Balanza De Peso Muerto.docx

BALANZA DE PESO MUERTO Una balanza de pesos muertos es un estándar de calibración que utiliza el principio de un equilibrio de presiones para calibrar instrumentos de medición de presión. Las Balanzas de pesos muertos utilizan pesas calibradas para aplicar presiones conocidas a un dispositivo sometido a prueba con el fin de brindar una solución simple y rentable que abarca un rango amplio de calibraciones de presión.

Las balanzas de peso muerto ofrecen múltiples ventajas, entre las cuales se encuentran: 

Alta exactitud de medición



Las pesas y ensambles son de acero inoxidable y no magnético



Es de fácil manejo

Una ventaja clave de usar una balanza de pesos muertos es que todo el hardware que se requiere para generar, controlar y medir de manera precisa la presión puede estar contenido dentro del instrumento. Funcionamiento

En este aparato un embolo cuya área se conoce y sobre la cual actúa un peso conocido, produce una presión conocida en el cilindro que puede comunicarse con un manómetro. Cuando se emplea, el embolo es movido por un maneral para introducir liquido dentro del cilindro vertical, de modo que levante el embolo y la plataforma que soporta el peso. Para evitar los efectos del rozamiento se hacen las mediciones con la plataforma que soporta el peso, girando lentamente. Partes de la balanza de pesos muertos

El principio de pascal en la balanza de pesos muertos. La báscula de pesos muertos es un aparato diseñado para calibrar manómetros, mediante la fórmula F = P . A, donde:

F = Fuerza (en kg) P= Presion (en kg/cm2) A = Area (en cm2) Este aparato es un sistema de dos vasos comunicantes, uno de los cuales se conecta al manómetro que se va a probar; el otro contiene un pistón que soporta un peso conocido cuya fuerza es igual a F; el area del pistón se denomina A, y como P=F/A se obtiene así la presión del manómetro. Los pesos ya tienen grabado en una de sus caras el valor de la presión. TIPOS DE BALANZAS DE PESO MUERTO

Balanzas de Ametek Jofra

pesos

muertos

Las balanzas de pesos muertos hidráulicas (balanzas de presión) de la marca AMETEK JOFRA son instrumentos que sirven para la calibración de manómetros por medio de la generación de presión en un pistón que es generada en un sistema que contiene una mezcla de agua y alcohol o aceites hidráulicos.

Balanzas de neumáticas

pesos

muertos

Las balanzas de pesos muertos neumáticas (balanzas de presión) de la marca AMETEK JOFRA son instrumentos que sirven para la calibración de manómetros de presión y presión diferencial, transmisores, transductores y controladores. La generación de la presión es mediante el suministro de gas nitrógeno generando una fuerza por unidad de área de una esfera que mantiene en equilibrio el vástago donde se colocan las masas para generar una presión de salida regulada y así poder calibrar los instrumentos de presión. CLASIFICACION DE LAS BALANZAS NEUMATICAS Las balanzas de pesos muertos neumáticas se clasifican en:

Balanza de Pesos Muertos Neumática tipo PKII - Con un alcance de 0.145 a 30 PSI (1 a 200 KPa) - Exactitud 0.015% - Repetibilidad 0.005% - Unidades: PSI, mbar, bar, KPa, InH2O, CmH2O, mmHg

Balanza de Pesos Muertos neumática tipo RK - Alcance de 0.145 a 300 PSI (1 a 2000 KPa) - Exactitud 0.015% - Repetibilidad 0.005% - Unidades: PSI, mbar, bar, KPa, InH2O, CmH2O, mmHg

Balanza de Pesos Muertos neumática tipo HK - Alcance de 10 a 1500 PSI (50 a 10000 KPa) - Exactitud 0.025% - Repetibilidad 0.005% - Unidades: PSI, kgf/cm2, bar, KPa

ELEMENTOS ELASTICOS Los elementos primarios elásticos son todos aquellos que se deforman con la presión interna del fluido que contienen. Los materiales empleados normalmente son acero inoxidable, aleación de cobre o níquel o aleaciones especiales como hastelloy y monel. TIPOS DE ELEMENTOS PRIMARIOS ELASTICOS El tubo de Bourdon es un tubo de sección elíptica que forma un anillo casi completo, cerrado por un extremo. Al aumentar la presión en el interior del tubo, éste _ ende a

enderezarse y el movimiento es transmitido a la aguja indicadora, por un sector dentado y

un piñón. El elemento en espiral se forma arrollando el tubo Bourdon en forma de espiral alrededor de un eje común, y el helicoidal arrollando más de una espira en forma de hélice. Estos elementos proporcionan un desplazamiento grande del extremo libre y, por ello, son ideales para los registradores.

El diafragma consiste en una o varias cápsulas circulares conectadas rígidamente entre sí por soldadura, de forma que al aplicar presión, cada cápsula se deforma y la suma de los pequeños desplazamientos es amplificada por un juego de palancas. El sistema se proyecta de tal modo que, al aplicar presión, el movimiento se aproxima a una relación lineal en un intervalo de medida lo más amplio posible con un mínimo de histéresis y de desviación permanente en el cero del instrumento. El fuelle es parecido al diafragma compuesto, pero de una sola pieza flexible axialmente, y puede dilatarse o contraerse con un desplazamiento considerable.

TRANSMISOR Transmisor. Dispositivo que detecta una variable de proceso a través de un elemento primario y que tiene una salida cuyo valor de estado estable varía únicamente como una funci6n predeterminada de la variable de proceso. EI elemento primario puede o no estar integrado al transmisor. TIPOS DE TRANSMISORES TRANSMISOR NEUMATICO Los transmisores neumáticos se basan en el sistema tobera-obturador que, mediante bloques amplificadores con retroalimentación por equilibrio de movimientos o de fuerzas, convierte el movimiento del elemento primario de medición a una señal neumática de 3-15 psi (libras por pulgada cuadrada) o bien su equivalente en unidades métricas 0,2-1 bar (0,21 Kg/cm2) (20-100 kPa), siendo su exactitud del orden del ± 0,5%. Los transmisores neumáticos, al tener el diámetro de la tobera muy pequeño, del orden de 0,1 a 0,2 mm, son susceptibles de mal funcionamiento debido a las par_ culas de aceite o polvo que puedan tapar la tobera. Este problema de mantenimiento, unido al hecho de que no pueden guardar las señales de planta, hace que se utilicen cada vez menos.

TRANSMISOR ELECTRONICO Basados en detectores de inductancia, o utilizando transformadores diferenciales o circuitos de puente de Wheatstone, o empleando una barra de equilibrio de fuerzas, convierten la señal de la variable a una señal electrónica de 4-20 mA c.c. Su exactitud es del orden del ± 0,5%. Análogamente a los instrumentos neumáticos, no pueden guardar las señales de planta, y además son sensibles a vibraciones, por cuyo motivo su empleo ha ido disminuyendo. El transmisor electrónico se alimenta con una fuente de 24 V c.c. y un circuito de dos hilos. El receptor dispone de una resistencia de 250 ohms conectada en los bornes de entrada. De este modo, si la señal de salida del transmisor varía de 4 mA c.c. a 20 mA c.c., se obtendrán las siguientes tensiones en los bornes de entrada al receptor: 250 ohmios × 4 mA c.c. = 1.000 mV = 1 V 250 ohmios × 20 mA c.c. = 5.000 mV = 5 V Es decir, de 1 V c.c. a 5 V c.c. y no se pierde tensión en la línea ya que la resistencia de 250 ohms está conectada justo a la entrada del receptor.

TRANSMISOR DIGITAL

Cuando apareció la señal digital aplicable a los transmisores, mejoró notablemente la exactitud conseguida en la medida. La señal del proceso es muestreada a una frecuencia mayor que el doble del de la señal (teorema de muestreo de Nyquist-Shannon) y de este modo, la señal digital obtenida consiste en una serie de impulsos en forma de bits. Cada bit consiste en dos signos, el 0 y el 1 (código binario), y representa el paso (1) o no (0) de una señal a través de un conductor. Si la señal digital que maneja el microprocesador del transmisor es de 8 bits entonces puede enviar 8 señales binarias (0 y 1) simultáneamente. Como el mayor número binario de 8 cifras es: 11111111 = 1 + 1×21 + 1×22+ 1×23 + ... + 1×27 = 255 Se sigue que la exactitud obtenida con el transmisor debido exclusivamente a la señal digital es de: (1/255) × 100 = ± 0,4% Si la señal es de 16 bits entonces puede manejar 16 señales binarias (0 y 1). Siendo el mayor número binario de 16 cifras: 1111111111111111 = 1 + 1×21 + 1×22+ 1×23 + ... + 1×215 = 65536 Se sigue que la exactitud debida exclusivamente a la señal digital de 16 bits es de: (1/65536) × 100 = ± 0,0015% Y si la señal es de 32 bits entonces puede manejar 32 señales binarias (0 y 1), siendo el mayor número binario de 32 cifras 111111....1111111111 = 1 + 1×21 + 1×22+ 1×23 + ... + 1×221 = 8589833772 Se sigue que la exactitud debida exclusivamente a la señal digital de 16 bits es de: (1/8589833772) × 100 = ± 0,00000000116% TRANSMISOR INTELIGENTE CAPACITIVO El sensor capacitivo está basado en la variación de capacidad que se produce, en un condensador formado por dos placas fijas y un diafragma sensible interno y unido a las mismas, cuando se les aplica una presión o presión diferencial a través de dos diafragmas externos. La transmisión de la presión del proceso se realiza a través de un fluido (aceite) que rellena el interior del condensador. El desplazamiento del diafragma sensible es de sólo 0,1 mm como máximo. Un circuito formado por un oscilador y demodulador transforma la variación de capacidad en señal analógica. Ésta, a su vez, es convertida a digital y pasa después a un microprocesador "inteligente" que la transforma a la señal analógica de 4-20 mA c.c y alimenta las comunicaciones digitales.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS En los instrumentos inteligentes, de salida electrónica o digital, en particular en los transmisores, la calibración se ve facilitada por la "inteligencia" proporcionada por el

microprocesador incorporado en el instrumento. Este guarda digitalmente en los datos que proporcionan correcciones precisas de las no linealidades de ante las variaciones en la temperatura y en la presión ambiente. A señalar que el transmisor analógico puede presentar averías por desgaste los tornillos de ajuste de cero y span provocado por un gran número de realizadas a lo largo del tiempo por el instrumentista.

una EPROM los sensores mecánico de calibraciones

Usos de los trasmisores

Los transmisores de presión son utilizados principalmente para el control de sistemas de presión, control de presiones en calderas y en sistemas de regulación y control. Los transmisores de presión son adecuados para la mayoría de las aplicaciones donde se requiera medir presión manométrica debido a que están diseñados para aceptar una señal de presión diferencial, convirtiéndola en una señal de salida analógica. Calibración En un instrumento ideal (sin error), la relación entre los valores reales de la variable comprendidos dentro del campo de medida y los valores de lectura del aparato es lineal. Se considera que un instrumento está bien calibrado cuando, en todos los puntos de su campo de medida, la diferencia entre el valor real de la variable y el valor indicado, o registrado o transmitido, está comprendido entre los límites determinados por la exactitud del instrumento. Tipos de error • Error de cero. Todas las lecturas o señales de salida están desplazadas un mismo valor con relación a la recta ideal. Este tipo de error puede verse en la figura 10.3a, donde se observa que el desplazamiento puede ser positivo o negativo. Cambia el punto de partida o de base de la recta representativa sin que varíe la inclinación o la forma de la curva. En general, el error de cero se corrige con el llamado tornillo de cero que modifica directamente la posición final del índice, la pluma o la señal de salida del instrumento. En algunos instrumentos, por ejemplo un manómetro, es posible extraer el índice y fijarlo al eje de lectura en otra posición. • Error de multiplicación. Todas las lecturas o señales de salida aumentan o disminuyen progresivamente con relación a la recta representativa (figura 10.3b), sin que el punto de partida cambie. La desviación puede ser positiva o negativa. • Error de angularidad. La curva coincide con los puntos 0% y 100% de la recta representativa, pero se aparta de la misma en los restantes. En la figura 10.3c puede verse un error de este tipo. El máximo de la desviación suele estar a la mitad de la escala. El error de angularidad se presenta prácticamente sólo cuando el instrumento tiene una transmisión por palancas del movimiento del elemento primario, o de la variable medida, al índice de lectura o de registro. En los instrumentos electrónicos o digitales no existe y, si se presenta, ello indica que el instrumento es defectuoso y hay que sustituirlo. El error de angularidad es nulo cuando las palancas quedan exactamente a escuadra con la variable al 50% de su valor. Se corrige, bien procediendo al escuadrado previo de las palancas o bien aumentando el error (unas cinco veces aproximadamente) en la misma dirección, para alisar la curva de angularidad correspondiente.