La instrumentacin en los procesos

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La instrumentación en los procesos industriales
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Transductor
Sistema de adquisición de datos
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Transductores. Clasificación

• Según el principio de funcionamiento
• Pasivos ó de parámetro variable
• Resistivos
• Capacitivos
• Inductivos
• Activos
• Fotovoltaicos
• Piezoeléctricos
• Electromagnéticos
• Especiales (Digitales, de alcance, etc)

• Según la magnitud
• Temperatura
• Presión
• Fuerza, esfuerzo ó deformación.
• Aceleración
• Desplazamiento ó distancia
• Humedad
• Caudal
• Y un largo etcétera.

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Transd. Resistivos Potenciométricos
Ejemplo de uso Automóviles
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Galgas extensométricas
Ecuación de la galga (K Factor de galga ?
Deformación).
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Acondicionamiento Puente de Wheatstone
Ecuación general del puente asumiendo pequeños
incrementos de R
Aplicación Puente completo para medir la flexión
producida por un peso
(?R2 ?R3 -?R1 -?R4 )
(Se tiene dos veces más sensibilidad que en medio
puente y 4 veces más que en cuarto de puente)
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Aplicaciones de las Galgas

• Células de carga
• Miden peso.
• Construido en acero elástico.
• Puente incluido y calibrado
• Gran robustez.
• Utilizado muy ampliamente en básculas de
  precisión.

Sensibilidad de la célula de carga (especificada
por el fabricante) Sensibilidad (Tensión
salida fondo escala/Tensión alimentación puente)
(mV/V).
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Medida de presión con galgas integradas
La presión produce deformación en láminas, tubos
ó membranas
Sobre estas membranas (generalmente de silicio)
se integran micro-galgas y su circuito de
acondicionamiento.
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Acelerómetros

• Miden la aceleración a través de la deformación
  que sufre el soporte de una masa inercial,
  empleando sensores del tipo galga extensométrica,
  que han sido serigrafiados y calibrados durante
  el proceso de fabricación del sensor.

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Temperature-Dependent Resistors (RTD)

• Resistencia de platino (muy cara).
• Muy lineal
• R Ro(1 ?T )
• Valor óhmico en torno a 100-200 ohm.(PT100,
  PT200)
• Se utiliza la configuración en puente para medir
  con RTD.
• Necesita gran amplificación, ya que ? es muy
  pequeña (000385 ºC-1) y cada grado producirá
  increm. de 0.385 ohm en una PT100.
• Miden hasta unos 500ºC.

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Termistores (NTC y PTC)
R. variable con Temp. A diferencia de las RTD,
están hechas con semiconductores.
PTC (Positive Temperature Coefficient) Mayor
linealidad, menor sensibilidad NTC (Negative
Temperature Coefficient) Menor linealidad, mayor
sensibilidad, son más usadas. Para temperaturas
por debajo de 50ºC se puede considerar la sigte.
Ecuación
Ro es la resistencia a la temp. de referencia To
(25ºC) T y To en ºK ß es una característica del
material.
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Light Dependent Resistor (LDR)

• Una LDR es una resistencia con una característica
  muy particular su valor depende de la intensidad
  de luz que incide en ella.
• Cuando la intensidad de la luz aumenta, el valor
  de la resistencia desciende, y viceversa.
• Una aplicación es la automatización de los
  sistemas de iluminación, de tal manera que al
  oscurecer se enciendan las luces.

Sensor de luz
Sensor de oscuridad
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Transductores activos Fotodiodos

• La unión P-N de los diodos genera corriente
  inversa al ser irradiada por fotones incidentes.
• Son bastante más rápidos que las LDR.
• Suelen ser muy sensibles a los I.R.

Alimentación
Luz incidente
Circuito típico de utilización
Salida
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Transductores activos Termopares

• La simple unión de dos metales produce una
  tensión que depende de la temperatura y de la
  composición de ambos metales.
• Se trata de tensiones muy pequeñas.
• Son sensores muy robustos y alcanzan temperaturas
  de hasta 1700ºC, pero requieren instrumentación
  cara para hacer las medidas correctamente.
• El cableado ha de hacerse con el mismo par de
  metales del termopar de que se trate (hay 6 tipos
  estándar E,J,K,R,S,T)

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Codificadores ópticos Incrementales
Principio de funcionamiento
Ejemplos de discos ópticos y forma de montaje
típica
Trenes de pulsos obtenidos en los dos canales
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Codificadores ópticos Absolutos
Entregan la posición absoluta en N bit. Hay que
tener cuidado con los saltos de códigos Lo
habitual es usar el Código Gray.
Código de barras
Código Gray
Binario natural