Sistema de medicion



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INTRODUCCION

Todos los procesos que se dan en la industria, están relacionados con el manejo de sistemas de medición, de allí que hay la necesidad como parte de la formación del egresado de Ingeniería, conocer los fundamentos y principios de operación de éstos sistemas, asimismo su instalación y manejo en forma correcta.

La medición y la instrumentación son de mucha importancia ya que el ingeniero necesita familiarizarse con los métodos de medición y las técnicas de análisis, para interpretar la información experimental y además es indispensable el conocimiento sobre instrumentación para un buen diseño experimental.

El ingeniero esta interesado no sólo en la medición de variables físicas, también se preocupa por su control. Las dos funciones están vinculadas, ya que se debe medir una variable como la temperatura, o el flujo, con objeto de controlarla. La exactitud del control depende de la exactitud de la medida; por lo tanto, es necesario un buen conocimiento de las técnicas de medición para diseñar un sistema de control.



SISTEMA DE MEDICION

El objetivo de un sistema de medición es presentar a un observador un valor numérico correspondiente a la variable que se mide. El sistema de medición consta de varios elementos o bloques. Es posible identificar cuatro tipos de elementos; aunque en un sistema particular puede faltar un tipo de elemento, o bien, ocurrir más de una vez. La figura No. 1 presenta los cuatro tipos de elementos con una definición breve.


Entrada

Valor


Verdadero

Elemento


sensor

Elemento acondicionador

de señales

Elemento


Procesador

de señales

Elemento

Presentador

de datos

Salida


Valor

medido


Figura No. 1: Estructura general de un sistema de medición

ELEMENTO SENSOR.- Esta en contacto con el proceso y genera una salida, la cual depende de alguna manera de la variable por medir. Son ejemplos: el termistor, donde la resistencia del sensor depende de la temperatura; la placa de orificio, donde la disminución de presión depende de la tasa de flujo; el termopar, donde la f.e.m. en milivoltios depende de la temperatura. Si hay más de un elemento sensor en un sistema, al elemento en contacto con el proceso se le denomina sensor primario; a los otros, se les conoce como sensores secundarios.
ELEMENTO ACONDICIONADOR DE SEÑALES.- Toma la salida del elemento sensor y la convierte en una forma más adecuada para un procesamiento adicional, por lo general en una señal de frecuencia, de corriente directa o de voltaje de c. d. son ejemplos: el puente de deflexión, que convierte un cambio de impedancia en un cambio de voltaje; un amplificador, que transforma milivoltios en voltios; un oscilador, el cual convierte un cambio de impedancia en un voltaje de frecuencia variable.

ELEMENTO PROCESADOR DE SEÑALES.- Toma la salida del elemento acondicionador y la convierte a una forma más adecuada para la presentación. Son ejemplos: el convertidor de analógico a digital, que transforma un voltaje en una forma digital para entrada en computadora; una microcomputadora, que calcula el valor medido de la variable a partir de los datos digitales de entrada.
ELEMENTO PRESENTADOR DE DATOS.- Presenta el valor medido en una forma que el observador puede reconocer fácilmente. Son ejemplos: un simple indicador con escala y manecilla, un graficador, un despliegue alfanumérico y una unidad de exhibición de imagen.
TRANSDUCTOR.- Se utiliza comúnmente en medición e instrumentación. Es un paquete manufacturado que produce un señal eléctrica en su salida. Por lo tanto, un transductor de este tipo puede incorporar tanto elementos sensores como acondicionadores de señales.

Figura No. 2 : Sistema de medición de peso

Entrada

Peso verdadero



Celda de la carga de soporte

Defor-mación

Calibrador de deformación

Resis-tencia

Puente de deflexión

mV
Ampli-ficador

Microcompu-tadora

(Linealización)

Unidad de exhibición de imagen

Salida


Peso medido

Conver-tidor

A/D

Entrada


Temperatura

verdadera

Termómetro

con resistencia

de platino

Resistencia

Puente de deflexión resistivo

Corriente

Galvanó-metro

Salida


Temperatu-ra medida

Figura No. 3 : Sistema de medición de temperatura



DIAGRAMA DE BLOQUES.- El método de diagramas de bloque es muy útil para examinar las propiedades de elementos y sistemas. La figura No. 2 muestra los principales símbolos de los diagramas de bloque.
Suma

z

y



+

+

z = x + y



x

Resta


z

y

+



z = x – y

x

Figura No. 4 : Símbolos de diagramas de bloque



Multiplicación

de variables

z

Multiplicación



escalar

x

y



K

y = Kx


Función

x

y



f ( )

y = f ( )

x

y

z = xy



Integración

y

y = ∫ x dt



x

Diferenciación



x

y = dx



dt

y

d



dt


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