sistema de medicion

INTRODUCCION
Todos los procesos que se dan en la industria, están relacionados con el manejo de
sistemas de medición, de allí que hay la necesidad como parte de la formación del
egresado de Ingeniería, conocer los fundamentos y principios de operación de éstos
sistemas, asimismo su instalación y manejo en forma correcta.
La medición y la instrumentación son de mucha importancia ya que el ingeniero
necesita familiarizarse con los métodos de medición y las técnicas de análisis, para
interpretar la información experimental y además es indispensable el conocimiento
sobre instrumentación para un buen diseño experimental.
El ingeniero esta interesado no sólo en la medición de variables físicas, también se
preocupa por su control. Las dos funciones están vinculadas, ya que se debe medir
una variable como la temperatura, o el flujo, con objeto de controlarla. La exactitud
del control depende de la exactitud de la medida; por lo tanto, es necesario un buen
conocimiento de las técnicas de medición para diseñar un sistema de control.
SISTEMA DE MEDICION
El objetivo de un sistema de medición es presentar a un observador un valor
numérico correspondiente a la variable que se mide. El sistema de medición consta de
varios elementos o bloques. Es posible identificar cuatro tipos de elementos; aunque en
un sistema particular puede faltar un tipo de elemento, o bien, ocurrir más de una vez.
La figura No. 1 presenta los cuatro tipos de elementos con una definición breve.
Entrada
Valor
Verdadero
Elemento
sensor
Elemento
acondicionador
de señales
Elemento
Procesador
de señales
Elemento
Presentador
de datos
Figura No. 1: Estructura general de un sistema de medición
ELEMENTO SENSOR.- Esta en contacto con el proceso y genera una salida, la
cual depende de alguna manera de la variable por medir. Son ejemplos: el termistor,
donde la resistencia del sensor depende de la temperatura; la placa de orificio, donde
la disminución de presión depende de la tasa de flujo; el termopar, donde la f.e.m.
en milivoltios depende de la temperatura. Si hay más de un elemento sensor en un
sistema, al elemento en contacto con el proceso se le denomina sensor primario; a
los otros, se les conoce como sensores secundarios.
ELEMENTO ACONDICIONADOR DE SEÑALES.- Toma la salida del
elemento sensor y la convierte en una forma más adecuada para un procesamiento
adicional, por lo general en una señal de frecuencia, de corriente directa o de voltaje
de c. d. son ejemplos: el puente de deflexión, que convierte un cambio de
impedancia en un cambio de voltaje; un amplificador, que transforma milivoltios en
voltios; un oscilador, el cual convierte un cambio de impedancia en un voltaje de
frecuencia variable.
ELEMENTO PROCESADOR DE SEÑALES.- Toma la salida del elemento
acondicionador y la convierte a una forma más adecuada para la presentación. Son
ejemplos: el convertidor de analógico a digital, que transforma un voltaje en una
forma digital para entrada en computadora; una microcomputadora, que calcula el
valor medido de la variable a partir de los datos digitales de entrada.
ELEMENTO PRESENTADOR DE DATOS.- Presenta el valor medido en una
forma que el observador puede reconocer fácilmente. Son ejemplos: un simple
indicador con escala y manecilla, un graficador, un despliegue alfanumérico y una
unidad de exhibición de imagen.
Salida
Valor
medido
TRANSDUCTOR.- Se utiliza comúnmente en medición e instrumentación. Es un
paquete manufacturado que produce un señal eléctrica en su salida. Por lo tanto, un
transductor de este tipo puede incorporar tanto elementos sensores como
acondicionadores de señales.
Entrada
Peso
verdadero
Celda de
la carga
de
soporte
Salida
Peso
medido
Deformación
Calibrador
de
deformación
Unidad de
exhibición
de imagen
Resistencia
Puente
de
deflexión
mV
Amplificador
Convertidor
A/D
Microcomputadora
(Linealización
)
Figura No. 2 : Sistema de medición de peso
Entrada
Temperatura
verdadera
Termómetro
con resistencia
de platino
Resistencia
Puente de
deflexión
resistivo
Corriente
Figura No. 3 : Sistema de medición de temperatura
Galvanómetro
Salida
Temperatura medida
DIAGRAMA DE BLOQUES.- El método de diagramas de bloque es muy útil
para examinar las propiedades de elementos y sistemas. La figura No. 2 muestra los
principales símbolos de los diagramas de bloque.
Suma
x
Resta
+
z
+
x
+
–
y
Multiplicación
de variables
Multiplicación
escalar
Función
x
y
K
y
z=x–y
z=x+y
x
z
y = Kx
f( )
y
z
x
y
z = xy
y=f( )
Diferenciación
Integración
x
∫
y = ∫ x dt
y
x
d
dt
y = dx
dt
Figura No. 4 : Símbolos de diagramas de bloque
y