Sistema de medición y control

SISTEMAS DE MEDICIÓN Y CONTROL

Con el fin de poder entender mejor los apartados siguientes conviene aclarar previamente algunos conceptos acerca de los tipos de instrumentos. Los instrumentos de medición y control son relativamente complejos y su función puede entenderse si se clasifican de manera adecuada. Dos clasificaciones bastante extendidas pueden ser: por función del instrumento y otra por variable de proceso a medir. 

Clasificaciones de los Instrumentos Instrumento por variable de proceso

Se pasa a desglosar en detalle las posibles variables de proceso a medir, y los diferentes tipos por función.

• Medidas de Presión
• Medidas de caudal
• Medidas de temperatura
• Medidas de nivel
• Medidas de análisis
• Elementos finales de control

Clasificaciones de los Instrumentos por función del instrumento

Instrumentos ciegos. Aquellos que no tienen indicación visible de la variable. Ej. Termostatos o presostatos, en los que sólo es posible calibrar el punto de disparo; transmisores de caudal, presión,... sin indicación.

Instrumentos indicadores: Disponen de un indicador y escala sobre la que puede leerse el valor de la variable.

Instrumentos registradores. Registran gráficamente la evolución de la variable. Ej. En el cine, la llamada máquina de la verdad genera una gráfica de los estímulos eléctricos del acusado que se reflejan en un rollo de papel.

Elementos primarios. En contacto con el medio, obtienen una señal que sirven al sistema como indicación para generar una medición de la variable controlada. Ej. El termómetro que introducimos en el agua para conocer su temperatura, el flotador. Son aquellos instrumentos que están en contacto con el fluido o variable, utilizando o absorbiendo energía del medio controlado para dar al sistema de medición una indicación en respuesta a la variación de la variable controlada. Los ejemplos más típicos son las placas de orificio y los elementos de temperatura (termopares o termorresistencias). Cabe indicar que a los instrumentos compactos como manómetros, termómetros, transmisores de presión, etc. ya se supone que el elemento primario está incluido dentro del propio instrumento.

Transductores. Elementos que reciben una señal de entrada función de una o más cantidades físicas y la convierten modificada o no en una señal de salida. Ej. Un relé, un elemento primario, un convertidor presión-intensidad, etc.

Transmisores. Captan la señal producida por el elemento primario y la mandan a distancia a un receptor. Son aquellos instrumentos que captan la variable de proceso, generalmente puede ser a través de un elemento primario, y la transmiten a distancia en forma de señal neumática (3-15 psi), electrónica (4-20 mA), pulsos, protocolarizada (hart) o bus de campo (Fieldbus Foundation, Profibus, etc.). Estos instrumentos dan una señal continua de la variable de proceso.Dentro de los transmisores los hay ciegos (sin indicador local) y con indicador local incorporado.

Indicadores Locales: Son aquellos instrumentos que captan la variable de proceso y la muestran en una escala visible localmente. Los indicadores locales más utilizados son los manómetros (presión), termómetros (temperatura), rotámetros (caudal), etc. Normalmente estos instrumentos no llevan electrónica asociada, aunque también se consideran indicadores locales a los indicadores electrónicos conectados a los transmisores. Estos últimos pueden ser analógicos o digitales.

Interruptores: Son aquellos instrumentos que captan la variable de proceso, y para un valor establecido actúan sobre un interruptor. Es decir, cambian de estado de reposo a activado cuando el proceso llega a un valor predeterminado. Es un instrumento todo-nada. Los instrumentos más habituales son los presostatos (presión), termostatos (temperatura), interruptores de nivel, flujostatos (caudal), etc.

Convertidores. Son aquellos instrumentos que reciben un tipo de señal de un instrumento y la modifican a otro tipo de señal. Pueden ser convertidores de señal neumática a electrónica, de mV a mA, de señal continua a tipo contacto, etc. Se usan habitualmente por necesidades de los sistemas de control de homogeneización.

Receptores. Reciben las señales procedentes de los transmisores y las indican o registran.

Controladores. Comparan la variable controlada (presión, nivel, temperatura) con un valor deseado y ejercen una acción correctiva de acuerdo con la desviación.

Elemento final de control. Recibe la señal del controlador y modifica las acciones de control. Son aquellos instrumentos que reciben un tipo de señal procedente de un controlador y modifica el caudal del fluido o agente de control. Los más habituales son las válvulas de control, servomotor o variador de frecuencia.

Los instrumentos se clasificarán de acuerdo con la variable de proceso medida por el sistema del que forma parte. Los instrumentos se dividirán pues en instrumentos de caudal, nivel, presión, temperatura, humedad, viscosidad, etc. Cabe decir que si tenemos un sistema de medición de presión que da una respuesta en forma de corriente los instrumentos del mismo serán de presión.