Unidad Ii Medicion De Variables.docx

UNIDAD II MEDICION DE LAS VARIABLES DE PROCESO

PROCESO Lugar donde materiales y energía van juntos para producir un producto deseado. Un proceso es identificado como una o más variables asociadas que deber ser controladas. VARIABLE DE PROCESO (PV) •

La variable medida que se desea estabilizar (controlar) recibe el nombre de variable de proceso ("process value") y se abrevia PV.

•

Las Variables se relacionan con la naturaleza del proceso a controlar. Son tan diversas como los procesos. Ejemplo: Presión, Flujo, Nivel, Temperatura, Corriente, Voltaje, Densidad, Peso, Posición, Frecuencia, etc.

•

Un buen ejemplo de variable de proceso es la temperatura, la cual mide el instrumento controlador mediante un termopar o una Pt100.

•

Una Pt100 es un sensor de temperatura. Consiste en un alambre de platino que a 0 °C tiene 100 ohms y que al aumentar la temperatura aumenta su resistencia eléctrica.

VARIABLE CONTROLADA: Es la variable física a la cual debemos mantener en un valor constante en el lazo de control. Por ejemplo, en un horno de fundición se desea mantener una temperatura de 1100 °C, independiente de la cantidad de material que se mantenga en su interior. VARIABLE MANIPULADA: Es aquella que el controlador varía en su esfuerzo por mantener la variable controlada en el valor deseado. Por tal motivo siempre vamos a encontrar una válvula de control o un elemento final de control afectándola. VALOR DESEADO: Es aquel valor de referencia al cual se quiere llevar la variable controlada.

VARIABLES DE PERTURBACIÓN: La o las variables que ocasionan que la variable de control se desvíe del valor del valor deseado o punto de ajuste. SET POINT (PUNTO DE AJUSTE) O CONSIGNA: Valor de la variable programado en el controlador que fija el punto donde se desea mantener la variable controlada. •

El valor prefijado (Set Point, SP) es el valor deseado de la variable de proceso, es decir, la consigna.

•

Es el valor al cual el control se debe encargar de mantener la PV.

•

Por ejemplo, en un horno la temperatura actual es 155 °C y el controlador está programado para llevar la temperatura a 200°C.

•

Luego PV=155 y SP=200.

ERROR (E) •

Se define error como la diferencia entre la variable de proceso PV y el set point SP,

•

E = SP - PV

•

En el ejemplo anterior

E = (SP - PV) = (200°C - 155°C) = 45 °C. •

Recuerde que el error será positivo cuando la temperatura sea menor que el set point, PV < SP .

VARIABLES E INSTRUMENTOS ADECUADOS PARA SU MEDICION

VARIABLES

MASA

TIEMPO

ANGULO

VELOCIDAD

DEFINCION Es una magnitud que expresa la cantidad de materia de un cuerpo, medida por la inercia de este, que determina la aceleración produ cida por una fuerza que actúa sobre él. Es una magnitud física con la que medimos la duración o separación de acontecimientos. El ángulo puede ser definido como la parte del plano determina da por dos semirrectas llamadas lados que tienen el mismo punto de origen llamado vértice del ángulo. La velocidad es la magnitud física de carácter vectorial qu e relaciona el cambio de posición (o desplazamiento) con el tiempo.

INTRUMENTOS DE MEDICION   

UNIDADES ESQUEMA



Balanza Báscula Espectrómetro de masa Catarómetro

𝑘𝑔, 𝑔𝑟

  

Cronómetro Reloj de arena Reloj

ℎ𝑟𝑠, 𝑠𝑒𝑔

  

Goniómetro Sextante Transportador 𝑔𝑟𝑎𝑑𝑜𝑠

 



Velocímetro Anemómetro ( Para medir la velocidad del viento) Tacómetro (Pa ra medir velocidad de giro de un eje)

𝑚 𝑠

VOLUMENES

SENSORES

Es magnitud métric a de tipo escalar definida como la extensión en tres dimensiones de una región del espacio.

   

Pipeta Probeta Bureta Matraz aforado

𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠

El sensor traduce la información que le llega del exterior en un impulso eléctrico, normalmente digital (pasa o no pasa corriente), que puede ser analizado y procesado por la unidad de control del sistema.

     

De contacto. Ópticos. Térmicos. De humedad. Magnéticos. De infrarrojos.

𝑏𝑚𝑤

Puede definirse como una fuerza por unidad de área



Barómetro: mide la presión atmosférica. Manómetro: es un instrumento de medición que sirve para medir la presión de fluidos

 PRESION

Cantidad de calor expresada en grados que contiene un cuerpo.



 TEMPERATURA

Termómetro: para medir temperaturas estándar Pirómetro: para medir temperaturas extraordinaria mente elevadas, como la lava de un volcán o la del interior de un horno de fundición

𝐾𝑔𝑓 , 𝑏𝑡𝑢, 𝑐𝑚2 𝑝𝑎𝑠𝑐𝑎𝑙

℃, °𝑘

FLUJO(CAUDAL)

PESO

HUMEDAD

PH

DENSIDAD

Es la cantidad de fluido que circula a través de una sección del ducto por unidad de tiempo.



Es una medida de fuerza gravitaría que actúa sobre un cuerpo



Es la cantidad de vapor de agua presente en el aire, factor que se relaciona con la comodidad térmica de un cuerpo vivo

Es una medida de acidez o alcalinidad de una disolución que indica la concentración de iones de hidrogeno presente en determinadas disoluciones. Es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa a un determinado volumen de una sustancia o un objeto sólido.

   







Caudalimetro: mide el caudal o gasto másico. Estos aparatos suelen colocarse en línea con la línea que transporta el fluido. Dinamómetro: calcula el peso de los objetos. Romana. Báscula. Balanza. Higrómetro: se utiliza para medir el grado de humedad del aire o de otros gases Psicrómetro: aparato utilizada en meteorología para medir la humedad relativa o contenido de vapor de agua en el aire. Ph-metro: es un sensor utilizado en el método electroquímico para medir el ph de una disolución Picnómetro: instrumento de medición cuyo volumen es conocido y permite conocer la densidad o peso

𝑙𝑡𝑟𝑠 𝑠𝑒𝑔 𝑚3 𝑠𝑒𝑔

𝑘𝑔, 𝑙𝑏, 𝑔.

𝑘𝑔 𝑘𝑔 𝑑𝑒 𝑎𝑖𝑟𝑒 𝑠𝑒𝑐𝑜

𝑘𝑔 𝑚3

Cantidad de trabajo efectuado por una unidad de tiempo.



POTENCIA



CORRIENTE ELÉCTRICA

RESISTENCIA ELÉCTRICA

Es el flujo de carga eléctrica que recorre un material

Es oposición que presenta un conductor al paso de la corriente eléctrica



específico de cualquier liquido mediante gravimetría a una determinada temperatura. Vatímetro: es un instrumento electro dinámico para medir la potencia eléctrica o la tasa de suministro de energía eléctrica de un circuito eléctrico dado. Amperímetro: sirve para medir la intensidad de corriente que está circulando por un circuito eléctrico

Óhmetro: sirve para medir la resistencia eléctrica se compone de una pequeña batería para aplicar un voltaje a la resistencia como medida

𝑤𝑎𝑡𝑡, 𝑘𝑐𝑎𝑙, 𝑏𝑡𝑢

𝐴𝑚𝑝𝑒𝑟𝑒

𝑜ℎ𝑚

Dimensión de una línea o de un cuerpo considerando su extensión en línea recta LONGITUD

   

Metro Micrometro Cinta metrica Regla. 𝑚, 𝑐𝑚, 𝑝𝑖𝑒