introducción a la intrumentación lección 1 © ites-paraninfo
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Introduccióna la
Intrumentación
Lección 1
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Control de Procesos
© ITES-Paraninfo
Operador
SISTEMADE
CONTROL
PLANTAo
PROCESO
Consigna Entrada Salida
Operador
SISTEMADE
CONTROL
PLANTAo
PROCESO
ConsignaSeñales de
mando Salida
Potencia
AC
TU
AD
OR
ES
DISPOSITIVOS DE SEÑAL DISPOSITIVOS DE POTENCIA
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Control de Procesos
© ITES-Paraninfo
Operador
SISTEMADE
CONTROL
PLANTAo
PROCESO
ConsignaSeñales de
mando
Perturbaciones
AC
TU
AD
OR
ES
Nodosuma
+ -
Señal deerror
Variable regulada
Lazo de realimentación
Salida
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Control de Procesos
PR
OC
ES
O
SISTEMA DE CONTROL
Visualizador
SENSOR ACONDICIONAMIENTO
ACTUADOR
TRANSMISOR
RECEPTOR
Señaleléctrica
Variablefísica
Señalmedida
Señalmando
Medio de
transmisión
SISTEMA DE MEDIDA
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Sistemas de medida
text
ADQUISICIÓNDE DATOS
PROCESAMIENTODE DATOS
DISTRIBUCIÓNDE DATOS
SISTEMA DE MEDIDA
Entrada(Valor verdadero)
Salida(Valor medido)
SISTEMA DEMEDIDA
- Temperatura - Presión - Velocidad - Luz - pH etc.
- Visualización
- Almacenamiento
- Transmisión
ENTRADAS SALIDAS
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Sistemas de medida
Procesador
ADQUISICIÓN DE DATOS
PROCESA-MIENTO
DE DATOS DISTRIBUCIÓN DE DATOS
Entrada SalidaSensor
Acondicio-namiento Acondicio-
namiento
ConversiónAD
ConversiónDA
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Sistemas de medida
Sensor1
ADCProce-sador
DAC
MU
LT
IPL
EX
OR
AN
AL
ÓG
ICO
Canal 1
Salida
Acondicinador1
Sensor2Canal 1
Acondicinador2
Sensorn
Canal n Acondicinadorn
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Sistemas de medida
Sensor1
DAC
PR
OC
ES
AD
OR
Canal 1
Salida
Acondicinador1
Sensor2Canal 1
Acondicinador2
Sensorn
Canal n Acondicinadorn
ADC1
ADC2
ADCn
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Ejemplo de sistema de medida
Acondicionadorde señal detemperatura
Medio detransmisión
Sensor detemperatura
Hornoindustrial
Aislamiento
Controladorde
temperatura
Transmisor Receptor
Resistenciacalefactora
220 V
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Topología de estrella
Valores deconsignas
SISTEMA
DE MEDIDA
1
n
32
..
.
1 m32 ..
NÚCLEO INTELIGENTE
SISTEMA
DE
CONTROL
1 n32
1
n
32
..
.
... .
P R O C E S OValoresreales de
lasvariables
SENSOR1
SENSOR2
SENSOR3
SENSORn
ACTUADOR1
ACTUADOR2
ACTUADOR3
ACTUADORm
Señales de sensores Señales de mando
Valoresmedidos
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Topología de Buses
NÚCLEOINTELIGENTE
M
NÚCLEOINTELIGENTE
1
NÚCLEOINTELIGENTE
2
NÚCLEOINTELIGENTE
3
NÚCLEOINTELIGENTE
N
BUS DE CAMPO
BUS DE PROCESO
SENSOR SENSOR ACTUADORACTUADOR SENSOR
P R O C E S O
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Características estáticas. Curva de calibración
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Salida
Magnitud a medir
Salida
Magnitud a medir
(a) (b)
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Características estáticas. Curva de calibración
Sensibilidad
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Salida,Y
YS
YI
Salida a fondode escala
YS-YI
Campo de medidaAlcance=XS-XI
XIlímite
inferior
Xslímite
superior
Magnitud a medir, X
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No linealidad
%X
h
s
1001%
X
h
s
1002
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Salida
Magnitud,X
XSXI
Curva real
Curvalinealizada
h2
Salida
Magnitud,X
XSXI
Curva real
Curvalinealizada
Desviaciónmáxima
(a) (b)
h1
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Zona muerta
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ResistenciaT2-T3
360º0º
Zona muerta
Zona muertamα
Terminales
T1 T2 T3
α
(a) (b)
Ángulo de giro,
mα
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Resolución, histéresis, saturación
Resolución
Salida,Y
Magnitud amedir,X
X
Y1
Y2
Salida
Magnitud amedir,X
Xsat
Histéresis
Saturación
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Salida
Tensión de entrada, (V)
000
001
010
011
100
101
110
111
0,500 1,000
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Errores
exactoValormedidoValor
exactoValor
exactoValormedidoValor
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Operación Resultado Resultado corregido
Suma
Diferencia
Producto*
Cociente*
Propagación de errores
bkbaka 21 bkakba 21 222
1 bkakba
bkbaka 21 bkakba 21 222
1 bkakba
bkbaka 21 21 kkabab 22
21 kkabab
bkb
aka
2
1
21 kk
b
a
b
a 2
221 kk
b
a
b
a
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Calibración
Salida
Magnitud amedir
S1Δ
ΔS2
Instrumento 1
Instrumentoideal
Instrumento 2
iα
2α
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Calibración
Salida
X
Salida
X
Salida
XXn
Yn
Respuestareal
Respuestabuscada
(a) (b) (c)
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Características dinámicas
y(t)G(t)
(a)
(b)
x(t)
valorfinal
valorinicial
y(t)
error(t)
t
t
t
x(t)
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Características dinámicas
x(t)
y(t)
(a) (b)
x(t)
y(t)
retraso VALOR“EXACTO”
VALOR“EXACTO”
t
t t
t
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Características dinámicas
t
t
t
t
t
t
t
t
t t
f f
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Características dinámicas
log
loglog
log
)G(ω
)(G
BANDAPASANTE
BANDAPASANTE
0º
0
90º
0º
(a) (b)
)(G
CAMBIO DEFASE
CAMBIO DEFASE
)(G
90º
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Características dinámicas
Tπ2
1
T
DESARROLLO ENSERIE DE FOURIER
t t
f f
100V
...VVVTHD(%)
f
2n
22
21
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Características dinámicas
loglog
B
0
(a) (b)
3dB
B'
B
3dB
B'
HLH
HB LHB -
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Características dinámicas
(a)
x y
x
y
y
(b)
(c)
(d)
t
t
t
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Sistemas de primer orden
t
F e1X)t(x
toleranciapermitida
por la precisión
t
ts
tr
x(t)
xF
0,9xF
0,1xF
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Sistemas de segundo orden
X(t)
t
(a) (c)
t
XF
(b)
t
X(t) X(t)
XF XF
toleranciapermitida
por la precisión
t
ts
tu
x(t)
xF
xmax
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