Errores en la Conversión de Señales y Actuadores en la Industria

En el ámbito de la tecnología industrial, la conversión de señales analógicas a digitales (A/D) y viceversa (D/A), así como el uso de actuadores, son fundamentales para el control de procesos y la automatización. A continuación, se describen los errores comunes en la conversión de señales y los tipos de actuadores más utilizados.

Errores en la Conversión A/D

Los convertidores analógico-digitales (A/D) son susceptibles a varios tipos de errores que afectan la precisión de la conversión:

• Error de cuantificación: Aparece como consecuencia de la cuantificación, donde la señal analógica continua se divide en 2^N rangos. Todos los valores analógicos dentro de un rango se representan con un único código digital, generalmente el valor medio. Esto introduce un error de cuantificación de ± 1/2 LSB (Least Significant Bit).
• Error de linealidad: Es la máxima desviación de la salida real respecto a la salida teórica ideal, que sería una línea recta.
• Error de offset: Ocurre cuando, con una tensión de entrada nula, existe una salida no nula.
• Error de escala (o de ganancia): Es la diferencia entre las pendientes de las funciones de transferencia real e ideal.
• Tiempo de conversión: Es el tiempo que tarda el convertidor en proporcionar a su salida la combinación digital equivalente a la entrada analógica. Los tiempos típicos varían, con convertidores rápidos que alcanzan los 50 ns y los lentos que operan en ms.

Convertidores D/A

Aunque la conversión digital/analógica (D/A) no se utiliza directamente en la adquisición de datos, es crucial en el control de procesos. Las señales obtenidas por los transductores se procesan para obtener una salida digital que controla un actuador en forma analógica. Por lo tanto, los convertidores D/A suelen utilizarse en conjunto con los A/D.

Actuadores Industriales

Los actuadores son los elementos que reciben una señal de un circuito de mando y activan los receptores finales del circuito. Algunos de los actuadores más comunes son:

• Válvulas: Elementos de apertura y cierre controlados mediante actuadores eléctricos, neumáticos o hidráulicos.
• Bombas: Elementos de impulsión de fluidos, generalmente con accionamiento eléctrico.
• Relés y contactores: Elementos de activación de motores acoplados a válvulas y bombas.
• Variadores de velocidad: Utilizados para controlar la velocidad de bombas, cadenas de producción, etc.
• Relés de estado sólido: Una versión moderna de los contactores, utilizada para ciertos tipos de carga.

Válvulas

Una válvula abre o cierra el paso de un fluido en función de una señal recibida. Sus componentes principales son:

• Cuerpo: A través de él pasa el fluido a controlar.
• Obturador: Es el encargado de obstruir total o parcialmente el paso del fluido.
• Actuador o servomotor: Acciona el obturador para abrir o cerrar la válvula.

Bombas

Una bomba es una máquina que añade energía a un fluido. En contraste, una turbina extrae energía de un fluido. Las máquinas que bombean líquidos se denominan simplemente bombas, mientras que las que bombean gases se clasifican como ventiladores, soplantes o compresores, según el incremento de presión que proporcionan (ventilador < soplante < compresor).