
Temperature Alarm High
3
TAHH
Temperature Alarm High High
4
TA L
Temperature Alarm Low
5
TA LL
Temperature Alarm Low Low
6
TC
Temperature Controller
7
TCV
Temperature Control Valve
8
TE
Temperature Element
9
TI
Temperature Indicator
10
TIC
Temperature Indicating Controller
11
TICV
Temperature Indicating Control Valve
12
TIT
Temperature Indicating Transmitter
13
TQ
Temperature Integrator or Totalizator
14
TR
Temperature Recorder
15
TRA
Temperature Recording Alarm
16
TRC
Temperature Recording Controller
17
TRCA
Temperature Recording Controller Alarm
18
TS
Temperature Switch
19
TS H
Temperature Switch High
20
TS L
Temperature Switch Low
21
TT
Temperature Transmitter
22
TX
Temperature Operation
POSITION (Z)
1
ZA
Position Alarm
2
ZA H
Position Alarm High
3
ZAHH
Position Alarm High High
4
ZA L
Position Alarm Low
5
ZA LL
Position Alarm Low Low
6
ZC
Position Controller
7
ZCV
Position Control Valve
8
ZE
Position Element
9
ZI
Position Indicator
10
ZIC
Position Indicating Controller
11
ZICV
Position Indicating Control Valve
12
ZIT
Position Indicating Transmitter
13
ZQ
Position Integrator or Totalizator
14
ZR
Position Recorder
15
ZRA
Position Recording Alarm
16
ZRC
Position Recording Controller
17
ZRCA
Position Recording Controller Alarm
18
ZS
Position Switch
19
ZS H
Position Switch High
20
ZS L
Position Switch Low
21
ZT
Position Transmitter
22
ZX
Position Operation
Símbolos y Diagramas Capitulo 2
19
CAPITULO
2
SIMBOLOS Y DIAGRAMAS
En este capitulo conocerá:
La simbología de las principales variables de un proceso
Los diagramas de detalle de lazos de control
Los símbolos y diagramas son usados en el control de procesos para
indicar la aplicación en el proceso, el tipo de señales empleadas, la
secuencia
de componentes interconectadas y de alguna manera, la instrumentación
empleada. La Sociedad de Instrumentistas de América (ISA por sus siglas
en
ingles Instruments Society of America) publica normas para símbolos,
términos y diagramas que son generalmente reconocidos en la industria.
Este
capitulo esta basado en esas normas y ayudara a utilizar e interpretar los
símbolos utilizados en el control de procesos.
Identificación del Instrumento
Los instrumentos son generalmente identificados por números en una
etiqueta. El número de la etiqueta identifica (1) la función en el proceso y
(2)
el lazo de control en el cual está localizado. La figura 2-1 indica cómo las
letras y los números son seleccionados y agrupados para lograr una rápida
identificación.
Fig. 2-1 Letras y Números Utilizados para Números de Etiquetas
Símbolos y Diagramas Capitulo 2
20
La función o variable de proceso puede ser fácilmente asociada con el
tipo de medición hecha en el proceso. Así, el FRC (Flow Recorder
Controler
por sus siglas en ingles) mostrado en la figura. 2-1 identifica un controlador
registrador de flujo. Las letras del alfabeto son utilizadas para formar la
combinación de estos nombres. En la figura. 2-2 su muestra la tabla con las
letras correspondientes a cada termino.
PRIMERA LETRA(S) LETRAS POSTERIORES
VARIABLE DE PROCESO MODIFICADOR READOUT OUTPUT MODIFIER
A análisis A alarma
B quemador de flama * * *
C conductividad C controlador
D densidad D diferencial
E voltaje E elemento primario *
F flujo F relacion
G gaping G vidrio
H hand H alto
I corriente I indicador
J potencia J muestrear
K timpo K estación de
control
L nivel L light
M humedad M medio
N****
O * O orificio
P presión P punto
Q cantidad Q integrado
R radioactividad R recorder
S velocidad S safety S interruptor
T temperatura T transmisor
U multivariable U multifunción U multifunction U multifunción
V viscosidad V válvula
W peso W pozo
X
Y * Y relay
Z position Z drive
*as desired
Fig. 2-2 Identificación del Instrumento con Letras
Los números para la identificación del lazo de control tienen una base
diferente y sirve para un propósito diferente. El FRC de la figura 2-1, por
ejemplo, es también el número del lazo del instrumento en este caso 102 en
un
proceso. Este número puede ser modificado posteriormente para indicar la
localización del instrumento.
Símbolos y Diagramas Capitulo 2
21
Por ejemplo, la figura 2-1 podría haber sido numerada también FRC 25102 ó 25 FRC 102. Ambos códigos se leen de la siguiente manera:
controlador registrador de flujo No. 102, construcción 25. Normalmente
cuando se tiene varios instrumentos del mismo tipo se agrega una letra
después del número.
Por ejemplo, si el registrador de flujo recibe señales de dos transmisores
de flujo separados, la etiqueta de un transmisor se podría leer FT 102 A
(flow
transmiter por sus siglas en ingles) y la otra se podría identificar por FT
102 B.
En los diagramas los números de la etiqueta son colocados dentro de
círculos. La figura 2-3 muestra varias normas de arreglos de círculos. Note
que la identificación funcional está siempre en la mitad superior del globo
mientras que el número del lazo de control está en la mitad inferior. Una
línea
dibujada en el centro indica un instrumento montado en el panel de control.
Un circulo sin línea en el centro indica que está montado en forma local
o en el campo. Una línea punteada indica que está montado atrás del
tablero
de control Cuando dos círculos son dibujados unidos (figura 2-3) están
indicando múltiples funciones.
Por ejemplo si el FRC ( Control registrador de flujo) mostrado en la
figura 2-1 incluye una segunda plumilla para graficar presión, un circulo
doble
aparecería en el dibujo para indicar su función.
Un número colocado fuera del circulo identifica el tablero de control
donde el instrumento está instalado (Figura 2-3).
Fig. 2-3 Símbolos Estándar
Símbolos y Diagramas Capitulo 2
22
Las señales de instrumentación utilizadas en el control de procesos son
usualmente de los siguientes tipos: Neumática, electrónica (eléctrica),
capilar,
hidráulica, sónica o indicando radioactividad. Cada señal tiene un símbolo
diferente y los símbolos son mostrados en la figura 2-4.
Fig. 2-4. Líneas de Conexión de Instrumentos
Símbolos en el Control de Procesos
Los símbolos de los instrumentos que representan un proceso de
intercambio de calor están mostrados en la figura 2-5. Note que se utilizan
varios elementos primarios y varios tipos de señales son utilizados. Aunque
las señales eléctricas y neumáticas no son comúnmente utilizadas juntas,
ambas son utilizadas en este diagrama para demostrar aplicaciones típicas
de
los símbolos de instrumentos.
Así el registrador de flujo 100 que está montado en el panel, tiene una
entrada neumática y el controlador registrador de temperatura 101 que está
montado en el panel, tiene un sistema de llenado térmico o entrada capilar.
Usualmente se puede obtener considerable información sobre procesos
e instrumentación estudiando un dibujo similar a la figura 2-5. Aquí los
lazos
combinados para la medición del flujo de vapor (FR 102) y la presión del
vapor (PR 103) ilustran cómo son aplicados los símbolos.
xxxx
LLLL
CONECTA A PROCESO
SEÑAL ELECTRICA
CAPILAR (SISTEMA TERMICO)
SEÑAL HIDRAULICA
SEÑAL ELECTROMAGNETICA
SONICA O RADIACTIVA
Símbolos y Diagramas Capitulo 2
23
Fig. 2-5 Símbolos de Instrumentos en un Proceso Simple
Como un ejemplo, note el símbolo para medición del flujo de vapor.
Este componente aparece en la figura 2-6 como una placa de orificio
biselado
(FE 102).
La salida neumática del transmisor montado localmente FT 102 (figura.
2-5) envía una señal al registrador que está en el panel de control con la
identificación FR 102. El 1 identifica la localización en el panel.
Información
similar del lazo de presión (PT 103 y PR 103) incluye el hecho que la
presión
de salida es registrada. Cuando se miden fluidos compresibles (gas, aire,
vapor), el uso de la presión de entrada o la de salida afectará
significativamente la cantidad final o el volumen que se calcule con los
datos
registrados en las graficas. En el ejemplo mostrado en la figura 2-5, el
vapor
fluye al intercambiador para calentar el fluido del proceso.
La línea que une el transmisor de presión al proceso es colocada en el
intercambiador en el lado de salida de la placa de orificio, lo cual indica
que
se registra la presión de salida .En el lazo de flujo 100, el elemento de flujo
o
dispositivo primario difiere del que se utilizó en el lazo de vapor. De
acuerdo
a la figura 2-6, éste es un tubo de Venturi. La señal de salida del transmisor
es
electrónica.
LV
104
INTERCAMBIADOR DE
CALOR DEL PROCESO
VAPOR
FR
100
FT
100 TV
101
FE
102
FT
102
FR
102
PR
103
PT
103
TRC
101
TS
101
TAL
101
TW
101
FLUIDO DEL
PROCESO
TE
101
LIC
101
FO
FC
X
X
X
Símbolos y Diagramas Capitulo 2
24
En el lazo de temperatura (TRC 101), el elemento final de control es
una válvula. Las letras FO justo debajo del símbolo de la válvula, indica
que la
válvula abre si el diafragma se rompe, o la señal de aire falla, o si existe
una
condición similar. El segundo circulo unido al TRC (TS 101) significa que
se
utiliza un interruptor para activar un TAL (alarma por baja temperatura por
sus siglas en ingles Temperarure Alarm Low), la cual también está
localizada
en el panel de control.
Reconocimiento de Símbolos
Si se requiere determinar el significado de las conexiones de los lazos,
deberá estar capacitado para reconocer los símbolos representativos de los
elementos primario y final. Los dispositivos primarios para temperatura,
presión, nivel y flujo son mostrados de la figura 2-6 a la 2-9. La figura 2-10
está dedicada a los dispositivos finales. Existen otros dispositivos primarios
y
finales además de los mostrados en las figuras. Sin embargo, si domina los
aquí presentados los otros serán fáciles de reconocer.
Temperatura
En la figura 2-6, los TW (termopozos por sus siglas en ingles termo well)
son incluidos dentro de los elementos primarios. Por ejemplo el elemento
primario TR 31 indica un registrador de temperatura que está directamente
conectado a la tubería del proceso por un sistema de llenado térmico. Un
TW
es usualmente instalado de 10 a 12 pulgadas (250 a 475 mm) dentro del
elemento térmico.
Para probar los instrumentos instalados con exactitud y sin mover o
reemplazar el elemento primario, inserte un termómetro de vidrio, termopar
de
prueba o un bulbo de resistencia en el termopozo . Este procedimiento es
más
exacto que uno donde el elemento primario es reemplazado durante la
prueba.
En el último caso, la temperatura del TW podría cambiar durante el cambio
del nuevo elemento primario y la lectura sería inexacta.
Símbolos y Diagramas Capitulo 2
25
Fig. 2-6 Elementos Primarios para Control de Temperatura
Presión
La figura 2-7 muestra algunas aplicaciones de medición de presión más
comunes en instrumentación de procesos.
Fig. 2-7 Elementos Primarios para Control de Presión
TR
31
TUBO DEL PROCESO
TUBO DEL PROCESO
TW
33
TANQUE
TUBO DEL PROCESO
TT
34
TANQUE
TW
31 TR
32 TW
32 TIT
33
TI
REGISTRADOR LOCAL
SISTEMA TERMICO
CON TERMOPOZO
X
X
XX
REGISTRADOR LOCAL
CON TERMOPAR O RESISTENCIA
CON TERMOPOZO
TRANSMISOR INDICADOR
Y SISTEMA DE LLENADO
TERMICO
TERMOMETRO DE
VIDRIO O BIMETALICO
TRANSMISOR TIPO RADIACION
TERMICA (PIROMETRO OPTICO)
PI
24 PI
26 FT
27 PT
28 TANQUE
INDICADOR CONECTADO DIRECTAMENTE
TUBO DEL PROCESO
FLUJO
TRANSMISOR CONECTADO DEL LADO DE
BAJA PRESION DEL TRANSMISOR DE FLUJO
X
X
X
X
X PI
26
PI
30
UTILIZANDO SELLO QUIMICO
TUBO DEL PROCESO
TUBO DEL
PROCESO
UTILIZANDO SIFON
PARA VAPOR
Símbolos y Diagramas Capitulo 2
26
Nivel
La figura 2-8 muestra que los símbolos de nivel y las instalaciones
actuales tienen mucho en común. Note la diferencia entre LT 18 y LT 19.
El
LT 18 tiene una derivación diferencial aplicada a un recipiente cerrado o
presionado y el LT 19 es conectado a un tanque abierto, además el lado de
baja presión es venteado a la atmósfera.
Fig. 2-8 Elementos Primarios de Control de Nivel
Flujo
En la figura 2-9, el FE-5 es un tubo Pitot y el FE 9 (Flow element) es un
medidor de tipo propela, ambos dibujos se asemejan en los mecanismos de
los
medidores de flujo que representan , porque se buscó que los símbolos
fueran
lo más parecido posible a los aparatos medidores.
TANQUE
TANQUE TANQUE
CONTROL LOCAL
(TUBO DIRECTO)
TUBO DE BURBUJEO
O CON TRANSMISOR
LT
23
LG
16
LI
LT 21
20 LT
19
LI
18
LC
24
LR
22
MANOMETRO
DE VIDRIO INDICADOR
TANQUE TANQUE TANQUE
TANQUE TANQUE TANQUE
LE
22
TRANSMISOR
TRANSMISOR
(LADO DE BAJA VENTEADO) TRANSMISOR (CONECTADO
DIRECTO AL LADO DE ALTA)
MANOMETRO EN TABLERO
(ACTUADO POR FLOTADOR)
TUBO DE BURBUJEO
CONECTADO A DISPOSITIVO FINAL
LI
17
Símbolos y Diagramas Capitulo 2
27
Fig. 2-9 Elementos Primarios para Control de Flujo
Elementos finales de control.
Las válvulas, elementos finales en los lazos de control se muestran en la
figura 2-10 las válvulas son los elementos de control más comunes, sin
embargo se utilizan también otros elementos finales de control como son
los
amortiguadores, controles de velocidad o circuitería de posición. Nótese
que
cualquiera de los actuadores listados puede ser utilizado con cualquiera de
los
cuerpos de las válvulas mostradas. Usualmente se utilizan sólo los símbolos
más simples y se reservan las especificaciones detalladas para los
diagramas
de los lazos de control.
MEDIDOR DE FLUJO
ULTRASONICO
CON TRANSMISOR
PLACA DE
ORIFICIO
CON BISEL
PLACA DE ORIFICIO
CON INDICADOR DE
FLUJO
PLACA DE ORIFICIO
CON ACCESORIOS
DE CAMBIO RAPIDO
TUBO PITOT
MEDIDOR DE
OBJETIVO (TARGET)
FT
13
MEDIDOR DE
DESPLAZAMIENTO
POSITIVO
FQI
13
FG
15
FI
12
FE
3
FI
2
X FE
VENTURI O
TOBERA DE
FLUJO
VERTEDERO CANAL
MEDIDOR DE
TURBINA O
PROPELA
MEDIDOR DE FLUJO
ELECTROMAGNETICO
CON TRANSMISOR
FE
7
FE
6
FT
10
FE
9
FE
5
Símbolos y Diagramas Capitulo 2
28
Fig. 2-10 Elementos Finales de Control
Diversos Símbolos
La figura 2-11 muestra otros símbolos frecuentemente utilizados porque
varios ejemplos de éstos aparecen en los dibujos subsecuentes, es
importante
que usted se familiarice con ellos.
Símbolos y Diagramas Capitulo 2
29
Fig. 2-11 Diversos Símbolos
Aplicaciones
Para mostrar un proceso y el control de procesos particularmente, se
utilizan cuatro tipos de diagramas.
P & Id o DTI (Diagrama de Tuberías e Instrumentación) o DPI
(Diagrama de Proceso e Instrumentos) . El P & ID (por sus siglas en inglés
Diagrama de Tubería e Instrumentación) es la base de cualquier diseño de
procesos. Básicamente es un diagrama que puede medir más de 40 pies
(12.2
m) de longitud, dado que los recipientes, bombas y otros componentes se
muestran en este tipo de dibujo.
Las líneas en el DTI representan, la tubería que se requiere para operar
el proceso. Así, el DTI es un "diagrama de rutas" de los caminos tomados
por
los diferentes fluidos del proceso. Las dimensiones de bombas y los tubos
están contenidos en el DTI.
Un DTI bien detallado, simplifica sus decisiones sobre cómo controlar o
instrumentar el proceso. No todos los instrumentos mostrados en el P & ID
trabajan como instrumentos de control.
FOCO PILOTO
ESTRACTOR DE
RAIZ CUADRADA
SELLO QUIMICO
X
PR
CONEXIÓN
MONTADA
EN EL PANEL
DE CONTROL
PURGA
CANDADO LATCH
O RESET
CONEXIÓN
INTERLOCK
I AND OR
LOGICA Y LOGICA O
MULTIPLICADOR
/
DIVISOR
X/
MULTIPLICADOR
DIVISOR
+
SUMADOR
SUSTRACTOR
<
MAYOR QUE
>
MENOR QUE
Símbolos y Diagramas Capitulo 2
30
Los indicadores de presión, temperatura o registradores, son meramente
indicadores. Todos aparecen en el DTI en su posición apropiada y los
instrumentos incluidos en el DTI son aquellos que son básicos en el
proceso y
reflejan el conocimiento del diseñador en la operación.
El DTI muestra el proceso entero y proporciona una guía completa para
las operaciones del proceso y los instrumentos involucrados, también
permite
al técnico, instrumentista o mecánico, visualizar todos los sistemas de
control.
Así, a pesar de su tamaño, el DTI es una herramienta valiosa.
Revisión de especificaciones de instrumentos
Ubicación. Los diagramas de ubicación muestran con detalle la posición de
la
instrumentación y equipo instalado en y alrededor del proceso.
La figura 2-12 es una vista simplificada de un evaporador de doble
efecto. Este diagrama es en realidad un plano que muestra las principales
partes del equipo del proceso, tales como calefactores, cabezales de vapor y
bombas. Los círculos adyacentes identifican los instrumentos utilizados en
el
sistema. Debajo de cada circulo que representa un instrumento, está una
notación indicando la elevación a la cual el instrumento está instalado.
Fig. 2-12 Dibujo Típico de Localización de instrumentos y equipos. ( EL 4FT significa elevación
a 4 pies)
PIT
PIT
102
FT
102
PY
103
PV
103
TW
113
TE
113A
1er CALENTADOR 2o CALENTADOR
TW
114
LT
107
LIC
107
LV
107
LV
112
LIC
112
CONDENSADOR
No 1
PRE
CALENTADOR
1er CABEZAL DE VAPOR
EL 4 FT
EL 4 FT
EL 4 IN
EL 2 FT
EL 35 FT
EL 99 FT
EL 4 FT
EL 25 FT
EL 12 FT
EL 25 FT
EL 4 FT
EL 2 FT
EL 2 FT
BOMBA DE
RECIRCULACION No1
BOMBA DE
RECIRCULACION No2
Símbolos y Diagramas Capitulo 2
31
Un diagrama de ubicación es especialmente útil para el mecánico o
técnico que no está familiarizado con el área; sin embargo, es también de
bastante valor para el que instala el equipo, puesto que da una elevación
definida y una posición para cada uno de los instrumentos y equipos del
proceso.
La información restante puede ser obtenida de los diagramas de puntos
y líneas. Tales diagramas muestran la tubería de aire del instrumento y las
principales vías de las señales del instrumento.
Diagramas de lazos
Los diagramas de lazos de control son probablemente los más
importantes para el técnico o instrumentista de mantenimiento. La figura 213
es un diagrama de lazo de control típico, muestra un lazo de flujo con un
transmisor diferencial electrónico conectado a una placa de orificio.
Ambas secciones del tubo, la entrada y la salida, son condicionadas en
función del diámetro interior del tubo por donde fluye el fluido. La razón
y
el tamaño del barreno son mostrados para la placa de orificio, se da más
información sobre si un bisel es incluido o no.
Fig. 2-13 Diagrama de un Lazo de control
TIERRA
COMUN
CAMPO
VALVULA
TRIPLE
TRANSMISOR (FT 101)
CALIBRADO 0-2540mm de H2O
RANGO DE (0-100” H2O
SALIDA DE 4-20 ma
PLACA DE ORIFICIO (FE 101)
B=0.565
BARRENO=57.8mm
NO BISELADO
610mm
2 ft
2.438mm
6ft
FR 101
TB - 6
BLINDAJE
REGISRTADOR DE FLUJO
ENTRADA 4-20 mm
CARTA 1-10 RAIZ CUADRADA
CARTA X100=m3/HR
4400 GPM
Símbolos y Diagramas Capitulo 2
32
La información restante podría estar indicando si el orificio está
excéntrico o segmentado. Este dato le permite hacer la calibración, probar o
determinar una posible falla.
Instalación
La figura 2-14 muestra un dibujo típico del detalle de instalación de un
transmisor de presión diferencial para medición de flujo con salida
electrónica.
Fig. 2-14 Detalle de
Instalación
Símbolos y Diagramas Capitulo 2
33
Este será posteriormente montado y conectado a un venturí. Se introduce
un
fluido de purga es introducido en el mismo transmisor para mantener el
diafragma limpio.
Cada conexión, nipple, válvula, unión o sección de tubería tiene un
número de identificación. Este número referido a la lista de material, da
una
breve descripción de la parte. El número 18, por ejemplo, es listado como
una
T de ½”, roscada, de acero forjado, número 3000, ASTM A-181, GR 1 y
sólo
se requiere una.
Diagrama de Alambrado
La figura 2-15 ilustra un concepto de alambrado que es único por las
siguientes razones.
Dado que todos los alambres se conectan en una tira terminal y no hay
alambres conectándose de un componente a otro. Entonces cualquier
equipo
puede ser desconectado sin alterar la señal del resto de los instrumentos.
1. El diagrama en pocas lineas
2. Los componentes son divididos en dos clasificaciones: los principales
instrumentos del frente del pánel están numerados. Las piezas secundarias
del equipo, tales como extractores de raíz cuadrada o interruptores de
alarmas, son identificados con letras.
3. El técnico o instrumentista de mantenimiento no necesita un diagrama
impreso dado que el sistema de etiqueta en ambas terminales de cada
alambre, proporciona toda la información requerida.
Símbolos y Diagramas Capitulo 2
34
Fig. 2-15 Diagrama de Alambrado
H
A
C
I
A
L
A
A
L
A
R
M
A
1
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
+-+1
4
LT
101
1
9
2
10
A
3-6
FT
101
A
7
2
11
1
11
1
10
va hacia el tablero
va hacia componente
numerada
va hacia componente con
letras
FIC 101
101 102
11 10
98
76
54
1-H 3
G H-2
FR 101
TP TP
11 10
98
76
54
1-H 3
G H-2
12
IDENTIFICACION
23
1
8
5
7
FS 101
TB1 TB2 TB3
101 G 201
1-H
103 2-N 203
3
104 4
5
6
106 7
4
6
+
A
TB 1 1-9
ALAMBRE ETIQUETADO
HACIA LA TIRA
TERMINAL 1
CABLES DEL 1
AL 9
A
T
R
A
S
D
E
T
A
B
L
E
R
O
T
A
B
L
E
R
O
D
E
C
O
N
T
R
O
L
Símbolos y Diagramas Capitulo 2
35
Note que los “puentes” de las terminales 2 a 3 a 4 en el equipo de campo
son tres conexiones negativas que están separadas para un lazo de control
FT
101. El lado negativo se conecta como se indica: la terminal 2 al poste 10
en el
componente 1, la terminal 3 al poste 10 en el componente 2 y la terminal 4
a
los postes 3 y 6 del componente A.
Los cuadros indican que los alambres van a un instrumento en el panel
frontal. Los círculos indican que los alambres van a un instrumento en el
panel
trasero. Con un poco de practica se estará rápidamente familiarizando con
este
tipo de diagramas
Otros Tipos de Símbolos
La figura 2-16 ilustra un sistema de control de combustión mostrado en
simbología lógica o funcional.
Fig. 2-16 Sistema de Control de Combustión
FT GAS COMBUSTIBLE
CONTROLADOR DE
FLUJO DE COMBUSTIBLE
K
+
FT FT
K
+
VAPOR AIRE
CONTROL
MAESTRO
K
CONTROLADOR +
DEL FLUJO DE AIRE
ATA
F(X)
ATA
VALVULA DE
COMBUSTIBL
TA
K
F(x)
K
K
F(X)
F(X)
REGULADOR DE TIRO DE
CHIMENEA
TA
REGULADOR DE TIRO DE CHIMENEA
Símbolos y Diagramas Capitulo 2
36
Una explicación de estos símbolos publicados por SAMA (Asociación
de Fabricantes de Aparatos Científicos) está dado en la figura 2-17.
Fig.2-17. Tabla de Funciones Lógicas
Resumen
Un sistema de identificación de instrumentos podría incluir los
siguientes componentes:
1. Etiqueta con números para definir la función en el proceso y la
localización
del instrumento.
2. Símbolos para identificar las señales del control de procesos neumáticas,
hidráulicas, capilares, electrónicas, sónicas o radiactivas.
3. Símbolos para representar dispositivos de control primarios y finales que
gobiernan el flujo, nivel, presión y temperatura.
Se utilizan cuatro tipos de dibujos en sistemas de control de procesos.
1. El DTI (tubería e instrumentación) como la base de cualquier diseño de
procesos.
2. Localización de esquemas para indicar la posición de los instrumentos y
equipos instalados
Símbolos y Diagramas Capitulo 2
37
3. Esquemas de instalación para proporcionar detalles de partes y
posiciones
de los instrumentos
4. Diagramas de lazos de control para calibración y localización de fallas.
VP
LA FUNCIÓN MEMORIA
Ing. Juan Gilberto Mateos Suárez
INTRODUCCIÓN
Cuando se analizan circuitos lógicos de tipo secuencial se utilizan métodos clásicos que
usan tablas y gráficas, esta forma clásica de manejar datos en los sistemas secuenciales
implica el tener que aprender una serie de métodos tabulares y gráficos, se observa que
a la hora de aplicarlos en la solución de algún problema simple, se necesita una gran
cantidad de tiempo en formar las tablas y las gráficas, y eso que dichos problemas
constan solamente de una o de dos entradas y de una o dos salidas, en el caso de que el
número de entradas y salidas aumente, supongamos a 10 entradas y a 10 salidas, este
método tabular se vuelve tedioso, de tal forma que resulta ser un método impráctico.
Existe otra forma mucho mas sencilla de resolver estos problemas lógicos secuenciales,
éste método resulta tan fácil que se pueden tratar simultáneamente soluciones con
diagramas eléctricos y electrónicos (diagramas de escalera y diagramas con
compuertas lógicas), esta forma de analizar a los sistemas lógicos secuenciales es tan
popular que empresas tales como SQUARE D, NORPACK y MULTIPACK, se dedican
a fabricar paquetes lógicos industriales con aplicaciones a estos principios, para su
construcción usan polarización de +24 Volts con el fin de evitar problemas contra el
ruido industrial.
A este método lo llamaremos La Función Memoria y consiste en una técnica que se
utiliza para analizar y resolver sistemas lógicos secuenciales, es útil cuando se tienen
como máximo hasta cerca de 20 variables, si los sistemas secuenciales tienen mas de 20
variables esta técnica ya no resulta tan útil, esto sucede porque las fórmulas resultantes
serian inapreciables cuando se pasa a realizar su análisis en papel, en este caso se deben
usar otros principios, que veremos mas adelante.
DEFINICIÓN
"La Función Memoria es una fórmula lógica secuencial que se obtiene tomando a la
variable representativa del resultado final del sistema lógico secuencial como una
variable mas de entrada, produciéndose así de esta forma un lazo de
retroalimentación".
En su forma mas simple la función memoria se implementa con una compuerta de tipo
OR, las señales de entrada a la función memoria son un pulsador de mando (M)
encargado de excitar o activar la salida (R), la otra entrada es la señal de
retroalimentación, la cual se produce con un contacto auxiliar que se encuentra
normalmente abierto (R), se funcionamiento es de tal forma que cuando el contacto
auxiliar se cierra, la salida (R) se activa, logrando cerrar así el lazo de retroalimentación,
la expresión matemática Booleana se muestra enseguida;
R=(M+R)
LA FUNCIÓN
MEMORIA
FUNCIÓN MEMORIA CON PULSADOR DE BORRADO
Archivo en Microsoft Word
La memoria se debe poder borrar en cualquier momento deseado, ya que de lo contrario
la terminal en donde se observa la señal de salida quedaría excitada indefinidamente,
con tal finalidad se debe colocar en serie con todo el circuito secuencial una señal de
paro (P') la cual consta de un pulsador normalmente cerrado, la función memoria con
pulsador de borrado tiene la siguiente expresión Booleana;
R = P' ( M + R ).
Observando las fases de funcionamiento de la función memoria considerando las
condiciones necesarias para activar y desactivar la salida (R) se obtiene el cuadro de
valores siguiente;
Simulación realizada con el FluidSim de Festo Didactic
Download el software; Demo del "FluidSim.exe"
TABLA DE ESTADOS
FASE P' M Rn Rn+1
Condiciones
1
1 0 0
0
Posición inicial de reposo
2
1 1 0
1
Acción sobre el mando "M"
3
1 1 1
1
Retención (Estado inestable)
4
1 0 1
1
Desactivación de la señal de mando
"M"
5
0 0 1
0
Acción sobre el botón de paro (P')
6
0 0 0
0
Retención (Estado inestable)
7
1 0 0
0
Desactivación del botón de paro (P'),
condición inicial.
En la tabla que se muestra se considera que cuando un contacto o botón se encuentra
cerrado, significa que se esta observando un uno lógico, por otro lado si se encuentra
abierto entonces representará a un cero lógico.
Su simbología se escribe de tal manera que si es un uno lógico la variable que lo
representa se debe encontrar negada ( a' = 0 ), y si se trata de un cero lógico la variable
no debe estar negada ( a = 1 ), de la tabla anterior se obtiene por mintérminos, (suma de
productos), el siguiente resultado;
Rn+1 = P' MR'n + P' M Rn + P' M' Rn
Rn+1 = P' M ( Rn + R'n ) + P' M' Rn
Rn+1 = P' ( M + M' Rn )
Rn+1 = P' ( M + M' ) ( M + Rn )
Usando la fórmula Booleana siguiente; ab+c = (a+c) (b+c), se obtiene;
Rn+1 = P' ( M + Rn )
Aplicando el teorema de D'morgan : a b = (a ' + b ' ) ' resulta;
Rn+1 = [ ( P ' ) ' + ( M + Rn ) ' ] '
Rn+1 = [P + ( M + R n) ' ] '
R = P' ( M + R)
Instrumentación Virtual de la Función Memoria con LabVIEW.
Estructura "Formula Node"
R = P' ( M + R)
Simulación en LabVIEW 8.2 de la Función Memoria ( 44 Kbytes ).
CARACTERÍSTICAS DE LA FUNCIÓN MEMORIA
1).- El borrado de la función memoria puede efectuarse mediante otros pulsadores de
paro, esto es, se conectan interruptores de presión normalmente cerrados colocados en
serie con el botón de paro de la función memoria, tal como se muestra enseguida;
R = P' P'1 P'2 ( M + R )
R = [ P + P1 + P2 + ( M + R ) ' ] '
2).- La activación de la función memoria puede efectuarse mediante otros pulsadores de
mando, esto es, se conectan interruptores de presión normalmente abiertos colocados en
paralelo con el botón de mando de la función memoria, tal como se muestra enseguida;
R = P' P'1 P'2 ( M + M1 + M2 + R )
R = [ P + P1 + P2 + ( M + M1 + M2 +R ) ' ] '
3).- La acción sobre uno cualquiera de los botones de mando (o de paro), puede quedar
bajo las condiciones de estados lógicos deseados en que se encuentren uno o varios
contactos colocados en serie (o en paralelo) con el mando (o con el paro), tal como se
muestra enseguida;
R = P' P'1 P'2 ( M + M1F1’+ M2F2+ R )
R = [ P + P1 + P2 + ( M + M1F1’+ M2F2+R ) ' ] '
4).- El borrado de la función memoria puede conseguirse colocando en serie con el
contacto auxiliar (R), un contacto normalmente cerrado (P)' si el pulsador (P)' se
mantiene abierto puede activarse a la función memoria aunque sin retención, tal como
se muestra enseguida;
R = M + RP’
Esta fórmula se obtiene cuando se usan maxtérminos sobre la TABLA DE ESTADOS
anterior, es decir, si se usan los ceros para realizar la minimización de la ecuación
Boolena, de tal forma que se obtienen dos ecuaciones diferentes que pueden modelar a
la función memoria y que operan bajo las mismas condiciones de entradas
proporcionando los mismos resultados en su salida, aplicando el teorema de D’morgan
para dos señales que se suman se obtiene;
a + b = ( a’ b’ )
R = [ M’(RP’) ]’
Se observa que esta última ecuación cuando se alambra utiliza a dos compuertas
NAND y a dos inversores, si en la siguiente ecuación;
R = P' ( M + R )
se aplica el teorema de D’morgan para dos señales que se multiplican se obtiene;
ab = ( a’ + b’ ) ‘
R = [ P + ( M + R )’ ]’
Se puede observar que se necesitan dos compuertas NOR, y que no se involucran los
inversores, por lo tanto, la solución mas simple que produce resultados mas económicos
es esta última, denominaremos Función Memoria a la ecuación;
R = P' ( M + R )
SOLUCIÓN DE PROBLEMAS
PROBLEMA
TÍPICO
1
Un depósito es alimentado por una electrobomba, el gobierno de la bomba debe ser
totalmente automático, se dispone de dos sondas una de nivel máximo "M" y otra de
nivel mínimo "N", cuando el nivel y alcanza a la sonda "M" la electrobomba se para y
cuando no alcanza a la sonda "N" se pone en marcha, establecer el circuito que cumpla
las condiciones anteriores.
FASE M N Rn Rn+1
Condiciones
1
0 1 1
1
Posición inicial de reposo
2
1 1 1
0
El nivel alcanza a M
3
1 1 0
0
Paro de la Bomba
4
0 1 0
0
El nivel no alcanza a M
5
0 0 0
1
El nivel no alcanza a N
6
0 0 1
1
Marcha de la Bomba
7
0 1 1
1
El nivel alcanza a N'
Se observa que las fases 7 y 1 son idénticas, en consecuencia a partir de la fase 7 se
repite el ciclo;
Bn+1 = M’NBn + M’N’Bn’ + M’N’Bn
Bn+1 = M’NBn + M’N’(Bn’ + ’Bn)
Bn+1 = M’(NBn + N’)
Bn+1 = M’(N + N’) (Bn + N’)
Bn+1 = M’(Bn + N’)
ab = (a’+b’)’
Bn+1 = [ M’+ (Bn + N’)’ ]’
Simulación en LabVIEW 8.2 Problema Típico 1 (16.44 Kbytes )
PROBLEMA
TÍPICO
2
Una máquina bobinadora se excita mediante un motor activado por medio de un
contactor, se dispone de un pulsador de marcha y otro de paro se pretenden acoplar los
siguientes dispositivos;
Un sistema tal que cuando por alguna causa se produzca una sobrecarga en el
motor, este se desconecte inmediatamente.
Un dispositivo capaz de desconectar el motor en el caso de que el hilo de la
bobinadora se rompa.
Solución;
La función memoria que se encarga de accionar al contactor R tiene como expresión
Booleana a la siguiente ecuación;
R << P’( M+R)
A la función memoria hay que agregarle dos condiciones de borrado, la del relevador
térmico E’, el cual se activa con una sobrecarga y la del minirruptor rompehielos H’,
por lo tanto;
R = P’(M+R) E’H’
PROBLEMA
TÍPICO
3.
El accionamiento de dos relevadores Ra y Rb mediante sus respectivas funciones
memoria debe de cumplir con las condiciones siguientes;
El relevador Ra debe energizarse y desenergizarse independientemente
de Rb.
El relevador Rb solamente se energíza cuando Ra esta activado.
SOLUCIÓN;
La función memoria para Ra es;
Ra << Pa ' (Ma + Ra)
Como Rb solamente se activa cuando Ra sea previamente activado, a la función
memoria de Rb se le agrega la condición de Ra energizado, que debe ser un contacto
normalmente abierto que se cierra cuando el relevador Ra se activa.
Rb << Pb' ( Mb + Rb) Ra
Las ecuaciones solución son;
Ra = Pa' (Ma + Ra)
Rb = Pb' (Mb + Rb) Ra
Simulación en Multisim 7.0 (12 Kbytes)
PROBLEMA
TÍPICO
4
Tres motores gobernados por las funciones memoria de tres relevadores Ra, Rb y Rc
deben poder funcionar de forma tal que puesto en marcha cualquiera de los motores,
elimine la posibilidad de funcionamiento de los otros dos, se dispone de un único botón
de paro.
SOLUCIÓN;
Ra << P' (Ma + Ra)
Rb << P' (Mb + Rb)
Rc << P' (Mc + Rc)
A cada una de las funciones anteriores se le suman los estados inversos de las salidas de
las otras dos, para impedir con esto la activación de las otras dos cuando una de ellas
este activada.
Ra = P' (Ma + Ra) Rb' Rc'
Rb = P' (Mb + Rb) Ra' Rc'
Rc = P' (Mc + Rc) Ra' Rb'
Simulación en Multisim 7.0 (12 Kbytes)
PROBLEMA TÍPICO 5
Mediante dos pulsadores de marcha Md y Mi y un solo botón de paro se requiere
realizar el siguiente programa;
Pulsando Md la respuesta Rd se activa.
Si se pulsa luego a Mi la salida Ri no se activa.
Pulsando al botón de paro P' la respuesta Rd se desactiva
Pulsando Mi la respuesta Ri se activa
Si se pulsa luego a Md la salida Rd no se activa
Pulsando al botón de paro P' la respuesta Ri se desactiva.
NOTA; Obsérvese como la solución de este problema corresponde a la solución que
existe para lograr la inversión del giro de un motor de corriente directa.
SOLUCIÓN
Las respectivas funciones memoria son;
Rd << (Md + Rd)
Ri << (Mi + Ri)
Se utiliza un solo botón de paro por lo tanto;
Rd << P’(Md + Rd)
Ri << P’(Mi + Ri)
A cada una de estas funciones se le suma un borrado por medio de la función opuesta
Rd = P ' (Md + Rd) Ri '
Ri = P ' (Mi + Ri) Rd '
Diagrama de escalera
Diagrama lógico
Simulación en Circuit Maker 6.0 (3 Kbytes)
Simulación del giro de un motor de DC.
Simulación en Multisim 7.0 (12 Kbytes)
PROBLEMA TÍPICO 6
Proyectar un circuito para el lograr el control automático de un taladro vertical, dicha
maquina realiza el siguiente programa;
Mediante un pulsador Mb se inicia el descenso del taladro vertical.
Al llegar durante el descenso a un interruptor de fin de carrera FCB, se
debe interrumpir el descenso y automáticamente se inicia la subida.
Al llegar durante la subida a un interruptor de fin de carrera de subida
FCS, el taladro vertical se detiene.
El sistema contiene un pulsador de subida de emergencia Ps, mediante el
cual puede interrumpirse la bajada para que automáticamente se inicie la
subida.
Cuando el taladro este subiendo de ninguna manera debe iniciarse la
bajada, aunque se pulse sobre Mb.
SOLUCIÓN;
La función memoria para bajar la herramienta es;
Rb << (Mb + Rb)
Se borra la memoria cuando se llegue a FCB
Rb << FCB ' (Mb + Rb)
Rb no se debe activar cuando Rs este accionado, por lo tanto;
Rb << ( Mb + Rb) FCB ' Rs '
El botón de subida de emergencia desactiva a Rb y activa a Rs
Rb<< FCB ' ( Mb + Rb) Rs ' Ps '
Rs << (Ps + Rs)
La función memoria que controla el automático de la subida se logra cuando se
llegue a FCB
Rs << (FCB + Ps + Rs)
Y se borra cuando el taladro llegue al fin de carrera de subida FCS
Rs << (FCB + Ps + Rs) FCS '
Las ecuaciones resultantes son;
Rb = FCB ' Ps ' Rs ' (Mb + Rb) Rs = FCS ' (FCB + Ps + Rs)
Simulación en Multisim 7.0 (13 Kbytes)
PROBLEMA TÍPICO 7
Simulación del rotabit en LabVIEW 7.0 (14 Kbytes)
Se desea proyectar un mando automático de vaivén para una herramienta cepilladora, la
cual debe cumplir los siguientes requisitos;
Mediante dos pulsadores Md y Mi se inicia el proceso de vaivén en un sentido o
en otro.
Usando dos finales de carrera FCD y FCI se limita el recorrido en uno de los
sentidos y se inicia el recorrido en el sentido contrario.
Con un pulsador de paro se detiene el movimiento de vaivén en cualquier
posición que se encuentre el carro.
El control se protege con un sistema que no permita el funcionamiento de los
dos relevadores de mando.
Para la función memoria de marcha a la derecha se tiene;
Rd << (Md + Rd)
la inversión de sentido se logra cuando el carro llegue a FCI;
Rd << (Md + FCI + Rd)
esta memoria se borra cuando se pulsa al botón de paro P’ o cuando el carro llegue a
FCD, por lo tanto;
Rd << P’(Md + FCI + Rd)(FCI)’
para atender a la cuarta condición se agrega la función inversa de la otra;
Rd = P’(Md + FCI + Rd)(FCI)’Ri’
Ri = P’(Mi + FCD + Ri)(FCD)’Rd’
Simulación en Multisim 7.0 (13 Kbytes)
Simulación de una herramienta cepilladora, en Multisim 9.0
Diseño de una alarma sonora luminosa
Los procesos automáticos poseen un sistema de alarma, capaz de anunciar defectos ó
averías en el funcionamiento de un proceso, el sistema a diseñar explora varios puntos
("n alarmas") simultáneamente, cada punto de importancia dispone de un sensor, éste
activa un interruptor de acuerdo a las circunstancias que se provocan en un proceso por
el mal funcionamiento del sistema, diséñese un circuito que cumpla los siguientes
requisitos de secuencias;
Varios contactos de alarma exploran la buena marcha del proceso y al inicio no
están activados, se representa la suma de las "n alarmas" con la variable TA.
El equipo de alarma dispone de dos lámparas una verde "LV" que indica el buen
funcionamiento de la instalación y otra roja "LR" que nos indica el
funcionamiento anormal.
Al producirse el defecto en forma momentánea ó permanente se activa el
contacto de alarma Ta y automáticamente se apaga la lámpara verde "LV",
encendiéndose la luz roja "LR" con intermitencias, al mismo tiempo que empieza
a sonar el zumbador de una sirena que se denomina "S".
Cuando el operador percibe la señal de alarma acústica y óptica, procede a
oprimir un pulsador de recibo "TB" de alarma recibida, ésta acción hace
enmudecer a la sirena "S" y que deja a la luz roja encendida y sin intermitencias,
siempre y cuando la avería ó mal funcionamiento persista..
Al quedar resuelto el mal funcionamiento, se desactiva la señal de alarma "TA",
se enciende nuevamente la lámpara verde y se apaga la lámpara roja,
colocándose nuevamente el sistema de alarma en estado de alerta.
SOLUCIÓN;
El Contacto de alarma TA, al principio no esta activado, la condición de la señal de
alarma Ta no activada se usa para encender la lámpara verde:
LV R A
'
Al suceder la avería una función memoria almacena el defecto, se apaga la lámpara
verde y se enciende la luz roja con intermitencias;
RA TA RA
LR FX RA
Esta misma señal ya memorizada energiza el zumbador de la sirena;
S RA
Una vez que le operador percibe la señal de avería, acústica y óptica, pulsa un contacto
TB de enterado;
RB TB RB
Y con esta señal se enmudece el zumbador;
S R A RB
'
Y al mismo tiempo se enciende la luz roja con intermitencias;
LR FX RA RB
Al resolverse el mal funcionamiento, se enciende la verde y se apaga la roja, al
presionar el botón de paro.
Ecuaciones que dan la solución:
R A P ' TA R A
RB P ' TB RB
LV RA
LR FX RA RB
S RA RB
'
Download la Simulación de la alarma acústica y óptica,
en Multisim 9.0 (76 Kbytes)
Problemas
TEMPORIZACIÓN
Ing. Juan Gilberto Mateos Suárez
La finalidad de la temporización es retardar el paso de una señal desde un nodo del
circuito hasta otro punto, el diseño de este circuito se realiza con un dispositivo que se
conoce con el nombre de “monoestable” ó “temporizador”, éste elemento electrónico
dispone de una entrada “E” y una salida “S”, se tienen tres temporizadores básicos que
se denominan; la primera es la temporización a la activación, la segunda se llama
temporización a la desactivación y la tercera es una combinación de las dos anteriores,
temporización a la “activación y desactivación” simultaneas.
Retardo a la activación:
Es un circuito que produce una salida, después de un retardo intencionado y que se
define como “tw” el cual sucede al activarse la entrada, se simboliza como sigue:
S = [ E ta ]
Retardo a la desactivación:
Es el circuito que suprime una salida después de darse un retardo intencionado y que se
define como “tw” el cual sucede después de haberse desactivado la entrada se modela
con la siguiente ecuación.
S = [ E td }
Temporizadores básicos, diagrama de tiempos y simbología.
Temporizadores básicos con las salidas negadas, diagrama de tiempos y simbología.
Temporizadores básicos con las entradas negadas, diagrama de tiempos y simbología.
Según las gráficas de tiempo anteriores se deducen las siguientes igualdades.
[ E td ] ‘ = E ’ ta
E td = [ E ’ ta ] ’
[ E ta ] ‘ = E ’ td
E ta = [ E ’ td ] ’
[ E tad ] ‘ = E ’ tad E tad = [ E ’ tad ] ’
Este resultado significa que es posible diseñar los nueve comportamientos diferentes de
los temporizadores con un solo temporizador, con el diseño del temporizador a la
activación se permite armar los otros ocho circuitos temporizadores, es importante
utilizar en el diseño electrónico un monoestable no redisparable, para evitar salidas
espurias que se causan con la presencia de ruidos electromagnéticos.
Descripción del Monoestable NO Redisparable 74121
El 74121 es un multivibrador monoestable, (One Shot) que se activa con los dos bordes,
el borde de entrada y el borde de salida, genera dos salidas complementarias, Q y Q´.
Contiene una resistencia interna de 2 k ohms, se prove para minimizar el diseño y usar
solamente un capacitor externo. La entrada (A) se activa con la transición de bajada
(Borde de salida) del disparo y la entrada (B) se activa con la transición de subida
(Borde de entrada) del disparo, la compuerta AND contiene un comparador Schmitt
Trigger, lo cual que permite obtener los disparos del monoestable libres de
perturbaciones oscilatorias, soporta tasas de transición tan lentos como 1.0
voltio/segundo.
Características:
v
Es activo a los dos bordes de transición, borde de bajada y borde de subida.
v
Genera pulsos variables desde 30 ns hasta 28 segundos.
v
Contiene excelente inmunidad al ruido, tipicamente de 1.2V
v
Los pulsos son estables para un ciclo duty hasta del 90%.
v
Compatible TTL y DTL.
v
Esta compensado para variaciones de temperatura y de Vcc.
Descripción funcional
El ancho del pulso se determina con la selección una resistencia interno R INT ó un
resistor externo RX y un capacitor CX. Las varaciones del ancho del pulso van desde
pocos nanosegundos (30nseg) hasta 28 segundos, al combinar apropiadamente los
valoress de los componentes RX y CX. Tiene tres entradas de disparo, dos (A) para
dispararlo con transiciones negativas, y una (B) para activarlo con trasición positiva.
Diagrama a Bloques de Monoestable no redisparable 74121
Tabla de verdad del comportamiento del monoestable no redisparable 74121.
Reglas de operación
1.
Para realizar una operación de retardo apropiada, se requiere una resistencia
(RX) y un capacitor externo (CX). El valor de CX va desde 0 uF hasta cualquier valor
necesario. Para constantes de tiempo pequeñas se deben usar capacitores de mica,
vidrio, polypropyleno, polycarbonato, ó polystyreno. Para constantes de tiempo grandes
se usan capacitores de tantalium ó de aluminio. Si los condensadores contienen
corriente de fuga de 100 nA la ecuación 1, no representan la anchura de impulso del
dispositivo, se debe generar otra ecuación diferente que incluya consideraciones sobre la
corriente de fuga.
2.
Si se usa un capacitor electrolítico para CX se necesita un diodo de conmutación
para impedir disparos previos en la corriente de fuga inversa (figura 2). Sin embargo, no
es recomendable en general para usarse en operación redisparable.
3.
La salida para el ancho del pulso TW para CX > 1000 pF se define como sigue:
(Ecuación 1)
En la formula: RX en Kohm, CX en pico F, TW en nano seg., K ≈ 0.28
Figura 2.
4.
Para CX < 1000 pF veáse la familia de curvas de la figura 3, se gráfica T W vs CX
tomando RX como parámetro:
Ancho del pulso Vs RX y CX
Figura 3.
5.
Para obtener una anchura del impulso variable con ajuste exterior remoto, se
recomienda el siguiente circuito de la figura 4:
Figura 4.
6.
Bajo cualquier condición de operación, CX y RX deben estar tan cerca como sea
posible, de las terminales de conexión del microcircuito, con el objetivo de minimizar
las capacidades parásitas inherentes, y para hacer más pequeñas las interferencias del
ruido ambiental, así como para reducir las variaciones de tensión Ldi/dt, que se
desarrollan a lo largo de toda la trayectoria en las pistas de conexión. Si las longitudes
de Cx hasta las terminales (11) y (10) son mayores que 3 cm, la salida del ancho del
impulso es diferente a los valores previstos por la ecuación. Una pista de conexión poco
inductiva y con baja capacitancia distribuida se necesita, para asegurar una descarga
completa de CX en cada ciclo de operación a fin de que la anchura del impulso de salida
ses de precisión, si se tienen más de 3 centímetros en los cables de conexión, cada 5
centímetros se debe conectar un capacitor de 0.01 uF ó de 0.001 uF, para derivar los
ruidos a tierra..
7.
El cableado de alimentación VCC y tierra deben conformarse a las buenas
prácticas y normas de alta frecuencia, para que la comutación de los transitorios entre
VCC y la corriente que regresa a tierra, no causen interacción entre los disparos del
monoestable. Un valor para el capacitor de paso entre 0.01 µF y 0.10 V de tipo
cerámico ó monolítico, debe de estar ubicado cerca de Vcc conectado a tierra.
PROBLEMAS EN LOS QUE INTERVIENE EL TIEMPO
Ejemplo 1).Una tolva dosificadora vierte a través de un orificio un producto cuyo peso es
proporcional al tiempo en que permanece abierta, se dispone de un botón de marcha y
un botón de paro, cuando se activa el botón “M” el orificio se abre y permanece en estas
condiciones un tiempo “tw” predeterminado si se oprime el botón “P” el orificio debe
cerrase inmediatamente, proyectar un circuito para controlar automáticamente el peso
del material dosificado.
R P’ (M+R)
R = P ’ ( M + R ) [ ( Rta) ‘ } tw
R = [ P ’ + ( M + R ) + [ ( Rta) ‘ } tw ] ‘
Ejemplo 2).-
Dos motores A y B deben funcionar de acuerdo con las siguientes condiciones:
1).-
El motor A tiene que entrar a funcionar antes que lo pueda Hacer “B”.
2).El motor “B” solamente funciona después de transcurridos 42 segundos de
haberse activado el motor “A”.
Solución:
Ra P ’a (Ma + Ra)
Rb P ‘b (Mb + Rb)
A la función memoria de Rb se le anexa la condición de bloqueo a la activación de Ra.
Rb P’b ( Mb + Ra ) [ Ra Ta ] 42seg
Ra = (Pa + (Ma + Ra) ‘) ’
Rb = ( Pb + ( Mb + Ra ) ‘ [ Ra Ta ] ‘ 42seg ) ‘
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Ejemplo 3).Se desea proyectar un sistema de control para dos electroválvulas “A” y “B” de manera
que cumplan el siguiente programa:
a).Pulsando el mando “M” la electroválvula “A” se activa instantáneamente y la
electroválvula “B” se tarda 15 segundos en abrirse.
b).Pulsando el botón de paro “P” la salida “A” se tarda 25 segundos en
desactivarse mientras que “B” se desactiva instantáneamente.
Solución;
“A” se activa instantáneamente.
A (M + A)
“B” se activa 15 segundos después que “A”:
B ( B + [A ta]15 seg )
Con la señal de paro “B” se desactiva inmediatamente:
B = P ’ ( B + [A ta]15 seg )
“A” se activa 25 segundos después que “B”.
A = [Btd] ‘25 seg (M + A)
B = ( P ’ + ( B + [A ta]15 seg ) ‘ ) ‘
A = ( [Btd] ‘25 seg + (M + A) ‘ ) ‘
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Ejemplo 4).Proyectar un sistema automático de encendido para tres lamparas, una verde, una
amarilla y una roja las cuales deben realizar el siguiente programa.
a).-
Pulsando “M” debe encenderse la luz verde.
b).A los 30 segundos después de haberse encendido la luz verde se enciende la
amarilla parpadeando.
c).Transcurridos 4 segundos después de haberse encendido la luz amarilla
parpadeante, deben apagarse simultáneamente la luz verde y la luz amarilla,
encendiéndose la roja.
d).Este ciclo deberá poder repetirse cada 50 segundos automáticamente, es decir,
transcurridos 50 segundos después de haberse apagado la luz verde, la luz roja se apaga
y se enciende la verde y así consecutivamente.
Solución:
Pulsando M se enciende la verde:
Lv ( M + Lv )
30 segundos después se enciende la amarilla parpadeando.
Ck La ( [ Lv ta ]30 + La )
4 segundos después se enciende la roja:
Lr ( [ Lv ta ]4 + Lr )
y se apagan la amarilla y la verde:
Ck La L’r ( [ Lv td ] 30 + La )
Lv L’r ( M + Lv )
50 segundos después se apaga la roja y se enciende la verde:
Lr [ Lv td ]‘50 ( [ Lv ta ]4 + Lr )
Lv L’r ( M + Lv + [Lv td] 50)
Lv = { L’r + ( M + Lv + [Lv td] 50) ‘ } ‘
Ck La = { L’r + ( [ Lv td ] 30 + La ) ‘ } ‘
Lr = { [ Lv td ]‘50 + ( [ Lv ta ]4 + Lr ) ‘} ‘
EJEMPLO 5).Se dispone de tres salidas R0, R1 y R2 para realizar una maniobra automática, según las
condiciones siguientes:
a).Al pulsar una señal de mando se produce la salida R0 al mismo tiempo también
se activa R1.
b).Transcurridos 10 segundos después debe desactivarse R1 y activarse R2, R0
debe permanecer activado.
c).Como medida de seguridad y con objeto de que las salidas R1 y R2 no puedan
quedar activadas simultáneamente las funciones R1 y R2 deberán bloquearse entre si.
d).-
Mediante un pulsador el sistema se debe desconectar en cualquier momento.
Solución:
R0 (M + R0)
R1 ( M + R0)
R1 [ R1 ta ]’10 ( M + R0 )
R2 ( [ R1 ta ] 10 + R2 )
R1 R2 ’ [ R1 ta ]’10 ( M + R0 )
R2 R1 ‘ ( [ R1 ta ] 10 + R2 )
R0 = P’ (M + R0)
R1 = P’ R2 ’ [ R1 ta ]’10 ( M + R0 )
R2 = P’ R1 ‘ ( [ R1 ta ] 10 + R2 )
R0 = { P + (M + R0) ‘ } ‘
R1 = { P + R2 + [ R1 ta ]10 + ( M + R0 ) ‘ } ‘
R2 = { P + R1 + ( [ R1 ta ] 10 + R2 )’} ‘
EJEMPLO 6).Se desea diseñar un circuito detector para un probador de reacciones humanas. A
intervalos iguales un generador de pulsos emite una señal “X1” la cual enciende una luz
roja a lo largo de toda la duración de la señal “Y1”.
Cuando la persona que se esta “probando” ve que se enciende la luz, debe presionar un
botón que emite un pulso “x”, esta señal tiene una duración mas corta que la del pulso
“x1”.
La salida del circuito detector “z” debe ser cero, a menos que se produzca un pulso “x2”
completo durante el pulso “x1”, en cuyo caso la salida debe pasar a “ 1” y se mantiene
ahí hasta que se produzca de restauración “R”.
EJEMPLO 7).Se tiene un disco que puede girar en un sentido o en otro, y se desea saber el sentido de
giro mediante un dispositivo digital.
Se perfora el disco y se coloca un fototransistor para poder detectar que el haz atraviesa
el orificio, colocar un segundo fototransistor en caso de necesitarlo.
a).-
Diseñar un circuito que indique el sentido de giro.
MEDICIÓN DE TEMPERATURA
La Temperatura:
"Es una manifestación del promedio de energía cinética, ondulatoria y de traslación de
las moléculas de una substancia".
Las mediciones de temperatura puede realizarse con los siguientes métodos;
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Utilizando la dilatación de sólidos líquidos y gases.
A través de la tensión de vapor.
Por medio de efectos termoeléctricos.
Con variaciones de resistividad eléctrica.
Usando los efectos ópticos.
Empleando rayos infrarrojos
MÉTODO DE DILATACIÓN DIFERENCIAL (TERMOSTATOS)
La construcción de un medidor automático de temperatura es posible realizarlo con un
bimetálico el cual consiste en la unión de dos metales de distinta dilatación con el fin de
producir efectos diferenciales. Un bimetálico no proporciona una gran exactitud en sus
mediciones pero los equipos que con ellos se construyen son robustos, económicos y de
gran uso industrial. La reflexión que se produce al ser calentado el sistema de dos
laminas esta en función de la temperatura, la longitud y el espesor, la formula para la
deflexión es;
d = ( k D T L) / E
d << Deflexión.
dT << T2 - T1
L << Longitud de la varilla.
E << Espesor de la varilla.
K << Constante de los metales.
La fuerza del desplazamiento para el caso de usarla como comando esta dada por la
siguiente ecuación:
F = ( C dT E2 Z ) / L
F << Fuerza del bimetal
C << Constante de los metales
Z << Ancho del bimetal
Existe una gran cantidad de sistemas termostaticos industriales a bimetal para rangos
que van desde 0 ° C hasta 180 ° C tanto de respuesta rápida como de acción lenta, un
sistema mecánico multiplicador permite el ajuste de corte con acción de control
todo/nada dentro de 0,5 ° C.
Metal Temperatura Coeficiente de Dilatación
Hierro 10 ° C a 100 ° C
0.1210X10 -4
Zinc 10 ° C a 100 ° C
0.2628X10-4
Cobre 16 ° C a 180 ° C
0.1409X10-4
Níquel
0.0833X10-4
40 ° C
MEDICIÓN DE TEMPERATURAS
El Dispositivo Térmico Resistivo (RTD)
Los RTD ó dispositivos térmicos resistivos, son sensores de temperatura a los cuales
también se les denomina "bulbos de resistencia", su principio de funcionamiento se basa
en el hecho de que un metal al calentarse cambia su valor de resistencia, midiendo el
valor de corriente que circula a través del RTD, se mide la temperatura con presición,
la construcción típica de un RTD consiste en una bobina de hilo de cobre, de niquel ó de
platino, la bobina se fija a un soporte en forma de varilla, su diametro es semejante al
diametro de un lápiz, con una longitud aproximada de 40 centímetros, su diseño se debe
a C. H. Meyers (1932), en presencia de variaciones de temperatura el RTD modifica su
componente resistivo en forma lineal, si la temperatura varia en un rango amplio, la nolinealidad se hace presente y aparecen errores de linealidad, en términos absolutos, no
se desprecian para algunas aplicaciones.
La siguiente expresión proporciona la resistencia de una PT100 en función de la
temperatura, la ecuación es un polinomio con cuatro términos y tres coeficientes, la
respuesta se ajusta 100% a la curva real de la PT100 en un margen de [0ºC,850ºC]
RPT100 = 100(1 + 0.003908T – 6(10-7)T2 – 2(10-13)T3)
Curva de respuesta del RTD.
Tabla numérica de la respuesta que genera del bulbo de resistencia PT100.
EFECTOS TERMOELÉCTRICOS
Para la medición de temperaturas superiores a los 400 ° C se consideran las ventajas de
los sistemas eléctricos, en especial cuando la temperatura a medir rodea los 800 ° C.
Los métodos son;
a. Termocuplas y milivoltimetros
b. Termocuplas y potenciometro a cero.
c. Termocuplas y potenciometro por reflexión.
Efecto
Seebeck;
El efecto Seebeck, lo descubre el físico alemán Thomas Johann Seebeck (1770–1831),
se refiere a la emisión de electricidad en un circuito termo eléctrico se compone de
metales conductores diferentes, estresados bajo diferentes temperaturas. Los
conductores metálicos se conectan en serie. La diferencial térmica produce un flujo de
electrones en el sistema termo eléctrico, el flujo de energía clorífica inicia desde el área
metálica de mayor temperatura dirigiéndo hacia el metal de menor temperatura. En el
punto de contacto de los metales se presenta un diferencial de tensión electroéstatico. La
magnitud de la energía termoelectria depende del tipo de material de los metales, y es
directamente proporcional a la temperatura de contacto, no depende de la temperatura
que se distribuye a todo lo largo del conductor. La termoelectricidad caracteriza a los
termopares por el coeficiente de Seebeck para diferentes materiales con un rango que va
desde + 43mV/grado hasta –38mV/grado.
En 1821 Seebeck señaló que si se unían dos metales distintos por sus extremos la
ecuación que se cumple es;
fem = a + bt + ct2
t << Temperatura
a,b,c << Constantes
Aplicada esta ecuación a los metales de Platino - Platino/Rodio, resulta;
Fem = 0.323 + 0.008276 t + 0.00001632 t2
En 1834 el francés Jean C. A. Peltier descubrió el efecto inverso al efecto Seebeck:
Efecto Peltier; "Si una corriente circula a través del termopar, la temperatura de
la unión se incrementa y la temperatura en otras secciones se decrementa, el calor
se transfiere desde una unión a otra, la cantidad de calor que se transfiere es
directamente proporcional a la corriente y la dirección de transferencia se invierte
si la corriente cambia de dirección".
El científico escocés William Thomson y un poco más tarde Lord Kelvin, descubre en
1854 que la diferencia de temperatura que existe entre dos puntos cualquiera de un
conductor que transporta corriente absorbe calor dependiendo del material y la dirección
de la corriente en el conductor, éste efecto "Thomson", muestra que el efecto Seebeck es
un resultado de la combinación de los efectos de Peltier y Thomson. Los campos
magnéticos demuestran la influencia que generan todos estos fenómenos
termoeléctricos. Los dispositivos electronicos que se basan en los efectos
termoeléctricos se usan para medir temperatura, transferir calor ó generar electricidad.
EFECTOS TERMOELÉCTRICOS
Si se unen dos metales distintos por sus extremos y si se someten a temperaturas
diferentes, entre las uniones aparecen fuerzas electromotrices generadas que están en
función de la diferencia de temperaturas en la unión y del tipo de metal utilizado para
fabricar la unión, si las temperaturas son iguales la f.e.m. generada es cero:
Al conjunto así descrito se le denomina; "circuito termoeléctrico" y es clásico en la
medición de temperaturas. Las consideraciones siguientes traen como consecuencia el
desarrollo de las leyes de la termoelectricidad y son las siguientes;
LEY
UNO;
En un circuito formado por un solo metal la f.e.m. generada es cero, cualquiera que sean
las temperaturas en los diferentes puntos del circuito termoeléctrico.
Ley del circuito homogéneo. En un conductor metálico homogéneo no se sostiene la
generación de un voltaje continuo eléctrico por la aplicación exclusiva de calor.
La temperatura T1 es diferente de la temperatura T2 y el metal A es igual al metal
B, entonces se genera una f em = 0
LEY
DOS;
Si se interrumpe un circuito termoeléctrico en una de sus uniones intercalándose un
nuevo metal, la F.E.M. generada por el circuito no cambia a condición de que los
extremos del nuevo metal sean mantenidos a la misma temperatura que había en el
punto de interrupción y de que la temperatura en la otra unión permanezca invariable.
Ley de metales intermedios. En un circuito termoelectrico con varios conductores, la
temperatura es uniforme desde un punto de soldadura "A" hasta otro punto de soldadura
"B", la suma algebraica de las fuerzas electromotrices es independiente de los
conductores metálicos intermedios y es la misma que si se pusieran en contacto directo
los metales A y B.
La temperatura T1 es igual a la temperatura T2 y el metal A es diferente del metal
B, entonces se genera una fem = 0
LEY
TRES;
En un circuito formado por dos metales diferentes la FEM generada es diferente de
cero, siempre y cuando las temperaturas sean diferentes en la unión caliente con
respecto de la unión fría;
Ley de las temperaturas sucesivas. La f.e.m. generada por un termopar con sus
uniones a las temperaturas T1 y T3 es la suma algebraica de la f.e.m. del termopar con
sus uniones a T1 y T2 de la f.e.m. del mismo termopar con sus uniones a las
temperaturas T2 y T3.
T1 es diferente de T2 y el metal A es diferente del metal B, entonces la fem que se
genera es diferente de 0
A estas uniones se les denomina: "Termopares".
Tabla de Elementos Térmicos
Elemento
Rango en
°C
Temperatura
máx.
en el aire
Níquel
-200 a +
150
Platino
-200 a +
550
+550 ° C
-200 a +
600
+400 ° C
Cobre / Constantan
+150 ° C
Sensibilidad
tipo
100 a 0 ° C
dR= 0.617 omhs
/°C
-
100 a 0 ° C
dR = 0.285 omhs
/°C
-
dV = 5 mV/ 100
°C
T
Hierro / Constantan
+95 a +
760
+600 ° C
dV = 5.6 mV/
100 ° C
Nicromo / Niquel
-200 a +
1200
+900 ° C
dV = 4.1 mV/
100 ° C
-
Platino / Platino-Rodio13%
+870 a +
1450
+1300 ° C
dV = 1.2 mV/
100 ° C
R
Platino / Platino-Rodio10%
+980 a
+1450
-
-
S
Platino 30%, Rodio(+) / Platino
6%, Rodio (-)
+1370 a
+1700
-
-
B
Cromo (+) / Constantano (-)
+95 a
+900
-
-
E
Cromo (+) / Alumel (-)
+95 a
+1250
-
-
K
Nicrosil (+) / Nisil (-)
+650 a
+1260
-
-
N
Cobre (+) / Constantano (-)
+95 a
+350
-
-
T
J
Termopar de Cromel - Alumel (Tipo K);
Cromel (+) << 64% Níquel + 25% Hierro + 11% Cromo
Alumel (-) << 94% Níquel + 3% Manganeso + 2% Aluminio + 1% Silicio
Características;
La curva es lineal y presenta buena reproductibilidad hasta 1200 ° C proporcionando
0.04 mV/° C, contiene alta resistencia a la corrosión y a la oxidación, su rango es
continuo hasta llegar a los 1300 ° C.
Termopar de Hierro - Constantan (Tipo J);
Hierro (+) << Debe estar exento de impurezas.
Constantan (-) << 60% Cobre + 40% Níquel
Características;
Esta termocupla solo es aconsejable en ambientes no oxidantes su rango es continuo
hasta los 250 ° C y contiene una respuesta de 0.055 mV/° C.
Termopar de Cobre Constantan (Tipo T);
Cobre (+) << Debe estar exento de impurezas.
Constantan (-) << 60% Cobre + 40% Níquel
Características;
Su respuesta es similar a la del Termopar de Hierro Constantan, proporciona
aproximadamente 0.055 mV/° C, con un rango máximo hasta llegar a 300 ° C, se
recomienda por su buena señal, para mediciones de precisión dentro de un limite no
superior a los 250 ° C, tiene alta resistencia a la oxidación.
Termopar de Copel Cromel
Cromel (+) << 64% Níquel + 25% Hierro + 11 % cromo
Copel (-) << 45% Níquel + 55 % Cobre
Caracteristicas.
Se usa esta termocupla hasta 600 ° C de rango máximo.
Termopar de Cromel Constatan
Cromel (+) << 64% Níquel + 25% Hierro + 11 % cromo
Constatan (-) << 60% Cobre + 40% Níquel
Caracteristicas;
Respuesta aproximada de 0.08 mV/° C con un rango máximo de 700 ° C.
Termopar de Platino - Platino/Rodio;
Platino (+) << Debe estar exento de impurezas.
Platino/Rodio (-) << 87% Platino + 11% Rodio
Caracteristicas;
Su rango es continuo hasta los 1500 ° C por encima de esta temperatura el Termopar se
destruye sin embargo proporciona señal hasta los 1700 ° C antes de destruirse.
Gráfica de respuesta para diferentes tipos de termopares.
MEDICIONES CON TERMOPAR
Se recomienda constatar siempre el estado general del circuito termoeléctrico con el fin
de determinar si el Termopar corresponde a los estándares conocidos, los
milivoltimetros usados en pirometría deben ser construidos con elevada resistencia
interna de a fin de que el consumo propio del instrumento sea reducido.
E1 = e2 [ (Rg) / (S R) ]
E1 = e2 [ (Rg) / (Rg + Rt + RL) ]
Cuanto mayor sea Rg, el cociente será mas próximo a la unidad y la lectura de mV será
más exacta;
Rg = 600 W RL + Rt = 2 W e1 = 0.996 e2
Rg = 30 W RL + Rt = 2 W e1 = 0.937 e2
Rg = 10 W RL + Rt = 2 W e1 = 0.832 e2
Lo que explica una corrección por Ri de importancia, por esta razón las normas de
pirometría aconsejan usar instrumentos de no menos de 300 W de resistencia interna.
USOS DE LOS TERMOPARES
Que son los termopares ??.
En la criotécnia se usan termómetros de resistencia y termoelementos para la medición
de temperaturas por encima de los -200 ° C. El material en los termoelementos usado es
alambre de platino de aproximadamente 0.05 mm de diámetro, estos contienen gran
velocidad de reacción y muy alta precisión en intervalos que van desde -200 ° C hasta
+1000 ° C.
Se usan en la industria textil para medir temperaturas en los tejidos, en la industria
alimenticia para medir la temperatura en los procesos de fermentación.
Los termómetros de "dilatación de varilla" se utilizan para la medición precisa de las
temperaturas en gases de escape lento a presión baja, tales como gases de humo en las
chimeneas.
Se utilizan además para medir temperaturas de la sangre en el interior del cuerpo
humano usando minielementos térmicos con diámetros de 0.45 mm, estos se adaptan
directamente a la aguja hipodérmica de la jeringa, para aislar los alambres se colocan
dos perfiles en forma de ranuras longitudinales.
TRANSMISOR DE TEMPERATURA CON TERMISTOR
MEDICIÓN DEL FLUJO
Profesor: Juan Gilberto Mateos Suárez
Objetivo:
En ésta sección se describen los parámetros que influyen en las aplicaciones y métodos
relacionados con la medición del flujo, se proporciona un sumario con respecto a la
teoría del flujo, se incluyen observaciones breves acerca de los principios de operación,
intervalo y exactitud de las mediciones, se analizan los dispositivos que sirven para
detectar el flujo y se hace una tabla de calibración especial que sirve para la medición
del flujo, se usa el LabVIEW para realizar mediciones de flujo y se dan ejemplos de
procesos en lazo cerrado.
Contenido
Temático
Actividades del
Maestro
Actividades
del alumno
Material
Actividades
de
Evaluación
Introducción
Exposición frente a
grupo
Referencias del web
Tomar notas
Pizarrón.
.Página
web.
Métodos de
medición de
caudal
a) Presión
diferencial
b) Método
Termico
c) Método
Ultrasónico
Exposición frente a
grupo
Referencias del web
Tomar notas
.
.
Dispositivos de
estrangulación
Detectores de
flujos
a)
El tubo
venturí
b)
La placa
de orificio
Exposición frente a
grupo
Lecturas
Investigación en
textos.
Pizarrón.
.
Método de
presión
diferencial
Exposición frente a
grupo
Tomar notas
.Página
web.
.
Hacer la tabla
CPU
cañón.
Página
web.
Tarea:
Objetivo:
Analizar los
elementos de
estrangulación para
detectar el flujo.
Objetivo:
Analizar el teorema de
Bernoulli.
Tabla de
calibración para
el flujo
Exposición frente a
grupo
Proyección con cañón
Programar una
tabla de
calibración para el
flujo.
Objetivo:
Analizar el algoritmo
para generar una tabla
no lineal.
Valvulas de
control de flujo
Exposición frente a
grupo
Proyección con cañón
Tomar notas
Página
web.
Armar práctica
“EL Extractor
SQRT”
Página web
Protoboard
multimetro
Objetivo:
Analizar el
funcionamiento de un
elemento de control
final, (valvula) para
aplicarla en el control
de flujo.
Ejemplo de
medición del
flujo en lazo
cerrado
El extractor de
raíz cuadrada.
(Práctica)
Revisa la calibración
y el funcionamiento
Referencias del web.
Actividad:
Práctica de
Laboratorio
Agosto de 2006.
Juan Gilberto Mateos Suárez
MEDICIÓN DE NIVEL
Dentro de los procesos industriales la medición y el control de nivel se hace necesario
cuando se pretende tener una producción continua, cuando se desea mantener una
presión hidrostática, cuando un proceso requiere de control y medición de volúmenes de
líquidos ó; bien en el caso más simple, para evitar que un líquido se derrame, la
medición de nivel de líquidos, dentro de un recipiente parece sencilla, pero puede
convertirse en un problema más ó menos difícil, sobre todo cuando el material es
corrosivo ó abrasivo, cuando se mantiene a altas presiones, cuando es radioactivo ó
cuando se encuentra en un recipiente sellado en el que no conviene tener partes móviles
ó cuando es prácticamente imposible mantenerlas, el control de nivel entre dos puntos,
uno alto y otro bajo, es una de las aplicaciones más comunes de los instrumentos para
controlar y medir el nivel, los niveles se pueden medir y mantener mediante dispositivos
mecánicos de caída de presión, eléctricos y electrónicos.
Los instrumentos mecánicos de medición y control de niveles ó cargas hidrostáticas,
incluyen dispositivos visuales e indicadores, el dispositivo más simple para medir
niveles es una varilla graduada, que se pueda insertar en un recipiente, la profundidad
real del material se mide por la parte mojada de la varilla, este método es muy utilizado
para medir el nivel en los tanques de una gasolinera, este método es simple pero
efectivo, no es muy práctico, sobre todo si el material es tóxico ó corrosivo, ya que el
individuo que lo aplica tiene que estar de pie sobre la abertura manejando la varilla con
las manos.
En la industria, la medición de nivel es muy importante, tanto desde el punto de vista
del funcionamiento correcto del proceso como de la consideración del balance adecuado
de materias primas o de productos finales.
Los instrumentos de nivel pueden dividirse en medidores de nivel de líquidos y de
sólidos que son dos mediciones claramente diferenciadas por sus distintas
peculiaridades y las aplicaciones particulares de las que son objeto.
La utilización de instrumentos electrónicos con microprocesador en la medida de otras
variables, tales como la presión y la temperatura, permite añadir “inteligencia” en la
medida de nivel, y obtener precisiones de lectura altas, del orden de 0.2 %, en el
inventario de materias primas o finales o en transformación en los tanques de los
procesos.
El transductor de nivel “inteligente”(Evaluación experimental de un esquema de
regulación del nivel de un tanque basado en redes neuronales ), hace posible la
interpretación del nivel real elimina o compensa la influencia de la espuma en flotación
del tanque en la lectura, la eliminación de falsas alarmas, tanques con olas en la
superficie debido al agitador de paletas en movimiento, y la fácil calibración del aparato
en cualquier punto de la línea de transmisión.
El transmisor o varios transmisores pueden conectarse a través de una conexión RS-232,
a una computadora personal, que con el software adecuado, es capaz de configurar
transmisiones inteligentes. Los instrumentos de nivel pueden dividirse en medidores de
nivel de líquidos y de sólidos, que son dos mediciones claramente diferenciadas y que
se estudiaran separadamente por sus peculiaridades y las aplicaciones particulares de
que son objeto.
Índice
Método de Columna de Vidrio
Existe otro método de medición de niveles que es muy sencillo, denominado "Método
de Columna de Vidrio", este método se usa para depósitos abiertos y cerrados,
normalmente la mirilla es de vidrio y mide el nivel de líquidos en forma visual aún con
fluctuaciones, existe un operador que controla el nivel del líquido dentro de los limites
escogidos según la aplicación, un deposito alto y angosto permite realizar mediciones
más exactas con respecto al volumen de los depósitos más bajos y anchos.
Recipiente Abierto
Recipiente Cerrado
El nivel de cristal consiste en un tubo de vidrio con sus extremos conectados a bloques
metálicos y cerrados por prensaestopas que están al tanque generalmente mediante tres
válvulas, dos de cierre de seguridad en los extremos del tubo para impedir el escape del
líquido en caso de rotura del cristal y una purga.
El nivel de cristal normal se emplea para presiones hasta de 7 kg/cm2. A presiones más
elevadas el cristal es grueso, de sección rectangular y esta protegida por una armadura
metálica. La lectura del nivel se efectúa con un cristal a reflexión o bien por
transparencia.
En el primer caso, el vidrio en contacto con el líquido esta provisto de ranuras
longitudinales que actúan como prismas de reflexión indicando la zona del liquido con
un color oscuro casi negro y la zona superior en contacto con el vapor de color claro.
En la lectura por transparencia empleada para apreciar el color, características las
interfaces del líquido, éste está contenido entre dos placas de vidrio planas y paralelas
que permiten ver directamente el nivel, mejorándose la apreciación visual al acoplar una
lámpara de iluminación al sistema.
Para mayor seguridad, las válvulas de cierre incorporan una pequeña bola que actúa de
retención en caso de rotura del vidrio.
Los niveles de vidrio son susceptibles de ensuciarse por las características del líquido
que miden, impidiendo que el nivel pueda apreciarse claramente. Entre los líquidos que
presentan este inconveniente figuran el caramelo y los líquidos pegajosos.
El nivel de vidrio permite sólo una indicación local, si bien pueden emplearse espejos
para lectura a distancias limitadas o bien utilizar cámaras de televisión para mayores
distancias de transmisión.
Su ventaja principal es la gran seguridad que ofrece en la lectura del nivel del líquido
pudiendo controlar con ellos la lectura de los otros tipos de aparatos de nivel
.
LOS FLOTADORES EN LA MEDICIÓN DE NIVEL
Cuando se necesita una indicación ó un registro de la medición se usan métodos que
tengan flotador y cinta, en depósitos cerrados al vacío ó bajo presión, que se deben tener
sellados, se usan flotadores con brazo de torsión, flotadores de jaula y flotadores
magnéticos, acoplados a dispositivos hidráulicos, el flotador se debe construir de tal
forma que flote dentro del líquido a medir, esto significa que la densidad del flotador
debe ser menor a la del líquido que lo sostiene.
Medición con Flotador y Palanca
Este método de medición utiliza un cuerpo hueco ( flotador ) el cual flota sobre la
superficie del líquido variando su posición de acuerdo a los cambios de nivel, el flotador
actúa sobre un indicador por medio de palancas, su rango esta limitado por la dimensión
del brazo de las palancas.
Medición con Flotador y Cinta
En este caso el flotador actúa al mecanismo indicador por medio de una cinta que se
enrolla sobre un carrete cilíndrico, un contrapeso mantiene tensa la cinta, usando este
método el rango de medición ya no es una limitante, las limitaciones en una medición
de nivel con flotador y cinta, palancas o cadenas son según las variaciones del nivel que
se va a medir en el depósito ó en la columna hidrostática en particular, para controlar el
nivel en forma remota se montan relevadores que funcionen como pilotos sobre el eje
giratorio que lleva la cadena ó la cinta, se debe utilizar un contrapeso para mantener
tensa la cadena ó la cinta, conforme el flotador se eleva ó desciende con el nivel del
medio que se esta midiendo, la rotación del eje se transforma en indicaciones por
medios neumáticos, hidráulicos, eléctricos ó electrónicos para usarse en equipos
remotos, para convertir el movimiento angular en una señal medible, los flotadores se
sujetan a una rueda dentada que hace girar el eje, el rango máximo de nivel es el rango
multiplicado por dos, es decir, el doble de la longitud del brazo para un arco de 180
desde el nivel vacío hasta el nivel lleno, para mediciones prácticas el arco que describa
el brazo no debe sobrepasar los 60 para obtener una respuesta lineal satisfactoria en la
medición.
Los instrumentos de flotador consisten en un flotador situado en el seno del líquido y
conectado al exterior del tanque indicando directamente el nivel. La conexión puede ser
directa, magnética o hidráulica.
El flotador conectado directamente está unido por un cable que desliza en un juego de
poleas a un índice exterior que señala sobre una escala graduada. Es el modelo más
antiguo y el más utilizado en tanques de gran capacidad tales como los de fuel-oil. Tiene
el inconveniente de que las partes están expuestas al fluido y pueden romperse y de que
el tanque no puede estar sometido a presión. Además, el flotador debe mantenerse
limpio.
El flotador acoplado magnéticamente desliza exteriormente a lo largo de un tubo guía
sellado, situado verticalmente en el interior del tanque. Dentro del tubo, una pieza
magnética sigue al flotador en su movimiento y mediante un cable y un juego de poleas
arrastra el índice de un instrumento situado en la parte superior del tanque. El
instrumento puede además ser un transmisor neumático o eléctrico.
En tanques pequeños, el flotador puede adaptarse para actuar magnéticamente sobre un
transmisor neumático o eléctrico dispuesto en el exterior del tanque permitiendo así un
control de nivel; una aplicación típica la constituye el control de nivel de una caldera de
pequeña capacidad de producción de vapor.
El flotador acoplado hidráulicamente actúa en su movimiento sobre un fuelle de tal
modo, que varía la presión de un circuito hidráulico y señala a distancia en el receptor el
nivel correspondiente. Permite distancias de transmisión de hasta 75 metros y puede
emplearse en tanques cerrados. Sin embargo, requiere una instalación y calibración
complicadas y posee partes móviles en el interior del tanque.
Hay que señalar que en estos instrumentos, el flotador puede tener formas muy variadas
y estar formado por materiales muy diversos según sea el tipo de fluido.
Los instrumentos de flotador tienen una precisión de 0,5 %. Son adecuados en la
medida de niveles en tanques abiertos y cerrados a presión o al vacío, y son
independientes del peso específico del líquido. Por otro lado, el flotador puede
agarrotarse en el tubo guía por un eventual depósito de los sólidos o cristales que el
líquido pueda contener y además los tubos guía muy largos pueden dañarse ante olas
bruscas en la superficie del líquido o ante la caída violenta del líquido en el tanque.
MÉTODO DEL TUBO BURBUJA
Los sistemas de burbujeo o de purga continua, realizan la medición de nivel midiendo la
presión requerida para que un flujo constante de aire venza la presión hidrostática de un
liquido, al salir el aire lo hace a manera de burbujeo, de ahí el nombre del sistema.
Método de tubo burbuja
"La presión en el tubo es igual a la presión hidrostática causada por el nivel, si se mide
la presión dentro del tubo se obtiene la medición del nivel", este método se puede
utilizar en recipientes abiertos o cerrados, la entrada del manómetro se monta por
encima del nivel máximo del recipiente para que los sedimentos no se acumulen en el
tubo de conexión.
Tanque Abierto
Este sistema de medición de tipo burbuja emplea un tubo sumergido en el liquido y a
través de él, se hace burbujear aire mediante un rotámetro con un regulador de caudal
incorporado, la presión del aire en la tubería equivale a la presión hidrostática ejercida
por la columna del liquido, la presión de aire en la tubería se mide mediante un
transmisor de presión que puede calcularse para distancias de hasta 200 metros.
MÉTODO DE PRESIÓN DIFERENCIAL
Introducción:
Este método es el mas común en la medición de nivel para tanques abiertos o cerrados.
Método de presión diferencial
Las tomas de presión diferencial; se hacen, una en la parte inferior, otra en la parte
superior, siempre y cuando se trate de tanques cerrados sometidos a presión, cuando es
para tanques abiertos la toma de baja presión se ventea a la atmósfera
Calibración;
Para calibrar el transmisor por la toma de alta presión se coloca la señal de presión para
el rango del span ( 100 % ), estando la toma de baja presión al aire libre, se acciona el
ajuste del span hasta leer 20 mA en el multímetro, para calibrar el cero ( 0.0 % ), debe
haber presiones iguales en las tomas de alta y baja presión del transmisor, se acciona el
ajuste del cero hasta que en el multímetro se lean 4 mA.
Calibración del span;
Para calibrar el 100% se igualan las presiones cerrando las tomas de alta y baja presión
y abriendo la válvula igualadora la lectura del instrumento debe ser el 100% ( 20 mA).
Calibración del cero;
Para la calibración del 0% se cierran las tomas que van al tanque y se quitan los tapones
inmediatamente después se cierra la válvula igualadora del transmisor y las tomas de
baja y alta presión de abren, la lectura del instrumento es el 0% (4 mA), "Cuidar de no
vaciar la tubería".
El medidor de presión diferencial consiste en un diafragma en contacto con el líquido
del tanque, que mide la presión hidrostática en un punto del fondo del tanque. En un
tanque abierto esta presión es proporcional a la altura del líquido en ese punto y a su
peso especifico. Es decir: P Hg en la que:
P = Presión
H = altura de líquido sobre el instrumento
γ = densidad del líquido
g = 9,8 m/s2
El diafragma forma parte de un transmisor neumático, electrónico o digital de presión
diferencial semejante a los transmisores de caudal de diafragma.
En el tipo más utilizado, el diafragma está fijado en una brida que se monta rasante al
tanque para permitir sin dificultades la medida de nivel de fluidos, tales como pasta de
papel y líquidos con sólidos en suspensión, pudiendo incluso ser de montaje saliente
para que el diafragma enrase completamente con las paredes interiores del tanque tal
como ocurre en el caso de líquidos extremadamente viscosos en que no puede admitirse
ningún recodo.
Hay que señalar que el nivel cero del líquido se selecciona en un eje a la altura del
diafragma. Si el instrumento se calibra en el tanque, el 0 % del aparato debe
comprobarse con el nivel más bajo en el borde inferior del diafragma (entre el borde
inferior y el superior del diafragma la señal de salida no ésta en proporción directa al
nivel).
Otro tipo es el manómetro diferencial, y que en su funcionamiento equivale al
transmisor de diafragma.
En el caso de que el tanque esté cerrado y bajo presión, hay que corregir la indicación
del aparato para la presión ejercida sobre el líquido debiendo señalar que la lectura será
muy poco precisa, si la presión es grande.
Se suele conectar un tubo en la parte superior del tanque y medir la diferencia de
presiones entre la toma inferior y superior, utilizando transmisores de presión
diferencial de diafragma.
Cuando los gases o vapores encima del líquido son condensables, la línea desde la toma
superior se llena gradualmente con el condensado hasta llenar todo el tubo, en cuyo caso
la tubería a la derecha del transmisor, tendrá mayor presión que la tubería izquierda, y
por lo tanto, habrá que cambiar las conexiones del instrumento ya que éste indicará bajo
cuando el nivel sea alto y viceversa:
En efecto, puede verse en la figura que:
P ( H h)
para h = 0
p=H
De este modo, el instrumento tendrá que estar graduado a la inversa, es decir, indicar 0
% a 3 psi y 100 % a 15 psi en un transmisor neumático, o bien señalar 0 % a 4 mA y
100 % a 20 mA en un transductor de señal de salida 4-20 miliamperios en corriente
continua.
Para corregir este inconveniente se utiliza un muelle llamado de supresión que está
aplicado a la barra de equilibrio de fuerzas del transmisor y que produce una fuerza
igual a la diferencia entre el nivel máximo y el mínimo. Como es natural, puede
ajustarse la tensión del muelle para cada caso particular.
Algunos fluidos presentan el riesgo de depósito de cristales o de sólidos en la superficie
del diafragma. En tal caso cabe la solución de emplear un diafragma recubierto de teflón
para reducir el depósito gradual del producto.
No obstante, como el movimiento del diafragma es muy pequeño y se considera el
sólido algo flexible, continúa aplicándose la presión del fluido a todo el diafragma; sin
embargo, si parte del diafragma queda rígido, el instrumento marcará de forma errática
o permanente menos nivel del real.
Este inconveniente se resuelve empleando un transmisor de presión diferencial con
membranas de sello que responde a la presión transmitida es lugar de la fuerza creada
por el líquido sobre la membrana.
En tanques cerrados y a presión con líquido de vapor condensable existe el riesgo de
obturación de la línea de compensación, en particular si el fluido no es limpio.
Para evitarlo puede purgarse la línea con líquido o gas, método que no se recomienda
por los problemas de mantenimiento y la posible pérdida de precisión que presenta, o
bien emplear un transmisor de presión diferencial unido con dos capilares o dos
diafragmas conectados en las partes inferior y superior del tanque.
Es importante que los dos diafragmas estén a la misma temperatura para evitar los
errores en la medida que se presentarían por causa de las distintas dilataciones del fluido
contenido en el tubo capilar.
Si el tanque es elevado y el medidor se sitúa a un nivel muy inferior, la columna de
liquido que va desde el nivel mínimo al medidor, es mucho mayor que la propia
variación de nivel, por lo cual, la apreciación del mismo se hace sobre una parte muy
pequeña, de la escala.
Para corregir este inconveniente se utiliza un muelle llamado de elevación que en forma
similar al de supresión está ampliado a la barra de equilibrio de fuerzas del transmisor y
produce una fuerza que se ajusta igual a la de la columna de líquido citada. .
El medidor de presión diferencial puede emplearse también en la medida de interfases.
La amplitud de la medida vendrá dada por la diferencia de presiones sobre el diafragma
del elemento, primero con el tanque lleno del líquido más denso y después con el
líquido menos denso.
Por ejemplo, si la interfase es agua-queroseno (γ = 0.8) y el tanque tiene 4 metros, la
presión diferencial disponible será de:
(0,098)(3)(1-0,098)(3)(0,8) =0,0588 bar = 600 mm c de a.
Que puede medirse fácilmente con un transmisor de presión diferencial sensible dotado
de resorte de elevación para compensar la presión inicial del liquido menos denos.
La precisión de los instrumentos de presión diferencial es de 0,5 % en los neumáticos,
0,2 % a 0,3 % en los electrónicos, y de 0,15 % en los <inteligentes> con señal de
salida de 4 – 20 mA c.c. y de 0,1 % en los que se emplean en tanques abiertos y
cerrados a presión y a vacío, no tienen partes móviles dentro del tanque, son de fácil
limpieza, son precisos y confiables, admiten temperaturas del fluido hasta 120º C y no
son influidos por las fluctuaciones de presión.
Sin embargo, en tanques cerrados presentan el inconveniente de la posible condensación
de los vapores del tanque en el tubo de conexión al instrumento; este inconveniente se
elimina fácilmente con el resorte de supresión descrito.
Hay que señalar que el material del diafragma debe ser el adecuado para resistir la
corrosión del fluido (existen materiales de acero inoxidable 316, monel, tantalio,
hastelloy B, inoxidable recubierto de teflón).
NIVEL DE LÍQUIDOS EN TANQUES CERRADOS
CON TUBO BURBUJA.
Método de burbujeo para tanques cerrados
"La presión en el interior del tubo es igual a la presión hidrostática causada por el nivel,
si se mide la presión del tubo, se obtiene la medición del nivel", se sumerge un tubo
dentro de un liquido cuyo nivel se desea medir, luego se le suministra un flujo constante
de gas en la forma en que se muestra en la figura ( en este caso aire ), la presión de gas
en el extremo del tubo sumergido es la misma que la presión hidrostática a esa altura, el
gas excedente abandona el tubo escapando como burbujas a través del liquido, esta
presión se mide con un transmisor de presión diferencial, la corriente de aire es
mantenida constante por un regulador, de esta manera se obtiene una indicación correcta
incluso en los casos en los cuales el nivel es variable e intranquilo ó cuando el líquido es
altamente viscoso.
CALIBRACIÓN
Para calibrar al transmisor, por la toma de alta presión se coloca la señal de presión para
el rango correspondiente al 100% de nivel, estando la toma de baja al aire libre, y para
calibrar el 0% debe de haber presiones iguales en las tomas alta y baja presión del
transmisor.
NOTA
La fuente de aire debe de ser de una presión mayor que la del nivel máximo a detectar,
debe de usarse aire seco, además hay que prevenir fugas de aire en las conexiones y
amarres de todos los tubos utilizados, las tuberías no deben de estar obstruidas, se debe
cuidar lo mismo con las tuberías del vaso comunicante, la presión del aire en la tubería
que se mide con el transmisor de presión diferencial se puede colocar hasta distancias de
más de 200 metros.
1 PSI = 27.68 columna de pulgadas de H2O
1 PSI = 0.0703 Kg/Cm2
El medidor de tipo burbujeo emplea un tubo sumergido en el líquido a cuyo través se
hace burbujear aire mediante un rotámetro con un regulador de caudal incorporado. La
presión del aire en la tubería equivale a la presión hidrostática ejercida por la columna
del líquido, es decir, el nivel.
El regulador de caudal permite mantener un caudal de aire constante a través del líquido
independientemente del nivel (es normal un caudal de 150 New-lts/h); si no existiera,
habría una gran diferencia en los caudales de aire necesarios desde el nivel mínimo al
máximo, con el inconveniente de un gasto de aire indebido.
La tubería empleada suele ser de ½” de diámetro, con el extremo biselado para una fácil
formación de las burbujas de aire.
Una tubería de menor diámetro tipo capilar reduciría el tiempo de respuesta pero
produciría un error en la medida provocado por la pérdida de carga en el tubo.
La presión de aire en la tubería, es decir, el nivel, se mide mediante un manómetro de
fuelles cuyo campo de medida corresponde a la presión máxima ejercida por el líquido.
El manómetro receptor puede colocarse hasta distancias de 200 metros.
El sistema puede emplearse también en tanques cerrados con dos juegos rotámetroregulador y con las señales de aire conectadas a un transmisor de presión diferencial.
Como es lógico, la presión del aire de purga debe ser superior a la presión interna del
tanque.
Señalemos que no solo puede utilizarse aire sino también otros tipos de gases e incluso
líquido como fluido de purga y que el tubo debe tener una longitud adecuada para evitar
que las variaciones bruscas del nivel introduzcan en su interior una cierta columna de
líquido que retarde el paso del aire y falsee momentáneamente la lectura.
El método de burbujeo es simple y da buen resultado, en particular, en el caso de
líquidos muy corrosivos o con sólidos en suspensión y en emulsiones.
No se recomienda su empleo cuando el fluido de purga perjudica al líquido y para
fluidos altamente viscosos donde las burbujas formadas del aire o del gas de purga
presentan el riesgo de no separarse rápidamente del tubo. Desde el punto de vista de
mantenimiento, es muy útil situar una T con un tapón en la parte superior del tubo para
su limpieza periódica.
Método radioactivo
Para detectar la señal se necesita un amplificador con una ganancia de mil millones de
megas Gv = 10+15, este método consiste en un emisor de rayos gamma montado
verticalmente en un lado del tanque y con un contador Geiger que transforma la
radiación gamma recibida en una señal de corriente continua aproximadamente de 10-15
Amperes/24 Hrs, la recepción de los rayos es inversamente proporcional a la masa del
liquido que existe en el tanque ya que el liquido absorbe parte de la energía recibida.
El sistema de medición por rayos gamma consiste en un emisor de rayos gamma
montado verticalmente en un lado del tanque y con un contador Geiger que transforma
la radiación gamma recibida en una señal eléctrica de corriente continua. Como la
transmisión de rayos es inversamente proporcional a la masa del liquido en el tanque, la
radiación captada por el receptor es inversamente proporcional al nivel del liquido ya
que el material absorbe parte de la energía emitida.
Los rayos emitidos por la fuente son similares a los Rayos X, pero de longitud de onda
más corta. La fuente radioactiva pierde igualmente su radioactividad en función
exponencial del tiempo. La vida media (es decir, el tiempo necesario para que el emisor
pierda la mitad de su actividad), varia según la fuente empleada. En el Cobalto 60 es de
5,5 años y en el Cesio 137 es de 35 años y en el Americio 241 es de 458 años.
Las paredes del tanque absorben parte de la radiación y al detector llega sólo un
pequeño porcentaje. Los detectores son, en general, tubos Geiger (otros medidores
emplean detectores de cámara iónica) y utilizan amplificadores de c.c. ó de c,.a.
El instrumento dispone de compensación de temperatura, de linealización de la señal de
salida, y de reajuste de la perdida de actividad de la fuente de radiación, extremo éste
último tener en cuenta para conservar la misma precisión de la puesta en marcha.
Como desventajas en su aplicación figuran el blindaje de la fuente y el cumplimiento de
las leyes sobre protección de radiación.
La precisión en la medida es de 0,5 % a 0,2 %, y el instrumento puede emplearse
para todo tipo de líquidos ya que no está en contacto con el proceso. Su lectura viene
influida por el aire o por los gases disueltos en él liquido.
El sistema se emplea en caso de medida de nivel en tanques de acceso difícil o
peligroso. Es ventajoso cuando existen presiones elevadas en el interior del tanque que
impiden el empleo de otros sistemas de medición.
Hay que señalar que el sistema es caro y que la instalación no debe ofrecer peligro
alguno de contaminación radioactiva siendo necesario señalar debidamente las áreas
donde están instalados los instrumentos y de realizar inspecciones periódicas de
seguridad.
Medición de nivel con ultrasonido
El sistema ultrasónico de medición de nivel se basa en la emisión de un impulso
ultrasónico a una superficie reflectante y la recepción del eco del mismo en un receptor.
El retardo en la captación del eco depende del nivel del tanque.
Los sensores trabajan a una frecuencia de unos 20 K Hertz. Estas ondas atraviesan con
cierto amortiguamiento o reflexión el medio ambiente de gases o vapores y se reflejan
en la superficie del sólido o del liquido.
Transductor ultrasónico de nivel.
En la figura se observa la disposición de montaje de los detectores que se utilizan en los
casos de alarmas o de indicación continua del nivel. En las aplicaciones de alarma de
nivel los sensores vibran a una frecuencia de resonancia determinada, que se amortigua
cuando él liquido se moja.
En el segundo caso de indicación continua de nivel, la fuente ultrasónica genera
impulsos que son detectados por el receptor una vez que ha transcurrido el tiempo
correspondiente de ida y vuelta de la onda a la superficie del sólido o del liquido.
El sensor emisor dispone de un oscilador excitador para enviar un impulso ultrasónico a
la superficie del fluido y el sensor receptor recibe esta señal reflejada enviando una
señal función del tiempo transcurrido, y por lo tanto del nivel, a un oscilógrafo o a un
indicador.
La precisión de estos instrumentos es de 1 a 3 %. Son adecuados para todos los tipos
de tanques y de líquidos o fangos pudiendo construirse a prueba de explosión.
Presentan el inconveniente de ser sensibles a la densidad de los fluidos y de dar señales
erróneas cuando la superficie del nivel del liquido no es nítida como es el caso de un
liquido que forme espuma, ya que se producen falsos ecos de los ultrasonidos.
La utilización de computadoras permite, a través de un programa, almacenar el perfil
ultrasónico del nivel, y así tener en cuenta las características particulares de la superficie
del liquido, tal como la espuma, con lo cual se mejora la precisión de la medida. Por
otro lado, el computador facilita la conversión del nivel a volumen del tanque para usos
de inventarios, y además, proporciona características de autocomprobación del
instrumento.
17/Noviembre/2007: En la próxima clase del Miércoles 21 de Noviembre del 2007 se
va a revisar el funcionamiento de la quinta práctica "El Transmisor de Temperatura
(TT)", las características importantes a cuidar para el buen funcionamiento de la
práctica son; limar todas las resistencias presentes en el circuito para cumplir con el 1 %
de presición, observar cuidadosamente los cambios de signo de las señales en cada etapa
del circuito, el objetivo principal es implementar el diseño de un equipo electrónico
transmisor de variables, se checa su operación a través de la Tabla de Calibración, se le
conecta en la entrada una decada de resistencias, que simula al sensor bulbo de
resistencia (RTD), con éste se depositan en la entrada variaciones de temperatura en
forma de fluctuaciones de resistencia (de 100 a 140 ohms), con un multímetro (sin el
indicador de proceso) de realiza la medición en la salida del convertidor de voltaje a
corriente se obtiene una señal de 4 mA a 20 mA, el máximo error permisible es de más
menos 0.08 miliampares de error, el circuito a armar por equipos de trabajo en
protoboard es el siguiente;
La señal de entrada se genera con la decada de resistencias, con un rango de 100 ohms a
140 ohms, para checar su funcionamiento se utiliza la Tabla de Calibración, con un
multímetro se hace la medición de corrientes de 4 mA a 20 mA.
Al finalizar el alambrado, se revisa "in situ" la práctica en el Laboratorio de
Comunicaciones, "Edificio N" Planta Alta, horario de clase, (7:00 a 9:00 Hrs ó de 19:00
a 21:00 Hrs segun la sección a la que pertenece el alumno, y se da por terminada con la
entrega de un reporte final, el cual se prepara con anterioridad a la fecha de revisión, el
trabajo del reporte contiene la reseña (memoria) del funcionamiento interno, alambrado,
calibración y puesta a punto del indicador de proceso, así como las respuestas a las
preguntas de investigación.
Atentamente: Ing. Juan Gilberto Mateos Suárez
22/Octubre/2007: En la próxima clase del Miércoles 31 de Octubre se va a revisar el
funcionamiento de la Práctica 4 "La Función Memoria", en ésta actividad se evalúa en
protoboard, el diseño y/o implementación de un problema de tipo secuencial, en la
implantación se deben usar circuitos integrados, (no relevadores) tales como
compuertas, microprocesadores y/o microcontroladores, se diseña utilizando los
conceptos que se analizaron en el salón de clases, obsérvese que es una "tarea
individual", además el reporte correspondiente a ésta práctica debe ser parecido a los
reportes de las prácticas anteriores, se califica "a", "b" ó "c", según lo completo que se
presente el diseño del circuito secuencial y según su originalidad.
11/Octubre/2007: En la próxima clase del Miércoles 17 de Octubre se va a revisar el
funcionamiento de la tercera práctica "El Convertidor Digital Analógico", para el buen
funcionamiento se aconseja checar la hoja de datos del microcircuito DAC08, obsérvese
que las conexiones vayan de acuerdo a la numeración de las terminales que proporciona
el fabricante, además de utilizar potenciómetros con geometría de "paralelepípedos
rectángulos" (figura 1),
Figura 1
Éste tipo de resistencias variables están protegidas contra cambios de temperatura, y si
los capacitores son de tantalium se cumple sin problemas el 1 % de presición, el
objetivo principal es;
Con los datos binarios que genera de la Tabla de Calibración, se depositan en las
terminales de entrada ceros y unos lógicos de acuerdo a la tabla, y se observa en la
salida la señal con formato de tensión desde 0,25 hasta 1,25 Voltios, hay que cuidar
que la entrada se conecten 8 leds, y que los leds se enciendan en correspondencia a los
datos binarios de la Tabla de Calibración; el máximo error permisible es de más menos
un bit de error (El led LSB apagándose y encendiéndose), el circuito a armar por
equipos de trabajo en protoboard es el siguiente:
Al finalizar el alambrado, se revisa "in situ" la práctica en el Laboratorio de
Comunicaciones, "Edificio N" Planta Alta, horario de clase, (7:00 a 9:00 Hrs) (19:00 a
21:00 ) y se da por terminada con la entrega de un reporte final, el cual se prepara con
anterioridad a la fecha de revisión, el trabajo del reporte contiene la reseña (memoria)
del funcionamiento interno, alambrado, calibración y puesta a punto del "Convertidor de
señales de Digital hacia Analógico DAC".
Atentamente: Ing. Juan Gilberto Mateos Suárez
9/Octubre/2007: El motivo es que se celebra la Fundación de la Universidad de
Guadalajara (1925 - 2007). A partir de las inquietudes que manifestaron varios
intelectuales y artistas en las reuniones del Centro Bohemio, la conferencia sustentada
por el ingeniero Juan Salvador Agraz Ramírez de Prado sobre el proyecto de fundar " la
Universidad Nacional de Guadalajara " y las nuevas orientaciones emanadas de la
Revolución mexicana de 1910, el gobernador de Jalisco, José Guadalupe Zuno
Hernández, restauró por tercera ocasión la Universidad de Guadalajara en 1925,
nombrando rector al profesor Enrique Díaz de León.
El Viernes 12 de Octubre no hay clases.
08/Octubre/2007: La liga siguiente: http://gilbertomateos.blogspot.com, es el sitio de
mi blogger para activar RSS, ahí pueden realizar comentarios, preguntas, discusiones
sobre temas relacionados con la clase, lo active con el fin de no perder comunicación
con mis alumnos, si vuelve a fallar el proton (como sucede a cada rato en estos días) se
dejaran avisos, indicaciones, ugerencias, en fin algún tema que se relacione con la clase,
espero que escriban sobre el blogger.
Ing: Juan Gilberto Mateos Suárez
30/Septiembre/2007: En la próxima clase del Miércoles 10 de Octubre del 2007 se va a
revisar el funcionamiento de la segunda práctica "El Convertidor Analogico Digital",
las características importantes a cuidar para el buen funcionamiento de la práctica son;
limar todas las resistencias presentes en el circuito para cumplir con el 1 % de presición,
el objetivo principal es utilizar la Tabla de Calibración, se deposita en la entrada una
señal de tensión de 0,25 a 1,25 Volts, hay que cuidar que la salida se encuentre en
formato binario, ( 8 leds) y que los leds que se conectan en la salida se enciendan en
corespondeccnia a la Tabla de Calibracion; el máximo error permisible es de más
menos un bit de error (un led apagándose y encendiéndose), el circuito a armar por
equipos de trabajo en protoboard es el siguiente;
La señal de entrada debe ser un voltaje con un rango de 0.25 a 1.25 Volts, para checar
su funcionamiento se utiliza la Tabla de Calibración, veáse el archivo siguiente en
formato html que realizo el compañero Miguel Angel García Fuentes;
Al finalizar el alambrado, se revisa "in situ" la práctica en el Laboratorio de
Comunicaciones, "Edificio N" Planta Alta, horario de clase, (7:00 a 9:00 Hrs) y se da
por terminada con la entrega de un reporte final, el cual se prepara con anterioridad a la
fecha de revisión, el trabajo del reporte contiene la reseña (memoria) del
funcionamiento interno, alambrado, calibración y puesta a punto del "Convertidor de
Analogico a Digital".
Atentamente: Ing. Juan Gilberto Mateos Suárez
30/Septiembre/2007: La próxima semana del 1 al 4 de Octubre no hay clases de
"Instrumentación 1", el motivo es que el maestro Mateos va a asisitir al congreso de
instrumentación que organiza cada año la SOMI, "Sociedad Mexicana de
Instrumentación".
19/Septiembre/2007: Hay que cuidar el enviar las tareas al correo de la clase, en la
primera clase presencial se asigno el correo oficial para recibir las tareas (
mateosjg@yahoo.com.mx ), si la tarea se envia a otro email no se tomaran en cuenta, lo
mismo sucede si se envía fuera del tiempo límite, el dia y la hora límite para el envio se
indican en la página de las tareas.
19/Septiembre/2007: En la próxima clase del 26 de Septiembre del 2007 se va a revisar
el funcionamiento de la primera práctica "El Indicador de Proceso", las características
importantes a cuidar para el buen funcionamiento de la práctica son; Limar todas las
resistencias presentes en el circuito para cumplir con el 1 % de presición; El objetivo
principal es aprender a calibrar un instrumento; Ojo hay que cuidar que el D'Arsonval
sea lineal (No Logarítmico); El circuito a armar por equipos de trabajo en protoboard es
el siguiente;
La señal de entrada debe ser una corriente con un rango de 4 a 20 mA, no usar como
entrada una señal de tensión porque se pierde presición en la medición, para checar su
funcionamiento se utiliza la Tabla de Calibración, veáse el archivo ejecutable siguiente;
Archivo para generar la Tabla del Indicador de Proceso.
Observése que si se modifican los valores del "ZERO", y "SPAN", posteriormnte al
hacer clickaqui se cambia el rango del cero y del cien por ciento, hay que asegurarse
que el rango de corriente sea de 4 a 20 mA, los valores a checar junto con el maestro
son incrementos de 10 % en 10 %, empezando por el 0 % hasta el 100 %, los valores a
cumplir para el rango de corriente se obtienen de la siguiente tabla, ésta se construye
con el uso del programa anterior;
Tabla Para Calibrar El Indicador de Proceso
%
Volts
mA
Psi
%
00
0.25
4.00 3.00
00
10
0.35
5.60 4.20
10
20
0.45
7.20 5.40
20
30
0.55
8.80 6.60
30
40
0.65
10.4 7.80
40
50
0.75
12.0 9.00
50
60
0.85
13.6 10.2
60
70
0.95
15.2 11.4
70
80
1.05
16.8 12.6
80
90
1.15
18.4 13.8
90
100
1.25
20.0 15.0 100
Al finalizar el alambrado, se revisa "in situ" la práctica en el Laboratorio de
Comunicaciones, "Edificio N" Planta Alta, horario de clase, (7:00 a 9:00 Hrs ó de 19:00
a 21:00 Hrs segun la sección a la que pertenece el alumno, y se da por terminada con la
entrega de un reporte final, el cual se prepara con anterioridad a la fecha de revisión, el
trabajo del reporte contiene la reseña (memoria) del funcionamiento interno, alambrado,
calibración y puesta a punto del indicador de proceso, así como las respuestas a las
preguntas de investigación.
Atentamente: Ing. Juan Gilberto Mateos Suárez
Ya está la Calificación en el SIAUU.
11 de Junio; Hay que bajar “El plan del alumno”, es un archivo en formato excel, se
encuentra en la página principal, en la liga que dice horario de clases, se trata de llenarlo
con los apuntes que se tomaron en cada una de las clases de instrumentación, se llenan
las columnas, que temas se vio en la clase y en que fecha, tema por tema, esa clase ó
tema, ¿cuanta parte de la calificación proporciona?, ¿cuanto suman todas las
calificaciones, etc?, al terminar de llenar ese formato se envía al correo del maestro,
mateosjg@yahoo.com.mx, ésta información la utiliza el Departamento de Electrónica
para la acreditación de la carrera de “Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica”.
Gracias de antemano, por ésta valiosa aportación.
Atentamente: Ing. Juan Gilberto Mateos Suárez
Fotografías del Semestre Calendario "2007A".
Sobre el Examen extraordinario; oJo si están en el caso de no pasar la materia de
"Instrumentación 1, ET306", en ordinario, el examen extraordinario es el día
Viernes 22 de Junio a la hora de clase, Horario de 9:00 a 11:00 Hrs. cita en el
"Laboratorio de Comunicaciones y Electrónica", los temas a examinar son elaborar
todas las prácticas que se vieron durante el semestre, para obtener la suma de la
calificación en los exámenes que se realizan en el período de extraordinario, se procede
tal como dice el Reglamento General de Evaluación y Promoción de Alumnos.en el
Artículo 25, al aplicarlo sobre la calificación del extraordinario se obtiene como sigue :
La calificación obtenida en el exámen ordinario se multiplica por el factor 0.4 y la del
extraordinario por el factor 0.8, al sumar los dos datos numéricos [Extraordinario =
0.4(Ordinario) + 0.8(Extraordinario)] se obtiene la calificacion correspondiente al
extraordinario el valor resultante se depósita en la base de datos del SIIAU.
24/Abril/2007: El diario oficial de la federación establece que los días festivos no
laborables, 5 de Febrero, 21 de Marzo y 20 de Noviembre son móvibles hacia un fin de
semana largo, los demás días festivos no laborables son inamovibles, entre ellos el día 1
de Mayo.
El Martes 1 de Mayo no hay clases.
24/Marzo/2007: En la próxima clase del Miércoles 28 de Marzo del 2007 se va a
revisar el funcionamiento de la tercera práctica "El Convertidor Digital Analógico",
para el buen funcionamiento se aconseja checar la hoja de datos del microcircuito
DAC08, obsérvese que las conexiones vayan de acuerdo a la numeración de las
terminales que proporciona el fabricante, además de utilizar potenciómetros con
geometría de "paralelepípedos rectángulos" (figura 1),
Figura 1
Éste tipo de resistencias variables están protegidas contra cambios de temperatura, y si
los capacitores son de tantalium se cumple sin problemas el 1 % de presición, el
objetivo principal es;
Con los datos binarios que genera de la Tabla de Calibración, se depositan en las
terminales de entrada ceros y unos lógicos de acuerdo a la tabla, y se observa en la
salida la señal con formato de tensión desde 0,25 hasta 1,25 Voltios, hay que cuidar
que la entrada se conecten 8 leds, y que los leds se enciendan en correspondencia a los
datos binarios de la Tabla de Calibración; el máximo error permisible es de más menos
un bit de error (El led LSB apagándose y encendiéndose), el circuito a armar por
equipos de trabajo en protoboard es el siguiente:
Al finalizar el alambrado, se revisa "in situ" la práctica en el Laboratorio de
Comunicaciones, "Edificio N" Planta Alta, horario de clase, (7:00 a 9:00 Hrs) y se da
por terminada con la entrega de un reporte final, el cual se prepara con anterioridad a la
fecha de revisión, el trabajo del reporte contiene la reseña (memoria) del
funcionamiento interno, alambrado, calibración y puesta a punto del "Convertidor de
señales de Digital hacia Analógico DAC".
Atentamente: Ing. Juan Gilberto Mateos Suárez
21/Marzo/2007: Creando un archivo ejecutable con LabVIEW; Con la opción
Application Builder se crea un archivo "file.exe" ejecutable de cualquier VI de
LabVIEW que funcione correctamente, en archivo así creado corre en cualquier otra
computadora que tenga el mismo sistema operativo, otra opción es crea un archivo
LabVIEW ejecutable run-time engine que tiene la capacidad de abrir y correr
cualquier VI de LabVIEW, es un proceso corto pero algunas veces confuso, la forma de
hacer un archivo de éste tipo se muestra bajando el siguiente documento.
Archivo en word para crear un ejecutable con LabVIEW
14/Marzo/2007: En el envio de la tarea de la tabla, a los alumnos que la hicieron en
LabVIEW, se trata de mejorar las versiones que están en la página, hay que superar las
tablas que estan ahí, y a la hora de enviar el archivo se debe adjuntar tabien el "vi",
antes de enviar el archivo "exe", se prueba en en una cpu que no tenga instalado el
LabVIEW, un archivo "vi" de 10 KBytes a la hora de hacerlo (bulding) ejecutable se
convierte en otro de aproximadamente 10.0 MEGABYTES.
11/Marzo/2007: En la próxima clase del 13 de Marzo del 2007 se va a revisar el
funcionamiento de la segunda práctica "El Convertidor Analogico Digital", las
características importantes a cuidar para el buen funcionamiento de la práctica son;
limar todas las resistencias presentes en el circuito para cumplir con el 1 % de presición,
el objetivo principal es utilizar la Tabla de Calibración, se deposita en la entrada una
señal de tensión de 0,25 a 1,25 Volts, hay que cuidar que la salida se encuentre en
formato binario, ( 8 leds) y que los leds que se conectan en la salida se enciendan en
corespondeccnia a la Tabla de Calibracion; el máximo error permisible es de más
menos un bit de error (un led apagándose y encendiéndose), el circuito a armar por
equipos de trabajo en protoboard es el siguiente;
La señal de entrada debe ser un voltaje con un rango de 0.25 a 1.25 Volts, para checar
su funcionamiento se utiliza la Tabla de Calibración, veáse el archivo siguiente en
formato html que realizo el compañero Miguel Angel García Fuentes;
Al finalizar el alambrado, se revisa "in situ" la práctica en el Laboratorio de
Comunicaciones, "Edificio N" Planta Alta, horario de clase, (7:00 a 9:00 Hrs) y se da
por terminada con la entrega de un reporte final, el cual se prepara con anterioridad a la
fecha de revisión, el trabajo del reporte contiene la reseña (memoria) del
funcionamiento interno, alambrado, calibración y puesta a punto del "Convertidor de
Analogico a Digital".
Atentamente: Ing. Juan Gilberto Mateos Suárez
8/Marzo/2007: Te interesa aprender un poco más sobre LabVIEW, download el User
Manual ( PDF - 3.583 Mbytes ).
El Lunes 19 de Marzo no hay clases, en substitución del 21 de Marzo día que sí hay clases.
5/Marzo/2007: En la próxima clase del 7 de Marzo del 2007 se va a revisar el
funcionamiento de la primera práctica "El Indicador de Proceso", las características
importantes a cuidar para el buen funcionamiento de la práctica son; Limar todas las
resistencias presentes en el circuito para cumplir con el 1 % de presición; El objetivo
principal es aprender a calibrar un instrumento; Ojo hay que cuidar que el D'Arsonval
sea lineal (No Logarítmico); El circuito a armar por equipos de trabajo en protoboard es
el siguiente;
La señal de entrada debe ser una corriente con un rango de 4 a 20 mA, no usar como
entrada una señal de tensión porque se pierde presición en la medición, para checar su
funcionamiento se utiliza la Tabla de Calibración, veáse el archivo ejecutable siguiente;
Archivo para generar la Tabla del Indicador de Proceso.
Observése que si se modifican los valores del "ZERO", y "SPAN", posteriormnte al
hacer clickaqui se cambia el rango del cero y del cien por ciento, hay que asegurarse
que el rango de corriente sea de 4 a 20 mA, los valores a checar junto con el maestro
son incrementos de 10 % en 10 %, empezando por el 0 % hasta el 100 %, los valores a
cumplir para el rango de corriente se obtienen de la siguiente tabla, ésta se construye
con el uso del programa anterior;
Tabla Para Calibrar El Indicador de Proceso
%
Volts
mA
Psi
%
00
0.25
4.00 3.00
00
10
0.35
5.60 4.20
10
20
0.45
7.20 5.40
20
30
0.55
8.80 6.60
30
40
0.65
10.4 7.80
40
50
0.75
12.0 9.00
50
60
0.85
13.6 10.2
60
70
0.95
15.2 11.4
70
80
1.05
16.8 12.6
80
90
1.15
18.4 13.8
90
100
1.25
20.0 15.0 100
Al finalizar el alambrado, se revisa "in situ" la práctica en el Laboratorio de
Comunicaciones, "Edificio N" Planta Alta, horario de clase, (7:00 a 9:00 Hrs) y se da
por terminada con la entrega de un reporte final, el cual se prepara con anterioridad a la
fecha de revisión, el trabajo del reporte contiene la reseña (memoria) del
funcionamiento interno, alambrado, calibración y puesta a punto del indicador de
proceso.
Atentamente: Ing. Juan Gilberto Mateos Suárez
14 de Diciembre; Sobre cualquier asunto referente a Instrumentación, sección
1.
Contactar al Ing. Hector Mateos Ortega, Presidente de la Academia de
Instrumentación Electrónica, se localiza en el Laboratorio de Comunicaciones y
Electrónica, en la oficina de Instrumentación y Control Automático, los días 18, 19
y 20 de Diciembre, a las 12 Hrs, su correo electronico es:
Ing. Hector Mateos Ortega
hmateos@proton.ucting.udg.mx
Ing. Juan Gilberto Mateos Suárez
jmateos@proton.ucting.udg.mx
6 de Diciembre; Hay que bajar “El plan del alumno”, es un archivo en formato excel, se
encuentra en la página principal, en la liga que dice horario de clases, se trata de llenarlo
con los apuntes que se tomaron en cada una de las clases de instrumentación, se llenan
las columnas, que temas se vio en la clase y en que fecha, tema por tema, esa clase ó
tema, ¿cuanta parte de la calificación proporciona?, ¿cuanto suman todas las
calificaciones, etc?, al terminar de llenar ese formato se envía al correo del maestro,
mateosjg@yahoo.com.mx, ésta información la utiliza el Departamento de Electrónica
para la acreditación de la carrera de “Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica”.
Gracias de antemano, por ésta valiosa aportación.
Atentamente: Ing. Juan Gilberto Mateos Suárez
4 de Diciembre; Sobre la práctica del "extractor de raíz cuadrada", se debe entregar
como fecha limite el 8 de Diciembre ó antes.
Sobre las calificaciones, revisen con cuidado la siguiente liga de las calificaciones, si
encuentran un error en la calificación, ya sea que no se considere una tarea ó una
práctica, a la menor brevedad posible enviar un correo indicando el error cometido por
el maestro.
oJo, si por están en el caso de no pasar la materia, deben de armar únicamente
todas las prácticas, (en equipos), y entregarlas con fecha límite el 13 de Diciembre.
Las calificaciones van a estar en esta página para su corrección hasta el 12 de
Diciembre, después estarán capturadas en el siauu, sin opción a corregirlas.
Sobre las prácticas extra, (para recuperar calificación perdida de tareas y practicas no
entregadas), hay que entregarlas con fecha límite hasta el lunes 11 de Diciembre.
23 de Noviembre; La semana del 11 al 15 de Diciembre/2006 es la fecha para que
aparezcan en el SIAUU los resultados de los examenes ordinarios, y la fecha del
examen extraordinario es en la semana siguiente del 20 al 22 de Diciembre/2006.
15/Noviembre/2006: Sobre la oportuinidad de aumentar la calificación final, si por
causas ajenas al trabajo académico no se entrego alguna tarea ó practica, es posible
recuperarla de la siguiente forma:
Se prepara una práctica ó trabajo, y se denomina práctica extra, ésta actividad extra
substituye a otra faltante no entregada, el trabajo extra se realiza de la misma forma que
las prácticas, "en equipos (individual) y con un reporte individual", de suceder así, se
recuperan una Vs una actividades por trabajos extras.
Atentamente: Ing. Juan Gilberto Mateos Suárez
22/Octubre/2006: Los días 23 y 25 de octubre no hay clases de Instrumentación, el
motivo es que el maestro Mateos va a asisitir al congreso de instrumentación que
organiza cada año la SOMI, "Sociedad Mexicana de Instrumentación".
19/Octubre/2006: Se anexo una liga nueva sobre Temporización, visitala, y recuerda
que hay que inventar una práctica sobre el tema de la "función memoria", se trata de
realizar en protoboard el diseño de un circuito secuencial, se debe usar el método que se
utilizó en la clase, las opciones son; a).- Diseño con compuertas, b).- Diseño con
relevadores, c).- Diseño con PLC y d ).- Diseño con microprocesadores, al presentar
la práctica es imprescidible hacer un reporte.
18/Octubre/2006: Te interesa aprender un poco más sobre LabVIEW, download el User
Manual ( PDF - 3.583 Mbytes ).
El Lunes 15 de Mayo no hay clases.
21/Marzo/2006: Checate esta liga, contiene material util..
http://tauro.unex.es/vaguiti/indexvaguiti.php
15/Marzo/2006
La siguiente liga te lleva a accesar un archivo compactado en formato zip ( aprox. 7
MBytes ) de una calculadora con múltiples funciones. Baja el archivo y pruebalo ! ..
8/Marzo/2006
Te interesa tener información sobre la calculadora Texas Instrument, emuladores,
archivos y herramientas utiles para el ingeniero, accesa a la siguiente liga;
http://www.ticalc.org/pub/win/
6/Marzo/2006
Se esta actualizando la plataforma que envia correos en cucei, login@cucei.udg.mx, si hay
problemas para enviarme correos, hay que usar el siguente email; mateosjg@yahoo.com.mx .
Ing. Juan Gilberto Mateos Suárez
mateosjg@yahoo.com.mx
Marzo, 2006.
Bibliografía
Ing. Juan Gilberto Mateos Suárez
Autor
Antonio Creus Sole
Título
Instrumentación Industrial
Douglas M, Considine, S. D. Ross
Manual de Instrumentación Aplicada, Tomos I y II
Editorial y fecha
Marcombo 2006,
Algaomega, Septima
Edición.
C. E. C. S. A. 2001
Apoyos Bibliográficos:
Instrumentación Electrónica Moderna y Técnicas de Medición, Helfrick, A. D., Cooper W.,
Prentice Hall.
Measurement systems application Design, Doebelin, E. O., Mc. Graw Hill
Industrial Electronics And Automation, John Harrington, Del Mar 1989
MC. Juan Gilberto Mateos Suárez
jmateos@yahoo.com.mx
Agosto de 2007.