Fundamentos de Instrumentación Industrial: Sensores y Metrología

1. Diferencias y semejanzas entre una PT100 y una termocupla

La PT100 posee una mejor precisión, siendo ideal para bajas temperaturas y aplicaciones en industrias alimenticias. Una de sus ventajas principales es que puede ser extendida fácilmente hasta 30 metros con cable de cobre común.

Por su parte, la termocupla es económica, muy fácil de encontrar en el mercado y tiene la capacidad de cubrir amplios rangos de temperatura.

2. ¿Qué es el efecto Seebeck?

El efecto Seebeck es una propiedad termoeléctrica descubierta en 1821 por el físico alemán Thomas Johann Seebeck, la cual es inversa al efecto Peltier. Este fenómeno provoca la conversión de una diferencia de temperatura directamente en electricidad.

3. Interpretación de las Normas ISA S5.1 - S5.3 en P&ID

Según las Normas ISA S5.1 - S5.3, cada letra y número asociado a un elemento de control de un P&ID (Diagrama de Tuberías e Instrumentación) indica la función del instrumento, la variable medida y el lazo de control al que pertenece.

4. Rangos de señales eléctricas y neumáticas en instrumentación

En los sistemas de instrumentación, los rangos más utilizados son:

• Señal eléctrica: 4-20 mA.
• Señal neumática: de 3 a 15 bar.

5. Definiciones fundamentales

• a) Error: Es la diferencia que existiría entre el valor que el instrumento indique que tiene la variable de proceso y el valor que realmente tenga esta variable en ese momento.
• b) Span: Es la diferencia entre el valor superior e inferior del campo de medida. Representa la diferencia algebraica entre los valores extremos del rango del instrumento.
• c) Accuracy (Exactitud): Se refiere a la conformidad de un valor medido con su valor verdadero. Es el error máximo de un dispositivo, como un convertidor de datos, con respecto a su valor real.
• d) Zona muerta: Es el máximo campo de variación de la variable en el proceso real para el cual el instrumento no registra ninguna variación en su indicación, registro o control. Es el área de valores que no altera la lectura.
• e) Precisión: Es la tolerancia mínima de medida que permitirá indicar, registrar o controlar el instrumento. En otras palabras, es la mínima división de escala de un instrumento indicador. Generalmente, se expresa en porcentaje (%) del SPAN. La precisión indica la capacidad del instrumento para reproducir cierta lectura con una exactitud dada.
• f) Exactitud (en especificaciones): En las especificaciones de un sensor, esto suele referirse a la falta de exactitud. Es la razón de la máxima desviación de un valor representado por el sensor con respecto al valor ideal, expresado normalmente en %.
• g) Instrumento activo: Son los instrumentos que sirven para transformar la materia.
• h) Instrumento analógico: Es aquel que, para procesar y calcular la variable medida, utiliza directamente la señal tal cual es. Ejemplo: instrumentos que indican valores con agujas o numeración mecánica (amperímetros, multitester, etc.).
• i) Instrumento digital: Es aquel que convierte la señal analógica en señal digital para procesar y calcular la variable medida. Ejemplo: instrumentos que utilizan pantallas o displays.
• j) Incertidumbre: Falta de seguridad, de confianza o de certeza sobre algo, especialmente cuando crea inquietud.
• k) Manómetro patrón: Instrumento de alta precisión utilizado como referencia para la calibración de otros manómetros.

6. Calibración mediante el método del punto de hielo

Investigar en qué consiste la calibración con el método del punto de hielo y qué instrumentos se pueden calibrar de esta forma.

7. Principio de funcionamiento de un pirómetro

El pirómetro sirve para medir temperaturas muy elevadas. Su principio de funcionamiento se basa en la captación de la luz infrarroja emitida por los cuerpos, siendo capaz de determinar la temperatura sin contacto físico.

8. Funciones del comprobador de peso muerto

Investigar qué permite realizar el comprobador de peso muerto en el ámbito de la calibración de presión.

9. Calibración por método de punto de ebullición

Determinar qué instrumentos se podrían calibrar usando el método de punto de ebullición.