UNIDAD 1: INSTRUMENTOS DE CONTROL

 Sensores y transductores

[1] Un sensor es un dispositivo capaz de detectar diferentes tipos de materiales, con el objetivo de mandar una señal y permitir que continué un proceso, o bien detectar un cambio; dependiendo del caso que éste sea. Es un dispositivo que a partir de la energía del medio, proporciona una señal de salida que es función de la magnitud que se pretende medir. 

Un transductor es el dispositivo que transforma una magnitud física (mecánica, térmica, magnética, eléctrica, óptica, etc.) en otra magnitud, normalmente eléctrica. Un sensor es un transductor que se utiliza para medir una variable física de interés. Algunos de los sensores y transductores utilizados con más frecuencia son los calibradores de tensión (utilizados para medir la fuerza y la presión), los termopares (temperaturas), los velocímetros (velocidad).

Cualquier sensor o transductor necesita estar calibrado para ser útil como dispositivos de medida. La calibración es el procedimiento mediante el cual se establece la relación entre la variable medida y la señal de salida convertida. Los transductores y los sensores pueden clasificarse en dos tipos básicos, dependiendo de la forma de la señal convertida. Los dos tipos son: 

• Transductores analógicos. 
• Transductores digitales 

Los transductores analógicos proporcionan una señal analógica continua, por ejemplo voltaje o corriente eléctrica. Esta señal puede ser tomada como el valor de la variable física que se mide. 

Los transductores digitales producen una señal de salida digital, en la forma de un conjunto de bits de estado en paralelo o formando una serie de pulsaciones que pueden ser contadas. En una u otra forma, las señales digitales representan el valor de la variable medida. 

Instrumentación de campo

[2] Son dispositivos de campo para medición y registro de variables de procesos tales como Temperatura puntual y Temperatura Promedio las cuales podrán ser utilizadas en diversas aplicaciones y podrán formar parte de la automatización de las operaciones en una planta.

1. Instrumentos de medida de presión

[3] Un manómetro es un instrumento que utiliza una columna de líquido para mesurar la presión, aunque actualmente el término manómetro a menudo se usa para designar cualquier instrumento de medida que sirva para mesurar la presión.

• Sensores mecánicos

[4] Los sensores mecánicos son utilizados para medir el esfuerzo o la deformación, esto permite verificar si el componente está sujeto o no a niveles de carga segura. Los valores de esfuerzo se pueden determinar a partir de mediciones de deformación con principios básicos de mecánica sólida.

Es posible obtener otras cantidades físicas indirectamente mediante las mediciones de esfuerzo y deformación, a continuación se menciona algunas:

- Fuerza: Al realizar una medición de deformación en un elemento de flexión.
- Presión: Al realizar una medición de deformación en un diafragma flexible.
- Temperatura: Corresponde a la medición de la expansión térmica de un material.

• Sensores electromecánicos

[5] Un sensor eléctrico es un dispositivo que transforma una cantidad física (temperatura, posición, intensidad de la luz, etc.) en una cantidad eléctrica (a menudo un voltaje) que luego puede integrarse en una cadena de procesamiento de señales.

Un sensor, también llamado detector, transductor o sonda, convierte los parámetros que no son eléctricos en información que se puede evaluar eléctricamente mediante tensiones y/o intensidades.

El sensor registra las cantidades físicas y las convierte con convertidores de algún tipo según la magnitud y que veremos más adelante, en un voltaje eléctrico, que el sensor establece en una relación fija con la cantidad recogida de entrada.

La curva de calibración del sensor es la curva que da la evolución de la cantidad eléctrica característica del sensor en función de la cantidad física a la que es sensible el sensor.

2. Instrumentos de medida de caudal 

• Caudalímetros 

[6] Un caudalímetro, medidor de caudal, medidor de flujo o flujómetro es un instrumento de medición para la medición de caudal o gasto volumétrico de un fluido o para la medición del gasto másico. Estos aparatos suelen colocarse en línea con la tubería que transporta el fluido.

Existen versiones mecánicas y eléctricas. Un ejemplo de caudalímetro eléctrico lo podemos encontrar en los calentadores de agua de paso que lo utilizan para determinar el caudal que está circulando o en las lavadoras para llenar su tanque a diferentes niveles.

• Medidores de caudal electromagnéticos

[7] Los medidores de flujo electromagnéticos son medidores de flujo volumétrico que funcionan en base al principio de la Ley de inducción electromagnética de Faraday. Miden la velocidad del flujo cuando el líquido pasa por el medidor durante un plazo determinado. Los medidores electromagnéticos no son intrusivos y su diseño de tubo de flujo totalmente abierto facilita un flujo desinhibido y reduce la necesidad de mantenimiento gracias a que no tiene partes móviles que puedan desgastarse.

3. Instrumentos de medida de nivel

Los sensores de medición de nivel son parte integral del control de proceso en muchas industrias y caen en dos tipos principales. Los sensores de medición de nivel puntuales se usan para marcar una sola altura de líquido separada: una condición de nivel preestablecida. En general, este tipo de sensor funciona con una alarma alta, y señala una condición de desbordamiento, o un marcador para una condición de alarma baja. Los sensores de nivel continuos son más sofisticados y pueden proporcionar monitoreo de nivel para todo un sistema. 

• Tipos de medidores de nivel

4. Instrumentos de medida de temperatura

• Tipos de medidores de temperatura

Video 

Bibliografía

https://pt.slideshare.net/anabelenreyes10/tipos-de-medidores-de-temperatura

https://es.wikipedia.org/wiki/Caudal%C3%ADmetro

https://areatecnologia.com/electricidad/sensores-electricos.html

https://www.mecatronicalatam.com/es/tutoriales/sensores/sensores-mecanicos/#:~:text=%C2%BFQU%C3%89%20ES%20UN%20SENSOR%20MEC%C3%81NICO,principios%20b%C3%A1sicos%20de%20mec%C3%A1nica%20s%C3%B3lida.