Conceptos Básicos Instrumentación 2015

7/23/2019 Conceptos Básicos Instrumentación 2015

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Universidad de San Carlos de Guatemala

Facultad de Ingeniería

Escuela de Ingeniería Mecánica

INSTRUMENTACION MECANICA

CONCEPTOS BÁSICOS

Ing. Carlos A. Chicojay C.



» Rango

» Alcance (Span)

» Error dinámico

» Precisión

» Sensibilidad

» Repetitividad » Zona muerta e Histéresis






•

Rango o campo de medida: Conjunto devalores de la variable que puede medir elinstrumento. Se especifica mediante ellímite inferior y el superior.Ejemplo: rango de termoresistencia para

medir temperatura: 50-150ºC

• Alcance (span). Diferencia entre losvalores superior e inferior del rango.Ejemplo: un instrumento de medida conrango 60-200ºC tiene un alcance de

140ºC






•

Campo de medida con elevación de cero. Es un rango en el que elcero de la variable medida es mayor que el límite inferior del rango.(-10 a 30º C)

•

Campo de medida con supresión de cero. Rango en el que el cero dela variable medida queda por debajo del límite inferior del rango.

(20 a 50º C)

• Elevación de cero. Es la cantidad con que el valor cero de la variablesupera el valor inferior del campo. Puede expresarse en unidades de lavariable medida o en % del alcance.

•

Supresión de cero. Es la cantidad con que el valor inferior del campode medida supera el valor cero de la variable. Puede expresarse enunidades de la variable medida o en % del alcance.






• rror. Diferencia algebraica entre el valor leído o transmitidopor el instrumento y el valor real de la variable medida. Puedeser error estático y error dinámico.El error dinámico se da en procesos en donde la variable, varía

en función del tiempo.

• Grado de incertidumbre. Error máximo que se puedecometer al efectuar la medida con el instrumento.






•

Exactitud. Límite máximo del error de medida en condicionesnormales de servicio. (Instrumentación Industrial, Antonio Creus, 8ª. Edición)

Formas de expresarla:

• En forma absoluta en términos de unidades de ingeniería de

las variables medidas. p.e. ± 0,001 v ó ± 1 ºC o seadirectamente en unidades de la variable medida.

• En forma relativa como porcentaje del alcance. p.e. ± 1%del alcance.

• En forma relativa como porcentaje del límite superior delRango.

• En forma relativa como porcentaje del valor medido.






•

Precisión. Capacidad del instrumento derepetir el mismo valor en las lecturas.

• Repetitividad. Grado de consistencia delinstrumento. Es decir, en qué grado eldispositivo proporciona medidas iguales

cuando mide el mismo valor en las mismascondiciones. Si no se exige que lascondiciones de las medidas sean idénticas,esta característica se denominareproducibilidad.

•

Zona Muerta. Rango de variación de lavariable medida que no produce un cambioperceptible en la salida del instrumento. Lacausa mas común es la fricción estática. Sesuele especificar como porcentaje del alcance.






• Sensibilidad. Relación que existe entre el incremento en la señal desalida del instrumento y el incremento correspondiente en la variablemedida.Ejemplo: un medidor de nivel que proporciona una variación de 10 mVpor metro de altura tiene una sensibilidad de 10 mV/m

• Resolución. Incremento mínimo de lavariable de entrada que produce uncambio observable en la salida. Esteconcepto está ligado al de banda muerta

y sensibilidad. Se expresa en términosabsolutos o porcentuales sobre elalcance.






• Histéresis. Valor máximo de la diferencia entre las medidas deun mismo valor en sentido creciente y decreciente de la variable.Se suele expresar en forma porcentual sobre el alcance delinstrumento.






Se expresa en del alcance de la medida.

Por ejemplo: si un termómetro de 0°c a 100°c, para el valor de lavariable de 40°c grados centígrados, la aguja marca 39.9°c al subirdesde 0°c, e indica 40.1°c al bajar la temperatura desde 100°c, el valorde la histéresis es de:

Histéresis = Cambio X 100

Span

40.1 – 39.9 X 100 = + 0.2%

100 - 0




•

Linealidad. Mide en qué grado lacaracterística entrada salida del instrumentose puede aproximar a una línea recta.Se suele expresar como el error máximo quese cometería al aproximar la función por una

línea recta. Esta cualidad es muy deseable yaque implica una sensibilidad similar en todo elrango de medida.

•

Sesgo (bias). Error constante que afecta a lamedida en todo su rango. No tiene carácteraleatorio y puede ser corregido mediante lacalibración del instrumento.






•

Deriva. Variación experimentada poralguna de las características delinstrumento en un periodo de tiempodeterminado. Se debe a cambios quesufren algunos componentes omateriales del instrumento al variar la

temperatura o la humedad.

•

Umbral. Valor mínimo que tiene quealcanzar la variablepara que el instrumento proporcioneuna señal de medida.

. Ruido. Cualquier señal accidental nodeseada que modifica la trasmisión,indicación o registro de los datos.






• Temperatura de servicio.

Campo de temperaturas en elcual se espera que trabaje elinstrumento dentro de los límites

de error especificados.

• Vida útil de servicio. Tiempomínimo especificado durante elcual se aplican las característicasde servicio continuo e

intermitente del instrumento, sinque se presenten cambios en sucomportamiento mas allá de lastolerancias especificadas.

Ing. Carlos A. Chicojay C.scuela de Ingeniería Mecánica





Los instrumentos de medida, como todos los sistemas, tienenun comportamiento dinámico que puede evaluarse en términosde tiempo de respuesta, tiempo de subida, constante de tiempo,factor de amortiguamiento, frecuencia natural, respuesta en

frecuencia, ...

Paralaje o paralelaje: Lalectura debe de serperpendicularmenteal indicador.

Legibilidad: La lecturadebe de realizarse a unadistancia adecuada






En los manómetros proporcionados, encuentre elrango dentro del cual se encuentra el valor real de lavariable, para cada tipo de exactitud.

Suponga:Que el manómetro marca 20 psi.Que el valor de la exactitud dada por el fabricante son:1. + 0.4% del valor máximo del campo.

2. + 0.35% del valor de la lectura instantánea.3. + 0.8 psi.4.+ 0.7% del valor del alcance

Realice el cálculo para 2 manómetros

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