CARACTERISTICAS DEL COMPORTAMIENTO DE LOS INSTRUMENTOS

M.I. Aurelio Hernández Rodríguez 1

Estandarización Europea Americana

Neumática 3- 27 PSI 3-15 PSI

Eléctrica0-5 Volts 1-5 Volts

0-20 mA 4-20 mA Rin =250

Las asociaciones europeas y americanas en especial la I.S.A. (Instrument Society of America), sugirieron como señales estándar los siguientes valores:


“ cero vivo” . Esto consiste de que al no arrancar con valor de señal cero, correspondiendo a cero señal, al tener algún problema con la comunicación entre instrumentos se detecta fácilmente al no recibir el valor correspondiente a cero señal (4 mA o 1 Volt),


Campo de medida (Range). Espectro o conjunto de valores de la

variable medida que están comprendidos, dentro de los limites inferior-superior, de la capacidad de medida del instrumento. Se expresa estableciendo los valores extremos:

Ejemplo: 0-150V

CARACTERISTICAS DEL COMPORTAMIENTO DE LOS INSTRUMENTOS


Alcance (Span). Es la diferencia algebraica entre los valores

superior e inferior del campo de medida del instrumento.

Ejemplo. 150-0 = 150



Error. Es la diferencia algebraica entre el valor

leído y el valor de la variable leída. Error estático. Es aquel que se presenta en condiciones de

régimen permanente.



Error Dinámico. Es la diferencia entre el valor instantáneo

de la variable y el indicado por el instrumento.

Error medio. Es la medida aritmética de los errores en

cada punto de la medida determinados para todos los valores crecientes y decrecientes de la variable medida.



Ruido. (Noise) Cualquier perturbación eléctrica o señal

accidental no deseadas que modifican la transmisión, indicación o registro de los datos deseados.



Precisión (Accuracy) Es la tolerancia de medida de instrumento y

define los límites de los errores cometidos cuando el instrumento se emplea en condiciones normales.



Zona muerta (Dead Zone). Es el campo de valores de la variable que

no hace variar la indicación o la señal de salida del instrumento



Sensibilidad (Sensitivity). Es la razón entre el incremento de la lectura

y el incremento de la variable que lo ocasiona, después de haber alcanzado el estado de reposo. También se le conoce como Ganancia o Factor de Escala.



Repetibilidad (Repetivity). Es la capacidad de reproducción de las

posiciones del índice del instrumento al medir repetitivamente valores idénticos de las variables en las mismas condiciones de servicio, y en el mismo sentido de variación recorriendo todo el campo.


Histeresis (Hysteresis). Se define como la diferencia algebraica

entre los errores promedios en puntos correspondientes de medición cuando se aproximan en direcciones opuestas. Puede ser originada por fricción o características de materiales magnéticos. Es la diferencia máxima que se observa en los valores indicados por el índice del instrumento para el mismo valor cualquiera del campo de medida.


Campo de medida con elevación de cero.

Es aquel campo de medida en el que el valor cero de la variable de señal medida es mayor que el valor inferior del campo.


Resolución (Resolution). Es el incremento más pequeño de la

variable a medir que puede ser detectado por el instrumento con certidumbre.


Punto de control(Set-Point). Es el valor en el cual se requiere

controlar la variable. Corrimiento (Shift). Es la variación en la salida del instrumento,

que no es causado por ningún cambio en la entrada. Generalmente es ocasionada por cambios internos de temperatura o inestabilidad de los componentes.


Linealidad (Linearity). Cambio en la sensibilidad para cualquier

variable a medir Estabilidad en cero. Habilidad de un instrumento para

reestablecerse a cero , cuando la variable a medir regresa a cero.


Vida útil de servicio. Tiempo mínimo especificado durante el

cual el instrumento no presenta cambios en su comportamiento más allá de tolerancias especificadas.


Régimen de exactitud (Accurracy rating).

Es una cantidad que define un límite de error que el instrumento no deberá exceder.


Se consideran 2 clasificaciones básicas; la primera relacionada con la función del instrumento y la segunda con la variable del proceso.

Clases de instrumentos.


De acuerdo con la función del instrumento detienen:

Instrumentos ciegos.- Son aquellos que no tienen indicación visible de la variable, por ejemplo presostatos y termostatos



Instrumentos Indicadores.- disponen de un índice y una escala graduada en la que puede leerse el valor de la variable, según la amplitud de la escala se divide en indicadores concéntricos, excéntricos y digitales.



Instrumentos registradores.- Registran con trazo continuos a puntos las variables y pueden ser gráficos circulares o rectangular,



Elementos primarios.- Están en contacto con la variable y utilizan la energía del medio controlado para dar al sistema de medición una indicación en respuesta a la variación de la variable controlada.



Transmisores.- son instrumentos que captan la variable del proceso a través del elemento primario y la transmite a distancia, en forma de señal neumática de margen de 3 a 15 psi o electrónica de 4 a 20 MA de CD.



Convertidores.- son aparatos que reciben una señal de entrada neumática de margen de 3 a 15 PSI o Electrónica de 4 a 20 MA procedente de un instrumento y después de modificar la envían la resultante en forma de señal de salida estándar presión-corriente, corriente-presión.



Receptores. Son instrumentos que reciben las señales procedentes de los transmisores y las indican o registran. Los receptores controladores, envían otra señal de salida normalizada a los valores de 3 a 15 PSI o 4 A 20 MA.



Controladores. Comparan la variable controlada (presión, nivel, temperatura) con un valor deseado y ejerce una acción correctiva de acuerdo con la señal de error.



Elemento final de control. Recibe la señal del controlador modifica las condiciones del sistema, en control neumático el elemento suele ser una válvula neumática o un servomotor, que afectuan su carrera completa de 3 a 15 PSI.



Error: En general tiene dos componentes, tomando en cuenta que los errores accidentales o por descuido han sido evitados.

Las componentes son : 1.- La componente sistemática o contable 2.- La componente aleatoria

ANALISIS DE ERROR.


Componente Sistemática ( contable o fija ): Las principales razones por las que se introduce un error fijo son las siguientes:

Por utilizar un método inadecuado de medición. Esto es no seleccionar adecuadamente la instrumentación, ya sea por su rango, su material o algún otro factor.

ANALISIS DE ERROR.


Errores estáticos o dinámicos; causados por medio ambiente desfavorable, los factores mas comunes por las que se introduce un error por esta causa son: ruido excesivo en el medio, campos electromagnéticos y electrostáticos y por vibración de los edificios y tableros.

ANALISIS DE ERROR.


Errores de calibración original: pueden ser en la calibración del Zero, multiplicación o rango y de angularidad.

Errores humanos: Como puede ser el Tomar lecturas equivocadas, errores de paralaje o aritméticos.

Estos errores pueden ser evitados o corregidos tan pronto como sean detectados.

ANALISIS DE ERROR.


.-Componente Aleatorios. Están sujetos a causas aleatorias y fortuitas y deben ser tratadas por métodos estadísticos. Esta forma de considerar a estos errores es tratada en seguida.

ANALISIS DE ERROR.

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