Instrumentación Industrial: Conceptos Clave y Clasificación de Instrumentos

Conceptos Fundamentales en Instrumentación Industrial

Campo de Medida

Se refiere al rango de valores de la variable medida que un instrumento puede medir con precisión.

• Campo de Medida con Elevación de Cero: El valor cero de la variable o señal medida es mayor que el valor inferior del rango del instrumento. Ejemplo: -10 a 30.
• Campo de Medida con Supresión de Cero: El valor cero de la señal medida es menor que el valor inferior del rango del instrumento.

Elevación y Supresión de Cero

• Elevación de Cero: Cantidad en que el valor cero de la variable supera el valor inferior del rango de medición. Se puede expresar en unidades o en porcentaje.
• Supresión de Cero: Cantidad en que el valor inferior del rango de medición supera el valor cero de la variable. Se expresa de la misma manera que la elevación de cero.

Características de los Instrumentos

• Fiabilidad: Probabilidad de que un instrumento funcione dentro de los límites de error especificados durante un período determinado.
• Resolución: Capacidad del instrumento para distinguir entre valores muy cercanos de la variable medida.
• Resolución Infinita: Capacidad de proporcionar una señal de salida continua y progresiva en todo el rango de trabajo del instrumento.
• Trazabilidad: Propiedad del resultado de una medición que permite relacionarlo con patrones nacionales o internacionales.
• Ruido: Cualquier perturbación eléctrica o señal accidental no deseada que afecta la transmisión, indicación o registro de los datos.
• Linealidad: Grado en que la curva de calibración de un instrumento se aproxima a una línea recta.
• Estabilidad: Capacidad de un instrumento para mantener su comportamiento a lo largo de su vida útil.
• Vida Útil: Tiempo mínimo durante el cual se mantienen las características de funcionamiento de un instrumento sin cambios significativos en su comportamiento.
• Reproductibilidad: Capacidad de un instrumento para reproducir las mismas lecturas al medir el mismo valor de la variable en las mismas condiciones y en ambos sentidos de la escala.
• Respuesta Frecuencial: Variación de la relación entre la señal de salida y la variable medida en función de la frecuencia de una señal senoidal aplicada al instrumento.

Clasificación de Instrumentos

Según su Función

• Instrumentos Ciegos: No tienen indicación visible de la variable medida (ej: termostato).
• Instrumentos Indicadores: Poseen un índice y una escala graduada para leer el valor de la variable.
• Instrumentos Registradores: Registran la variable de forma continua o por puntos (ej: registradores circulares).

Componentes de un Sistema de Medición y Control

• Elementos Primarios: Están en contacto directo con la variable y utilizan la energía del medio controlado para proporcionar una indicación al sistema de medición.
• Transmisores: Captan la variable del proceso a través del elemento primario y la transmiten a distancia, comúnmente como una señal neumática de 3 a 15 psi.
• Transductores: Reciben una señal de entrada en función de una o más cantidades físicas y la convierten, modificada o no, en una señal de salida (ej: relé).
• Convertidores: Reciben una señal de entrada (neumática o electrónica) y la modifican, enviándola como una señal de salida estándar.
• Receptores: Reciben las señales de los transmisores y las indican o registran.
• Controladores: Comparan la variable controlada con un valor deseado y ejercen una acción correctiva según la desviación.
• Elemento Final de Control: Recibe la señal del controlador y modifica el caudal del fluido o agente de control.