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• Jonathan Olivier Salgado Nesbet

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“CUESTIONARIO INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL”

1.- ¿A que se denomina proceso? Por proceso se entenderá una realidad física cualquiera que conlleva, en algún intervalo de tiempo, una dinámica entre una o más variables asociadas cuyos valores es importante conocer y controlar. 2.- ¿Que es un elemento final de control? Elemento Final de Control, recibe la señal del controlador y modifica directamente el valor de la variable manipulada. El elemento final más utilizado es la válvula de control. 3.- ¿Que es la variable controlable? La variable controlada es la cantidad que se mide y controla, indicando la calidad del producto o las condiciones de operación del proceso. 4.- ¿A que se denomina perturbación? Las perturbaciones son variables que actúan desde el interior o exterior del sistema pero que no son manejables a voluntad y cuyo efecto sobre el proceso tiende a afectar negativamente el valor de la salida. Introducen una componente de incertidumbre en el estudio. 5.- ¿A que se denomina elemento primario? El Elementos Primario o Sensor, es la parte de un lazo o un instrumento que está en contacto directo con la variable controlada y es el encargado de observar y medir lo que se quiere controlar. 6.- ¿A que se denomina constante de tiempo? La constante de tiempo T de un sistema lineal de primer orden es una medida de la velocidad de reacción del sistema. Indica el lapso de tiempo que transcurre desde que se alimenta una función escalón en la entrada hasta que la variable de salida del sistema alcanza el 63% de su valor final estacionario. Los sistemas de orden n poseen de forma correspondiente n constantes de tiempo. 7.- ¿Qué es una válvula del tipo fail open? Una válvula de Falla Abierta (Fail-Open, FO) ante una falla de energía lo mas seguro es que se encuentre completamente abierta. En este tipo de válvula, el mecanismo requiere que se le suministre energía para que cierre, razón por la cual también se le llama Válvula de Aire para Cerrar (Air-to-close, AC) 8.- ¿ Qué es una válvula del tipo fail close? Cuando la posición más segura de una válvula ante una falla de energía es la completamente cerrada, esta se denomina válvula de Falla Cerrada (Fail-Closed, FC). En este tipo de válvula, el mecanismo requiere que se le suministre energía para que abra, razón por la cual también se le llama Válvula de Aire para Abrir (Air-to-Open, AO). 9.- ¿A que se denomina AIR TO OPEN (ATO)? Es un tipo de acción de control conocida como acción inversa, en la cual la válvula se abre cuando se aplica aire sobre el diafragma y se cierra por la acción del resorte cuando se quita el aire. Se dice que la válvula sin aire cierra o aire para abrir.

10.- ¿A que se denomina AIR TO CLOSE (ATC)? Es un tipo de acción de control conocida como acción directa, en la cual la válvula se cierra cuando se aplica aire sobre el diafragma y se abre por la acción del resorte cuando se quita el aire. En resumen se dice que la válvula abre sin aire o aire para cerrar. 11.- ¿Cuáles son las partes de una válvula de control? Diafragma, servomotor, muelle, vástago, indicador de posición, tapa, obturador, asiento, brida y cuerpo 12.- ¿Qué es la característica inherente de una válvula? Se denomina característica inherente de una válvula, f(x), a la relación entre la posición relativa del vástago, y por tanto la apertura relativa de la válvula, y el caudal que circula, a pérdida de carga constante. Esta variable depende fundamentalmente del diseño del obturador.

Figura 2. Tipos de características de válvulas. 13.- ¿Qué es el CV de una válvula? Cv es el Factor de Capacidad o Coeficiente de la Válvula. Esta es una constante específica de una válvula que depende de sus características, principalmente, tipo y tamaño. Por definición, el coeficiente de una válvula es el flujo en U.S. galones por minuto (gpm) de agua que fluyen a través de la válvula con una caída de presión de 1 psi. Por ejemplo, una válvula con coeficiente de 30, permite el flujo de 30 gpm de agua con una caída de presión de 1 psi. 14.- ¿Cuál es la relación entre la característica inherente y el CV de la válvula? Ganancia de una Válvula de Control Si la variable de entrada a la válvula es la señal de salida del controlador en porcentaje de salida del controlador (% CO) y la variable de salida de la válvula es el flujo de salida de ella, entonces la ganancia de la válvula se define como

Utilizando la regla de derivación en cadena, se puede mostrar a la ganancia de la válvula como el producto de tres términos que relacionan la dependencia de la posición de la válvula con la salida del controlador, la dependencia del Cv con la posición de la válvula y la dependencia del flujo con el valor de Cv.

La dependencia de la posición de la válvula es, simplemente, la conversión de la salida del controlador en porcentaje a la fracción correspondiente a la posición de la válvula, pero el signo depende de si la válvula es de falla cerrada o de falla abierta.

El signo positivo se utiliza cuando la válvula es de falla cerrada y el signo negativo se asigna cuando la válvula es de falla abierta. La dependencia del Cv con la posición de la válvula depende de las características inherentes de flujo, así:

Finalmente, la dependencia del flujo con el Cv es función de las características de flujo instalada de la válvula de control. 15.- ¿Qué es la curva instalada? La curva característica inherente de una válvula no representa su comportamiento real cuando es instalada en un circuito determinado. Esta curva se deforma en función de la relación entre la pérdida de carga en la válvula y la pérdida total en el circuito en el que se encuentra, definiéndose entonces la característica instalada, f’(x). Ambas características serán iguales cuando toda la pérdida de carga se deba a la válvula.

16.- ¿Cuál es la curva isoporcentual? El obturador con característica isoporcentual, produce un cambio en el caudal que es proporcional al caudal que fluía antes de la variación. La ecuación correspondiente es: dq  a.q dl

q= caudal a pérdida de carga constante a= constante l= carrera de la válvula

Si se integra la expresión anterior se obtiene:

q  b.e a.l

La curva isoporcentual se caracteriza por que al principio de la carrera de la válvula, la variación de caudal es pequeña, y al final pequeños incrementos en la carrera se traducen en grandes variaciones de caudal. Este tipo de válvulas presentan una rangeabilidad de 50 a 1.

17.- ¿Cuál es la curva lineal? En el obturador con característica lineal, el caudal (q), es directamente proporcional a la carrera (l) según la ecuación q=Kl donde: q = caudal K= constante l = carrera o recorrido de la válvula

18.- ¿Cuál es la curva de apertura rápida? La válvula de abertura rápida no es útil para la regulación de flujos porque la mayor parte de la variación del coeficiente de la válvula se realiza en el tercio inferior del desplazamiento de la válvula. Se desarrolla muy poca variación en el coeficiente de la válvula en un tramo considerable del recorrido de la válvula. Las válvulas de abertura rápida son apropiadas para válvulas de alivio y para sistemas de control de dos posiciones. Las válvulas de alivio deben permitir un flujo muy grande, tan rápido como sea posible para prevenir sobre presiones en recipientes de procesos y otros equipos. Los sistemas de control de dos posiciones funcionan para facilitar flujo completo o impedir totalmente el flujo. No regulan el flujo para valores entre los dos extremos. La figura de abajo muestra la curva característica de la válvula de Abertura Rápida.

19.- ¿Cuál es la característica instalada ideal? La característica instalada ideal es la característica lineal para caídas de presión variable. Esta se produce con un interno isoporcentual, que produce una relación uno a uno mas precisa entre el desplazamiento y el caudal.

Las válvulas cuyo comportamiento no es absolutamente lineal, presentan frecuentemente fenómenos de histéresis, que consisten en la diferencia entre los valores de caudal obtenidos para los mismos valores de posición de actuador (y por tanto, de apertura de la válvula) cuando se realizan barridos de estos valores en sentido creciente y decreciente. Esta es otra razón por la cual la característica lineal es la ideal. 20.- ¿Cómo afecta la característica instalada a la controlabilidad del lazo? Al momento de buscar una válvula de control para un sistema se debe analizar la curva instalada de la válvula, la ganancia de la válvula de control y la ganancia real del sistema, puesto que una válvula de control puede mantener, corregir o empeorar la linealidad del lazo de control del sistema, dependiendo de la característica de flujo que exhiba, una vez instalada en el proceso.

21.- ¿Cuál es la arquitectura de un controlador PID comercial? Es un equipo de control industrial basado en microprocesador que permite implementar un controlador de tipo PID. Incorpora un display que muestra en algunos casos el set point y el valor de la variable de proceso. Requiere una alimentación de por ejemplo 11-26 VDC o 90-264 VAC, puede recibir como entrada la señal de una termocupa o de PT-100 (normalmente en el rango de 0 a 10 V). Da como salida principal una señal analógica de tensión entre 0 y 10 V que debe pasar por un amplificador de potencia antes de llegar al actuador. Tiene además otras funciones, como alarmas, con salidas a relé, que permiten implementar funciones de protección adicionales.

22.- ¿Cuáles son las características preponderantes de un controlador PID? Un controlador PID se compone de tres acciones de control: proporcional, integral y derivativa. Su nombre esta relacionado con la operación que efectúan sobre el error e(t).

-La acción proporcional genera una señal proporcional al error -La acción integral genera una señal que integra el error. Esta componente elimina el error de estado estacionario. -La acción derivativa genera una señal proporcional a la variación error, que permite generar una respuesta anticipativa. Los parámetros Kp, Ti y Td caracterizan a un controlador PID y hacen que el sistema de lazo cerrado tenga la respuesta adecuada, medida en términos del cumplimiento de las especificaciones de diseño (error en régimen permanente, velocidad de respuesta permanente –t p, tr, ts- y sobreimpulso). 23.- ¿A que se denomina Reset Windup? Todo controlador o elemento accionador real presenta una región de saturación que sumada al efecto integrador del PID puede producir un fenómeno denominado resetwindup. Este fenómeno puede causar fuertes sobrepicos en la respuesta temporal del sistema y se pone en evidencia ante cambios importantes de la señal de referencia o perturbaciones de gran amplitud.

Para una rápida comprensión del problema supongamos un sistema controlado a través de un PI que presenta saturación. Ante una excitación (o perturbación) que produzca un error apreciable, el controlador satura instantáneamente debido a su acción proporcional u1(t), la acción integral u2(t) no presenta respuesta inmediata pero comienza a integrar el error pudiendo suceder que debido a la amplitud y duración de éste el valor integrado u2(t) adquiera una magnitud tal que impida transitoriamente que el controlador salga de la región de saturación pese a que el error haya disminuido apreciablemente. Resulta necesario que el error cambie de signo, para que el valor de u2(t)comience a decrecer (lo cual provoca un sobrepico en la respuesta). En efecto, la disminución de u2(t) es lenta lo cual provoca que la acción de control u(t) mantenga su signo (pese a que el error es de signo contrario) y por consiguiente pueden producirse apreciables sobrepicos en la repuesta temporal del sistema. Este efecto es más pronunciado en sistemas que poseen retardo puro, ya que en estas condiciones entre el instante en que se aplica la excitación y el instante en que el proceso reacciona, la acción integral puede alcanzar un valor elevado. 24.- ¿Qué es el set point remoto? Un controlador con set point remoto prevé la opción de entrada a distancia lineal analógica actual o el control de la tensión de punto de consigna primario. Aunque el punto de entrada estándar está calibrado de 0 a 5 VDC, otras tensiones a través de 10 VDC o corrientes a través de 100 mA CC se pueden suministrar si existe un pedido especial. El control remoto de entrada puede ser aislado de una corriente o voltaje estable de suministro o, si el punto de consigna se puede ajustar manualmente con el valor, se puede utilizar un controlador de la oferta interna con un potenciómetro remoto simplificado para una fuente. Todos los controladores de set point remoto con opción de entrada tiene un número de pieza cuyo segundo dígito es un "1". 25.- ¿A que se denomina proportional band? En el ambiente industrial, la ganancia de la acción proporcional suele ser expresada a través de la llamada “Banda proporcional” BP= 100/Kp. La banda proporcional es entonces la inversa de la ganancia del regulador expresada en tanto por ciento del intervalo de medida. 26.- ¿Qué relación existe entre la banda proporcional y la salida del controlador? Cuanto mas pequeña sea la banda proporcional, menor será la cantidad que la medición debe cambiar para el mismo tamaño de cambio en la medición. O, en otras palabras, menor banda proporcional implica mayor cambio de salida para el mismo tamaño de medición. El error en estado estacionario (ess) de un sistema esta relacionado con la banda proporcional (BP). Cuando la BP es pequeña existe un mayor ess, mientras que si la BP es grande el ess tiende a cero. 27.- ¿Qué se entiende por manual reset? El reset manual es una opción que permite al operador resetear un controlador cuando sea necesario. 28.- ¿Qué es sintonizar un controlador? La sintonización del controlador es el proceso de seleccionar los parámetros del controlador ( Kc, Ti, Td) que cumplan con las especificaciones sintonización del controlador

29.- Determine la función de transferencia del algoritmo PID (plano s) La ecuación de un controlador PID en el dominio del tiempo es:

Para encontrar la función de transferencia del algoritmo PID en el plano s debemos aplicar transformada de Laplace. La transformada de Laplace de Kp  e(t ) es : Kp  E (s ) La transformada de Laplace de

Kp Ti

t

 e(t )dt 0

La transformada de Laplace de Kp  Td

es :

Kp  E ( s ) Ti  s

de(t ) es : Kp  Td  s  E (s ) dt

Luego definimos la función de transferencia del controlador como: C ( s ) 

U (s) E ( s)

Finalmente obtenemos:

30.- Determine la función de transferencia discreta del algoritmo PID (plano z) Para determinar la función de transferencia del controlador PID en al plano z utilizaremos la transformación bilineal. Este un método para mapear todo el semiplano izquierdo del plano s en el círculo unitario en el plano z . La transformación bilineal utiliza la siguiente relación para realizar el mapeo:

Donde Ts es el tiempo de muestreo del sistema de tiempo discreto. Por lo tanto sustituimos la relación bilineal en la función de transferencia del controlador PID en el dominio s para obtener la función de transferencia del controlador de tiempo discreto PID.

 Ti  Ts  ( z  1) Td  2( z  1)  C ( z )  Kp 1    2( z  1) Ts  ( z  1)    a  b  z 1  c  z  2   C ( z )  G  1  z 2  

Donde: Kp 2Ts a  2Ts  Ti  Ts 2  4Td

G

b  2Ti  Ts 2  8Td c  Ti  Ts 2  2Ts  4Td

31-33.- ¿Cuántos polos y ceros tiene un controlador PID? De la función de transferencia: Se obtiene que el controlador PID posee 1 polo en el origen, es decir en s = 0 (Los polos son las raíces de la ecuación del denominador) y 2 ceros (Los ceros son las raíces de la ecuación del numerador). 32.- ¿Cuántos ceros tiene un controlador PI? El controlador PI introduce 1 cero. 34.- ¿Dónde están ubicados los ceros de un controlador PID? El controlador PID genera una señal de comando u(t) compuesta por tres términos aditivos que, como su nombre lo indica son proporcionales a la señal de error, a su integral y a su derivada. La ecuación suele escribirse de la siguiente forma:

Luego la función de transferencia del controlador PID resulta:

Para comprender mejor el funcionamiento del controlador PID, resulta útil analizar como varían los ceros de la función de transferencia del controlador, en función de los coeficientes Ti y Td. Las raíces del numerador están dadas por:

Si Td es tomado como parámetro, los ceros resultan reales para Ti

 4Td

Y, si a su vez, Ti tiende a valores muy grandes, los ceros C1 y C2 tienden a:

La figura 1.4 muestra el movimiento de los ceros en función de Ti, tomando a Td como parámetro.

35.- ¿Cuál es el diagrama de bode de un controlador PI? Un controlador PI se compone de las acciones proporcional e integral, de modo que su diagrama de bode también posee dos componentes.

36 y 37.- ¿A qué se denomina margen de ganancia y margen de fase? MARGEN DE GANANCIA: El margen de ganancia es el reciproco de en la frecuencia donde el ángulo de fase es -180 º. Se define como frecuencia de oscilación a la frecuencia en la cual el ángulo de fase de la función en lazo abierto es igual a -180 º. MARGEN DE FASE: El margen de fase se define como el cambio a lazo abierto en la fase necesario para inestabilizar el sistema a lazo cerrado. El margen de fase mide también la tolerancia del sistema a retardos. Si hay un retardo mayor que 180/Wpc en el lazo (donde Wpc es la frecuencia donde el cambio de fase es 180 grados), el sistema se inestabilizará a lazo cerrado. También es posible visualizar estos márgenes en el diagrama de Bode. Tal como se ve en la siguiente figura encontramos el margen de ganancia cuando la fase alcanza los -180º y encontramos el margen de fase cuando la ganancia alcanza los 0 dB.

38.- ¿Cuál es la condición de oscilación de un sistema realimentado? Un sistema realimentado de 2º orden tiene una respuesta ante una entrada escalón de la forma: En el dominio de tiempo sería:

Una condición de oscilación es que el factor de amortiguamiento relativo  sea cero. Esto produce que la respuesta se vuelve no amortiguada y las oscilaciones continúan indefinidamente. La respuesta c(t) para el caso del amortiguamiento cero es:

c (t )  1  cos(nt ) , para t  0

Donde n es la frecuencia a la cual el sistema oscilaría si el amortiguamiento disminuye a cero. Otra condición ocurre cuando un sistema entra en oscilación en ausencia de una entrada. El oscilador arranca con el régimen transitorio de conexión y, en régimen permanente, mantiene su salida mediante la señal realimentada. Esta clase de sistemas se denominan circuitos oscilatorios. Desde el punto de vista analítico en un sistema lineal la oscilación se manifiesta cuando el lugar de Nyquist pasa justamente por el punto crítico, lo que implica la existencia de pares de polos imaginarios. En este caso la respuesta al impulso es armónica no amortiguada. 39/71.- ¿A qué se denomina amortiguamiento? En un sistema mecánico un amortiguador es un dispositivo que proporciona fricción viscosa o amortiguamiento. Está formado por un pistón y un cilindro lleno de aceite. El aceite resiste cualquier movimiento relativo entre la varilla del pistón y el cilindro, debido a que el aceite debe fluir alrededor del pistón (o a través de orificios en el pistón) de un lado del pistón al otro. El amortiguador esencialmente absorbe energía. Esta energía absorbida se disipa como calor y el amortiguador no almacena energía cinética ni potencial. El amortiguamiento es el proceso por el cual la vibración libre disminuye en amplitud; en este proceso la energía del sistema en vibración es disipada por varios mecanismos los cuales pueden estar presentes simultáneamente. El factor de amortiguamiento relativo  es el cociente entre amortiguamiento real B y el amortiguamiento crítico Bc = 2 JK , o bien:

40.- ¿Qué implica un amortiguamiento de 1/4?

Esta curva nos muestra la respuesta de un sistema prototipo de 2º orden ante una entrada escalón unitario, para distintos factores de amortiguamiento relativo. Para un factor de amortiguamiento de 0.25 un sistema de 2º orden tiene un comportamiento dinámico subamortiguado. En general si 0 <  < 1, los polos en lazo cerrado son complejos conjugados y se encuentran en el semiplano izquierdo del plano s. El sistema, entonces se denomina subamortiguado y la respuesta transitoria es oscilatoria. 41 ¿Qué significa que un lazo minimice el índice ITAE? Este método consiste en aplicar el criterio de la integral de error. ITAE (integral del valor absoluto del error ponderado en el tiempo). Si tomamos en consideración la evolución del error para cambios de set point y cambios de carga, minimizar el índice consistirá en disminuir la medida de error con la consideración que el índice ITAE se empleara siempre y cuando la magnitud del error sea inferior a 1 pero además perdura en el tiempo de forma que este trabaja como un factor de peso variable

Cuando se tiene una respuesta en que los errores ocurren cuando t tiende a valores grandes este índice penaliza con más peso. 42 ¿Qué significa que un lazo minimice el índice ISE? Minimizar ISE (integral del error cuadrado) se aplica cuando la magnitud del error sea distinta a uno

Cuando no es necesario un sobre valor pequeño se utiliza ya que presenta mayor tiempo de asentamiento 43¿Qué significa minimizar el índice IAE? Minimizar el índice IAE (integral del valor absoluto del error) significa que se puede utilizar con cualquier magnitud incluso teniendo una buena respuesta cuando la magnitud es inferior a uno.

Se aplica cuando es necesario un pequeño sobre valor. 44.- En un lazo de medición de temperatura que trabaja de 4 a 20ma DC existe un receptor de 1 a 5volts, para la conversión se utiliza una resistencia de 250 ohms 0.1% ¿A cuánto corresponde el error de la variable leída si el valor de la resistencia cambia de 250 a 280 ohms?

Inicialmente tenemos: 4  I  20mA R  250 1  V  5V

Luego si R es 280ohms, entonces: 1.12  V  5.6V Por lo tanto el error de la variable leída si al cambiar R es de un 12% 45.- Diversos fabricantes venden transmisores de presión diferencial con indicador local. Las características son las siguientes: FABRICANTE A B C

ERROR 0.3 0.3 0.3

UNIDAD % Span Calibrado % Rango % de lo indicado

VALOR 0-100 0-50 69

UNIDADES H2O H2O %

Si para todos los casos tenemos: VARIABLE Rango Rango calibrado Lectura ¿Cuál es el instrumento mas preciso? Para contestar esta pregunta primero definiremos algunos conceptos: 

Rango: espectro o conjunto de valores de la variable medida que están comprendidos dentro de los límites superior e inferior de la capacidad de medida, de recepción o de transmisión del instrumento.



Span (alcance): Es la diferencia algebraica entre el valor alto y el bajo del rango.



Precisión: es la cualidad de un instrumento por la que tiende a dar lecturas muy próximas unas a otras, es decir, es el grado de dispersión de las mismas.

Según los conceptos definidos el instrumento más preciso es del fabricante A. 46.- Determine cual es el rango calibrado de un transmisor que mide nivel por medio de la presión diferencial en un tanque cerrado, presurizado y cuyo valor oscila entre 0.5-3,5 metros. El fluido pose S=1,5 y la presión del tanque es 50 psi.

47.- Si un controlador proporcional ante un SP=60% y PV=80 tiene una salida del 100% ¿Cuál es su banda proporcional? PV = 80, valor promedio SP = 60%, sobrepaso Como SP es el 60% de 80, entonces SP = 48, esto quiere decir que el valor máximo de la curva de respuesta es 128.

Para calcular el valor de la banda proporcional (BP) requerimos las siguientes ecuaciones: Salida = (E/banda)*100% banda = (BP*SP)/100% E = SP - PV Primero determinamos E: E  SP  PV  32

Como la salida es 100%, entonces E/banda = 1 y por lo tanto banda = 32 Luego: BP 

banda *100%  66.67% SP

Por lo tanto el controlador proporcional tiene una BP = 66.67%. 48/65.- Si Ud tiene una termocupla tipo K aplicada a un fluido y Ud estima que la temperatura del fluido debería ser cercana a los 65°C y la temperatura ambiente es de 30°C ¿Cuál sería la FEM leída en la termocupla si esto fuera cierto?

El extremo de la termocupla ubicado en el fluido se denomina punto caliente y el extremo de la termocupla a temperatura ambiente se denomina juntura fría. El calculo de la FEM o Vo leída en los bordes de la termocupla se hace mediante la siguiente ecuación: Vo = VT1 – VT2, obtenida del efecto Seebek. Donde VT1= S*T1, VT2 = S*VT2 y S es la sensibilidad de la termocupla. La termocupla tipo K tiene una sensibilidad de 40 µV/ºC Por lo tanto Vo = S(T1-T2) = 1.4 mV. 49/70.- ¿Qué función cumplen los siguientes instrumentos: FIC, LT, LIC, XIC, PIC, SIC, ST, FV, LV? FIC: Controlador indicador de caudal. LT: Transmisor de nivel LIC: Controlador indicador de nivel.

XIC: Controlador indicador no clasificado. PIC: Controlador indicador de presión. SIC: Controlador indicador de velocidad o frecuencia. ST: Transmisor de velocidad o frecuencia FV: Válvula de caudal. LV: Válvula de nivel. 50.- Enumere 4 tipos de flujómetros describiendo brevemente sus principios de operación. -Flujómetro de venturi: es llamado aparato estrangulador, es decir a través de una toma seccional en el tubo bajo corriente ocurre un aumento de velocidad, cuyo resultado es una reducción medible de presión dp. La base de este tipo de medición de la corriente de volumen son la ecuación Bernoulli y la ley de continuidad. Puesto que el tubo de venturi está dividido en una zona de entrada convergente y en una zona de salida divergente, las pérdida de presión es mucho menor que en otros aparatos estranguladores, como ej. boquilla de medición u orificio de medición. Al usar el aparato tiene que observarse el sentido de corriente. - Flujómetro magnético tipo inserción para cañerías de gran diámetro: El principio de funcionamiento es similar a los caudalímetros magnéticos tipo tubo basados en la ley de Faraday. Mide la velocidad del fluido dentro de la cañería. En el extremo del sensor se encuentran instalados un par de electrodos en contacto con el fluido y una bobina dentro de la probeta que genera un campo inductor. El fluido cortará las líneas de fuerzas del campo inductor generando una corriente proporcional a la velocidad del fluido. La FEM inducida en los dos electrodos en combinación con el diámetro de la cañería será procesada por la electrónica obteniendo el valor del flujo instantáneo y totalizado. Esta información será mostrada tanto en el display digital como transmitida por una salida analógica de 4 a 20 mA y pulso. - Flujómetro ultrasónico tipo tiempo de transito para fluidos limpios: El flujómetro utiliza la tecnología de tiempo de tránsito para medir líquidos homogéneos relativamente limpios. Se configura fácilmente por medio del teclado gracias a la incorporación de un microprocesador. Es idóneo para medir el flujo en tuberías de 0.75 hasta 235 pulgadas de diámetro. El sistema de medición está compuesto por un convertidor y sensor. Sus aplicaciones incluyen la medición de flujo de cualquier líquido por el cual se transmita una señal ultrasónica. - Flujómetro tipo térmicos para gases baja presión: Los caudalímetros de Dispersión Térmica funcionan de tal manera que los elementos que componen el sensor son calentados o enfriados y están conectados en base a un puente de resistencias (Puente de Wheatstone). Si se mantiene constante la corriente eléctrica que circula por un elemento conductor, la relación entre la temperatura (resistencia eléctrica) y el caudal es directamente proporcional. Por otra parte, se puede mantener constante la resistencia, en cuyo caso la potencia varía al aumentar o disminuir el flujo.

51.- Enumere 2 tipos de elementos primarios para medir presión y describa brevemente su principio de operación El diafragma: Consiste en una o varias capsulas circulares conectadas rígidamente entre si por la soldadura, de forma que al aplicar presión, cada capsula se deforma y la suma de los pequeños desplazamientos es amplificada por un juego de palancas. Los elementos de inductancia variable, donde el desplazamiento de un núcleo móvil dentro de una bobina aumenta la inductancia de esta en forma casi proporcional a la porción metálica del núcleo contenida dentro de la bobina, la corriente presente en el circuito se va reduciendo por aumentar la fuerza electromotriz de autoinducción. 52.- ¿Cuál es esencialmente la diferencia entre las termocuplas y las RTD’s? Comente al respecto Las termocuplas poseen una respuesta no lineal, un rango más amplio de medición, son más resistentes al ambiente poseen un alta exactitud, son autoalimentados, de bajo costo, requieren de otro sensor de temperatura para compensar la juntura fría y son menos estables que otros sensores de temperatura, mientras que la RTD tiene un alcance de medición menor, están estandarizadas entre fabricantes, son costosas, requieren de alimentación, tienen baja sensibilidad y presentan autocalentamiento. Es por esto que las las termocuplas son el sensor de temperatura más común utilizado industrialmente, por su robustez y rango de medición principalmente, sin embargo normalmente requieren de una RTD para compensar su juntura fría. 53.- Defina lazo abierto Un sistema de lazo abierto es aquél donde la salida no tiene efecto sobre la acción de control. La exactitud de un sistema de lazo abierto depende de dos factores: a) La calibración del elemento de control. b) La repetitividad de eventos de entrada sobre un extenso período de tiempo en ausencia de perturbaciones externas. 54.- ¿Cómo puedo saber si un controlador esta actuando sobre una válvula? Para identificar si un controlador esta actuando sobre una válvula habría que ver si existe alguna señal control desde el controlador hacia la válvula y luego si la válvula presenta alguna respuesta, generando la señal manipulada que actúa sobre la planta. 55.- ¿A qué se denomina puente de wheatstone? ¿Para que se utiliza? El puente de wheatstone es un método para el acondicionamiento de señales. Su configuración ofrece una respuesta lineal y de alta sensibilidad.

Si en equilibrio se considera:

Entonces obtenemos una relación no lineal: Que podemos linealizar y volver proporcional a x, si asumimos x