INSTRUMENTACION - ocw.usal.esocw.usal.es/ensenanzas-tecnicas/instrumentacion/contenido/... · Años

download INSTRUMENTACION - ocw.usal.esocw.usal.es/ensenanzas-tecnicas/instrumentacion/contenido/... · Años

of 48

  • date post

    20-Sep-2018
  • Category

    Documents

  • view

    241
  • download

    1

Embed Size (px)

Transcript of INSTRUMENTACION - ocw.usal.esocw.usal.es/ensenanzas-tecnicas/instrumentacion/contenido/... · Años

  • 1mjmm@usal.es1

    INSTRUMENTACIONINSTRUMENTACION Tema 1: Introduccin: Instrumentacin. Representacin de la informacin mediante seales elctricas. Tipos de instrumentos. Sistemas de medida. Errores de Medida. Exactitud, precisin, sensibilidad y resolucin de los sistemas de medidas. Fuentes de error en sistemas de medida.

    Tema 2: Instrumentos De Medida : Tipos de seales a medir. Instrumentos analgicos y digitales. Multmetros: Bloques necesarios. Osciloscopios: Bloques componentes. Base de tiempos. Tipos de sondas. Memoria.

    Tema 3: Adaptadores De Seal : Sistemas adaptadores de seal: El amplificador operacional ideal. Conversores analgico-digital (A/D) y digital-analgico (D/A).

    Tema 4: Instrumentos Generadores : Fuentes de alimentacin: Caractersticas y utilidad, bloques constituyentes. Generadores de seales: Generadores de seales cuadradas, triangulares y sinusoidales. Bloques constituyentes.

    Tema 5: Sensores : Aplicaciones de los sensores a la industria. Sensores de temperatura, desplazamiento, velocidad, aceleracin, presin , etc.

    Tema 6: Sistemas de Adquisicin de Datos por Ordenador : Tarjetas de tomas de datos. Caractersticas. Software: Instrumentacin virtual. Control por ordenador.

  • mjmm@usal.es 2

    Tema 1: IntroduccinTema 1: Introduccin

    1.1. Sistemas de instrumentacin. Clasificacin1.1. Sistemas de instrumentacin. Clasificacin 1.2. Tipos de instrumentos electrnicos: clasificacin1.2. Tipos de instrumentos electrnicos: clasificacin 1.3. Representacin de la informacin mediante 1.3. Representacin de la informacin mediante seales elctricasseales elctricas

    A. AmplitudA. Amplitud: la informacin est en la amplitud (: la informacin est en la amplitud (AMAM): ): analgicasanalgicas y y digitalesdigitales B. TiempoB. Tiempo: La informacin est en la frecuencia (: La informacin est en la frecuencia (FMFM))

    1.4. Sistemas de medida1.4. Sistemas de medida 1.5. Errores de medida1.5. Errores de medida 1.6. Tipos de Errores1.6. Tipos de Errores 1.7. Resolucin, exactitud (precisin) y sensibilidad de los si1.7. Resolucin, exactitud (precisin) y sensibilidad de los sistemas de stemas de medidas medidas 1.8. Fuentes de error en los sistemas de medida 1.8. Fuentes de error en los sistemas de medida 1.9. Unidades de medida1.9. Unidades de medida

  • mjmm@usal.es 3

    Los procesos industriales, la ciencia y la tecnologa se caracteLos procesos industriales, la ciencia y la tecnologa se caracterizan por rizan por la necesidad de la necesidad de generargenerar y y medirmedir magnitudes con precisin y fiabilidadmagnitudes con precisin y fiabilidad

    A principios de siglo la instrumentacin se basaba en principiosA principios de siglo la instrumentacin se basaba en principiosmecnicos (balanza) y elctricos.mecnicos (balanza) y elctricos.

    Hoy da:Hoy da: bajo coste de los aparatos electrnicosbajo coste de los aparatos electrnicos

    Multmetros digitales, osciloscopios, etc. (talleres mecnicos, Multmetros digitales, osciloscopios, etc. (talleres mecnicos, estaciones estaciones meteorolgicos, seguimiento de procesos de fabricacin, medicinameteorolgicos, seguimiento de procesos de fabricacin, medicina, , plantas nucleares y elctricas).plantas nucleares y elctricas).

    Tema 1: IntroduccinTema 1: Introduccin

    Seales elctricas

    Seales no elctricas (distancia, posicin, velocidad, temperatura)

    Gran facilidad de modificacin y transmisin a distancia

    Instrumentacin electrnica(equipos basados en circuitos y

    sistemas electrnicos)

    Medicin, Visualizacin,Generacin, Conversin

  • mjmm@usal.es 4

    Tema 1: sistemas de instrumentacin

    1.1. Sistemas de instrumentacin. Clasificacin1.1. Sistemas de instrumentacin. Clasificacin

    Medida Medida experimentalexperimental (investigacin y desarrollo cientfico),(investigacin y desarrollo cientfico),control de procesoscontrol de procesos

    de fabricacin crticos: de fabricacin crticos:

    Gran fiabilidadGran fiabilidad

    Linealidad Linealidad

    Precisin Precisin

    Medida de magnitudes de variacin conocida: (termmetro de paMedida de magnitudes de variacin conocida: (termmetro de pared, red, velocmetro del coche (10%), nivel de gasolina, etc.)velocmetro del coche (10%), nivel de gasolina, etc.)

    Ms complejoMs complejoAutomatizado, control por ordenadorAutomatizado, control por ordenadorCosteCoste elevadoelevado

    Ms sencilloMs sencilloCosteCoste razonablerazonable

  • mjmm@usal.es 5

    Tema 1: sistemas de instrumentacin

    Sistema GENERAL de instrumentacin (Sistema GENERAL de instrumentacin (bloques funcionalesbloques funcionales):):

    Cada sistema de instrumentacin contiene alguno o todos de estosCada sistema de instrumentacin contiene alguno o todos de estos bloques funcionalesbloques funcionales

    Medio TransductorSensor

    primario

    sensor

    Adaptacin de la seal

    Transmisin de la seal

    FiltradoA/D

    Amplificacinetc.

    radiointernet

    bus de datosetc.

    Seal elctricaSeal 1

    Seal 2

    Almacenamiento Presentacinde datos

    Medida = perturbacin

  • mjmm@usal.es 6

    Tema 1: Tipos de instrumentos electrnicosTema 1: Tipos de instrumentos electrnicos

    1.2. Tipos de instrumentos electrnicos: clasificacin1.2. Tipos de instrumentos electrnicos: clasificacin Instrumentos Instrumentos transductorestransductores. Estos instrumentos se dividen en dos . Estos instrumentos se dividen en dos

    tipos:tipos: Un primer dispositivo (Un primer dispositivo (sensorsensor) que situado en cierto medio, genera una ) que situado en cierto medio, genera una

    seal de una determinada magnitud fsica convertible en otra forseal de una determinada magnitud fsica convertible en otra forma fsica. ma fsica. Un segundo dispositivo (Un segundo dispositivo (transductortransductor) que realiza la conversin a seal ) que realiza la conversin a seal

    elctrica.elctrica. Es normal denominar sensor al conjunto formado por el dispositivEs normal denominar sensor al conjunto formado por el dispositivo sensor o sensor

    y el transductor acoplado a ly el transductor acoplado a l

    Conversores, Conversores, adaptadoresadaptadores de seal: convierten una seal (elctrica o de seal: convierten una seal (elctrica o no) en una seal elctrica de caractersticas especialesno) en una seal elctrica de caractersticas especiales A/D, D/AA/D, D/A Amplificadores, adaptacin del rango, filtrado (media temporal)Amplificadores, adaptacin del rango, filtrado (media temporal) conversores corriente/voltaje, voltaje/corrienteconversores corriente/voltaje, voltaje/corriente

  • mjmm@usal.es 7

    Tema 1: Tipos de instrumentos electrnicosTema 1: Tipos de instrumentos electrnicos

    Instrumentos de Instrumentos de medidamedida y y visualizacinvisualizacin: evalan 1 o varios : evalan 1 o varios parmetros de una seal elctrica y los representan de forma grparmetros de una seal elctrica y los representan de forma grfica, fica, numrica o alfanumrica numrica o alfanumrica La presentacin se realiza en la unidad de medida adecuada. La presentacin se realiza en la unidad de medida adecuada. Ejemplo: Ejemplo:

    multmetrosmultmetros : ampermetro, voltmetro, : ampermetro, voltmetro, hmetrohmetro osciloscopiososciloscopios: presentacin de la seal elctrica: presentacin de la seal elctrica

    Instrumentos Instrumentos generadoresgeneradores: generan seales elctricas de : generan seales elctricas de caractersticas determinadas. caractersticas determinadas.

    Tambin pueden servir como excitacin de los instrumentos de medTambin pueden servir como excitacin de los instrumentos de medida ida para observar la respuestapara observar la respuesta

    Generadores de sealesGeneradores de seales: : DigitalesDigitales Continuas (Continuas (fuentes de alimentacinfuentes de alimentacin))AnalgicasAnalgicas Variables en el tiempo (sinusoidales, Variables en el tiempo (sinusoidales,

    cuadradas, triangulares, cuadradas, triangulares, etcetc))

  • mjmm@usal.es 8

    Tema 1: seales elctricas

    1.3. Representacin de la informacin mediante 1.3. Representacin de la informacin mediante seales elctricasseales elctricas

    Magnitudes Magnitudes elctricaselctricas (V, I, R) (V, I, R) slo es necesario modificar la slo es necesario modificar la

    seal para adaptarla al rango que admite nuestro instrumento eleseal para adaptarla al rango que admite nuestro instrumento electrnico.ctrnico.

    Ejemplo: Corriente en el rango de A debe amplificarseEjemplo: Corriente en el rango de A debe amplificarse

    Magnitudes Magnitudes no elctricasno elctricas:: Conversin a elctricasConversin a elctricas

    Ejemplo: Ejemplo: termopartermopar : Instrumento : Instrumento sensorsensor que genera una diferencia de que genera una diferencia de tensin debida a una diferencia de tensin debida a una diferencia de

    temperaturas. temperaturas. V = f(TV = f(T11--TT00) )

    Si Si V es pequea, debemos amplificarlo V es pequea, debemos amplificarlo

    y se convierte a medidas de T establecidas. y se convierte a medidas de T establecidas.

    www.tutco.com

  • mjmm@usal.es 9

    Tema 1: seales elctricasTema 1: seales elctricas Cmo pueden representarse las seales elctricasCmo pueden representarse las seales elctricas?: Voltaje, Corriente, ?: Voltaje, Corriente, etc.etc. Estas magnitudes varan a lo largo del tiempo y representan infEstas magnitudes varan a lo largo del tiempo y representan informacinormacin ClasificacinClasificacin de seales elctricas: atendiendo si la informacin va en la de seales elctricas: atendiendo si la informacin va en la amplitudamplitud o en la o en la frecuenciafrecuencia

    A. AmplitudA. Amplitud: la informacin est en la amplitud (: la informacin est en la amplitud (AMAM): ): analgicasanalg