Sistema de Medición Un sistema de medición, es aquel conjunto de elementos que forma un instrumento, capaz de convertir una variable física en una señal o indicación a ser interpretada por el hombre con mayor facilidad. Se puede decir que un sistema instrumentado es una extensión de la habilidad del ser humano para medir y controlar su entorno Los sistemas de mediciones componen el elemento fundamental de los sistemas de control.
Un sistema de control clásico a lazo cerrado se muestra en la figura, en donde el transductor posee un acondicionador y de esta manera se podría hablar de un sensor, en muchos casos se necesitan de varias etapas de acondicionamiento en los sistemas de medidas y es cuando existe un pre-acondicionamiento, cuando se habla de transductores como sensores. Un transductor o sensor nos sirve para poco, si no tenemos algún sistema adicional que nos ayude a tomar decisiones en función a las medidas que proporciona. Sistema de Medición
Lazo de Control
Un transductor es un elemento encargado de convertir una variable física en otra, la forma mas común es convertir una variable mecánica (presión, velocidad, posición) en una variable eléctrica (voltaje, corriente o impedancia). Por lo que puede entenderse como un convertidor Transductor
Los procesos de medición, necesitan de un elemento sensor, para poder medir el cambio de la variable física deseada. El elemento sensor actúa como los sentidos del ser humano, son capaces de detectar cambios de una variable determinada, en muchos de los caso con una precisión mucho mayor. Sensor Los sensores pueden ser clasificados en digitales o analógicos, y según su función de transferencia (relación entrada / salida)
El elemento acondicionador toma la señal medida por el sensor y la convierte en una señal mas adecuada para ser procesada. Los acondicionadores, son subsistemas activos, es decir, toman energía de una fuente externa para amplificar y manipular la variable o señales que entran a ellos. Acondicionador
Se denomina señal a toda aquella muestra física que puede ser medida, ya sea variable o constante en el tiempo. La principal distinción eléctrica se hace entre dinámica (corriente alterna ó AC) ó estática (corriente continua ó DC). A la vez las señales alternas, pueden estudiarse tanto en el tiempo como en la frecuencia. Por otra parte para el estudio de las señales continuas en el tiempo se clasifican en continuas y discretas, como se muestra en la figura. Tipo de señales Es bueno notar que la señal que entrega el transductor puede ser una resistencia, un nivel de voltaje o de corriente. En la mayoría de los casos se desea que la señal entregada por el transductor sea tensión.
Señales estáticas: Son señales que su valor permanece constante en el tiempo o que su variación en el tiempo es muy pequeño con respecto a los valores deseados para la su medida, como por ejemplo presión atmosférica, temperatura ambiente.
Señales dinámicas:
Dominio del tiempo (analógicas): Aceleración o desaceleración de la vibración de un cojinete, presión interna en el cilindro de un motor.
Dominio del tiempo (Digital): posición medida a través de un codificador incremental, valor eficaz del nivel de tensión del control de un dispositivo de control todo-nada (ON-OFF).
Domino de la frecuencia: muestreo de una señal, analizando su ancho de banda y frecuencia central. Tipo de señales
Tipo de señales
Controlador
Es el encargado de tomar la señal proveniente del acondicionador y operar sobre ella, con el fin de procesarla con mayor facilidad. Este dispositivo se encarga de coordinar todas las operaciones preestablecidas por el usuario u operador. Los controladores son de tipo analógicos o digitales, de acuerdo a la manipulación de la información. Otra de las funciones del elemento controlador es el enviado al indicador.
Indicador Este elemento es el que presenta al ser humano (usuario) la medida de la variable física que esta siendo capturada por el sistema de medición. Los indicadores pueden ser analógicos (generalmente de agujas, plumas entre otros) o digitales (pantallas de cristal, display, entre otros). Sistema de Medición
Según sus Características Eléctricas:
Activos: Ellos mismos son capaces de generar la energía necesaria para ser medida e interpretada por el acondicionador.
Pasivos: Estos requieren una alimentación externa para poder generar la señal que será medida por el acondicionador. Clasificación de los Sensores
Según sus características físicas
Los sensores se clasifican de acuerdo a la propiedad física que produce la excitación que es medida por el acondicionador.
Sensores basados en resistencias eléctricas: Potenciómetros, galgas extensiométricas, termoresistencias y termistores.
Sensores basados en variación de inductancias: por cambio de reluctancia (RVT), acoplamiento magnético (LVDT) o por modificación de permeabilidad por tensión mecánica (efecto magnetoelastico o magnetostricción)
Sensores basados en variación de capacitancia: por cambio de dimensión de las placas capacitivas o por modificación del dieléctrico entre las placas.
Sensores basados en variación por calentamiento: Producen energía al someter dos metales unidos en un extremo a una temperatura diferente al extremo de medición. Basados en el efecto de Peltier, Seebeck y Thomson.
Sensores basados en efectos piezoeléctricos: producen una tensión eléctrica al ser sometidos a una presión mecánica. Clasificación de los Sensores
Según la magnitud a medir. Otra forma de clasificarlos es según la magnitud a medir
Medida de desplazamiento relativo: Los transductores para la medición de pequeños desplazamiento. Inductivos Capacitivos Potenciómetros
Medida de desplazamiento sin contacto: Los sensores inductivos poseen gran capacidad de medida sin contacto, miden pequeños desplazamiento y son muy sensibles. Sin embargo su respuesta es no lineal.
Medida de fuerza: Una de las formas más comunes de hacer la medición de fuerza es de forma indirecta. Los elementos mas utilizados para la medición de fuerzas son las galgas extensiométricos y los LVDT.
Medida de pares: puede hacerse pegando sobre el mismo cuatro galgas extensiométricos, una en cada rama de un puente de Wheatston. Las galgas que formen un ángulo de 45° con la sección recta. Sistema de Medición
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