Conocimientos básicos de automatización de instrumentos

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Conceptos básicos de los instrumentos de medición I. Medición, error de medición, medición directa e indirecta 1. ¿Qué es el error de medición? Respuesta: La diferencia entre el valor medido y el valor real se denomina error de medición. 2. ¿Qué son la medición directa e indirecta? Respuesta: La medición directa consiste en comparar directamente el parámetro a medir con una unidad de medida establecida. La medición indirecta consiste en sustituir los datos obtenidos mediante mediciones directas en una fórmula específica, para así calcular el valor del parámetro que se desea medir. 3. ¿Qué es la medición? Respuesta: Es el proceso mediante el cual se convierte y transmite la señal del parámetro a medir, y luego se compara con la unidad de medida correspondiente. Eso se denomina medición. II. Errores de los instrumentos, degradación, sensibilidad y límite de sensibilidad. 1. ¿Qué son el error permitido de un instrumento, su precisión y su grado de precisión? Respuesta: El error permitido se refiere al valor máximo del porcentaje de error que se permite en un instrumento, bajo condiciones normales establecidas. La precisión de un instrumento se refiere al valor que queda después de eliminar el porcentaje (%) del error permitido. El nivel de precisión es **un conjunto de valores porcentuales estandarizados y uniformemente definidos**. 2. ¿Qué es la variabilidad de un instrumento? Respuesta: Se refiere a la diferencia entre los valores obtenidos al medir un parámetro con el mismo instrumento, en direcciones opuestas, cuando las condiciones externas permanecen constantes. 3. ¿Qué son la sensibilidad y el límite de sensibilidad de un instrumento de medición? Respuesta: La sensibilidad es una medida que indica cuán sensible es un instrumento de medición a los cambios en el parámetro que se está midiendo. La sensibilidad se expresa como la relación entre el cambio en el valor indicado por el instrumento y el cambio en el parámetro a medir que causa dicho cambio. El límite de sensibilidad se refiere a la menor cantidad de cambio en el parámetro a medir que provoca un cambio visible en el valor indicado por el instrumento. 4. ¿Qué es el error dinámico del sistema de medición? Respuesta: Se refiere a la diferencia entre el valor indicado por el instrumento y el valor real del parámetro que se está midiendo, cuando este se encuentra en un estado de cambio constante. III. Presión, presión atmosférica de ingeniería, presión atmosférica física, presión manométrica, presión absoluta. 1. ¿Qué es la presión? Respuesta: La presión es una fuerza que actúa de manera vertical y uniforme sobre una unidad de área. 2. ¿Qué es la atmósfera de ingeniería? Respuesta: La atmósfera de ingeniería es una unidad que se utiliza frecuentemente en la industria. Se trata de la presión que se genera cuando 1 kg de fuerza actúa de manera vertical y uniforme sobre un área de 1 centímetro cuadrado. Esta presión se expresa en kgf/cm². 3. ¿Qué es la presión atmosférica física? Respuesta: La presión atmosférica física es la fuerza que se genera cuando una columna de mercurio de 760 mm de altura ejerce su peso sobre una superficie, teniendo en cuenta que la densidad del mercurio es de 13,5951 gramos/metro³ y que la aceleración gravitacional es de 980,665 centímetros/s². IV. Es el papel del transmisor en los sistemas de detección y regulación automática: consiste en convertir diversos parámetros de proceso, como presión, diferencia de presión, temperatura, caudal, nivel del líquido, composición y otras magnitudes físicas, en señales estandarizadas correspondientes. Estas señales luego se envían a los indicadores, registradores y reguladores, para su visualización, registro y regulación. Según los parámetros que miden, los transmisores se dividen principalmente en: transmisores de diferencia de presión, transmisores de presión, transmisores de temperatura, transmisores de caudal, etc. Composición: Generalmente, está compuesto por una sección de conversión de entrada, un amplificador y una sección de retroalimentación. La parte de conversión de entrada incluye componentes sensibles, cuya función es detectar los parámetros a medir y convertirlos en una cantidad analógica intermedia. Las magnitudes intermedias pueden ser cantidades físicas como voltaje, corriente, desplazamiento y fuerza. La sección de retroalimentación convierte la señal de salida del transmisor en una señal de retroalimentación. El amplificador amplifica la diferencia entre la señal analógica intermedia y la señal de retroalimentación, y la convierte en una señal de salida estándar. Principios de funcionamiento y operación de los instrumentos más utilizados 1. Principios de funcionamiento y operación de las resistencias térmicas. Principio: Se utiliza el principio de medición de temperatura basado en que, en un rango determinado de temperaturas, existe una relación lineal entre el valor de resistencia del termistor y el valor de la temperatura. Las resistencias térmicas más comunes son: la resistencia de platino, la resistencia de cobre, la resistencia de manganeso y la resistencia de carbono. Operación: La resistencia térmica utiliza un sistema de tres cables al medir la señal de resistencia de transmisión, con el fin de reducir los errores de medición causados por la resistencia de los cables durante la transmisión. Al verificar su valor de resistencia, hay que prestar atención a qué dos cables son comunes. 2. Principio de funcionamiento y operación de las termopares. Principio: Cuando dos metales diferentes se conectan en un extremo, entre los otros dos extremos se genera una diferencia de potencial. Además, dentro de ciertos límites, esta diferencia de potencial está relacionada de manera lineal con la temperatura. Operación: Se utiliza un sistema de dos cables; durante la inspección, su valor de resistencia debe ser muy bajo. 3. Principio de funcionamiento y operación del transmisor de presión. Principio: Elemento de medición de deformación metálica en película fina. Operación: Al conectar los cables, preste atención a los polos positivo y negativo. Al utilizarlo, se debe abrir la válvula manual lentamente, para evitar impactos bruscos en la cámara de membrana. También es necesario verificar si hay fugas en las conexiones de los instrumentos, a fin de evitar errores en las mediciones. Al desmontarlo, se debe cerrar primero la válvula manual. Una vez confirmado que la válvula está cerrada, se procede a desconectar el transmisor lentamente, agitándolo al mismo tiempo para permitir que salgan los gases restantes. 4. Principio de funcionamiento del medidor de nivel por diferencia de presión. Principio: La membrana de la caja de medición rellena de aceite de silicio está conectada a través de dos terminales de acoplamiento. La diferencia de presión genera una fuerza que provoca la deformación del vástago de torsión. Este vástago se encuentra junto a resistencias de estrés de tipo membrana, dispuestas en forma de puente de Wheatstone, lo que permite convertir la diferencia de presión en una señal de voltaje uniforme. El amplificador electrónico convierte las señales de la cámara de medición en una señal de salida de 4–20 mA DC de tipo de dos cables, y también puede proporcionar un puente de Wheatstone. Operación: Al conectar los cables, preste atención a los polos positivo y negativo. Al usarlo, primero se debe abrir la válvula de equilibrio del transmisor. Luego, se cierran las válvulas manuales de las cámaras de alta y baja presión. A continuación, se abren las válvulas manuales que se encuentran en las tuberías de conexión entre las cámaras de alta y baja presión. Después, se abren lentamente esas válvulas manuales, y finalmente se cierra la válvula de equilibrio. Consideraciones al usar instrumentos a prueba de explosiones. 1. Verificar si la carcasa del instrumento cuenta con el símbolo EX, y si el símbolo de resistencia a explosiones es compatible con las normas relativas a las sustancias peligrosas presentes en el lugar. 2. Los transmisores intrínsecamente seguros deben ir equipados con una barrera de seguridad para poder utilizarse en entornos peligrosos. 3. La carcasa del instrumento debe tener una buena conexión a tierra. 4. En situaciones peligrosas, es necesario apagar la electricidad primero antes de poder abrir la tapa. 5. Las especificaciones del cable de entrada del transmisor intrínsecamente seguro están determinadas por la barrera de seguridad certificada conjuntamente.