Unidad 1

Instrumentación Electrónica
UNEXPO
Evaluación
• Teoría 70%
– Examen 1
– Examen 2
– Examen 3
30%
30%
10%
08/06/11
06/07/11
03/08/11
Unidad 1, 2
Unidad 3
Unidad 4
07%
10%
13 %
03,05/05/16
31/05,02/06/16
29,30/06/16
• Práctica 30 %
– Práctica 1
– Práctica 2
– Práctica 3
• Para aprobar la materia se debe aprobar el
laboratorio
Bibliografía
• Navarro, H. Instrumentación Electrónica. Ediciones
UCV. Primera edición 1996.
• Cooper, W. Instrumentación Electrónica y Mediciones
Eléctricas. Prentice Hall. 2000.
• Pallas, R. Transductores y Acondicionador de Señal.
Editorial Marcombo. 2da Edición. 1998.
• Cavalho, J. Autómatas Programables y Redes de
Control. Marcombo. 1ra edición. 1998.
• Indriago, M. Sensores de Posición, Descripción y Uso.
UNEXPO. 2003.
• Derenzo, S. Interfacing. Prentice-Hall.1990.
• Wolf y Smith. Guía para mediciones eléctricas. Prentice
Hall. 1992.
Otros datos de interés
• http://www.el.bqto.unexpo.edu.ve/mindria/
• [email protected]
• 0416 6515667
Objetivos
•
•
•
Determinar cual es el sensor más
apropiado para realizar una medición
bajo condiciones específicas.
Describir la estructura y funcionamiento
de un sistema de adquisición de datos.
Diseñar un sistema de adquisición de
datos de poca complejidad.
CONTENIDO
• Tópicos generales sobre instrumentación
electrónica
• Mediciones de magnitudes no eléctricas
• Acondicionamiento de señal
• Procesamiento e indicación de los datos
Unidad I
•
•
•
•
•
•
•
•
Instrumentación y medición.
Definición de instrumento.
Variables a medir.
Conceptos básicos: exactitud, precisión, resolución,
error, repetitividad, sensibilidad, rango.
Fuentes de error. Error probable. Sistema básico de
medición.
Transductores o sensores primarios.
Tipos de transductores: activos y pasivos.
Sistema generalizado de adquisición de datos:
transductores,
acondicionadores
de
señal,
procesamiento e indicación de los datos.
Definiciones
• Un instrumento se puede definir como un
dispositivo que sirve determinar o manipular las
variables de un proceso
• Instrumentación electrónica. Es la rama de la
electrónica que se encarga del diseño y manejo
de los aparatos electrónicos, sobre todo para su
uso en mediciones.
• Instrumentación electrónica es la rama de la
ciencia que trata de la medición y control con
equipos electrónicos.
Definiciones
• El sensor que se encarga de transformar
la variación de la magnitud a medir en una
señal eléctrica
Magnitudes
• Entre las magnitudes más comunes a
medir se encuentran:
Presión.
Temperatura
Nivel.
Posición.
Velocidad
Peso
Variables eléctricas
Voltaje
Corriente
Frecuencia
Otras menos comunes
Viscosidad
Resistividad
Radiación
Inductancia
pH
Conductividad eléctrica
Redox
Humedad
Sistema Básico de Medición
Transductor
Sensor
Acondicionador
de señal
Unidad de registro,
indicación o control
Tipos de Transductores
• Pasivos: requieren de una fuente de
energía externa para poder funcionar
• Activos: suministran una salida eléctrica
cuando son estimulado por la variable
física a medir.
Definiciones
• La exactitud de una medición especifica la
diferencia entre el valor medido y el valor real de
una cantidad.
• La conformidad o repetitividad el grado con
que mediciones sucesivas difieren unas de las
otras.
• La resolución es el cambio mas pequeño para
el cual el instrumento responderá.
• La precisión se compone de las características
de conformidad y resolución
Definiciones
• Sensibilidad es la relación de la señal de salida
o respuesta del instrumento al cambio de la
entrada o variable medida.
• Error es la desviación del valor verdadero al
valor medido.
• Linealidad nos indica que tan cerca esta la
correlación entre la entrada y la salida a una
línea recta
• El rango es la diferencia entre el mayor valor y
el menor valor que se puede medir
• Rapidez de respuesta capacidad del
instrumento de seguir la variaciones de la
entrada
Fuentes de errores
• Errores brutos: comprenden errores
humanos tales como ajuste incorrectos,
errores de computo, mala lectura de los
instrumentos.
• Errores sistemáticos: provienen de los
instrumentos, tal como desgaste o
defectos.
• Errores al azar: debidos a variaciones al
azar en el sistema de medición
Análisis estadístico
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Valor promedio
x1  x2  ...  xn
x
n
Desviación promedio

D
n
1
dn
n
Desviación
Desviación estándar
d  xx
n

2
d
 n
1
n 1
Distribución Normal
1
f ( x) 
e
 2
1 x x 2
 (
)
2 
Error probable r = 0,6745
Sistema generalizado de
adquisición de datos
S1
A1
S2
A2
Multiplexor
Retentor
…
Sn
Salida
Serial
A3
Procesador
Sensores
Salida
Acondicionadores
Convertidor A/D
Sistema generalizado de
adquisición de datos
Distribución de señales
Objetivos
Sensor
Acondicionador
Transmisión
Datos
Presentación
Alarmas
Planta o
proceso
Controlador
Supervisor
Perturbaciones
Control manual
Actuador
Acondicionador
Acciones