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INSTRUMENTACIÓN Taller No. 1: Características de los instrumentos de medición Docente: Carlos Andrés Urrutia Astaíza GRUPO: 901 Ingenieria Electronica

FECHA: 1 de marzo del 2016

NOMBRE: Miguel Bonilla 1. Identifique cada instrumento indicador:

Termómetro Rango de medida: 0°C- 100°C Alcance: 100 °C Resolucion:1°C Unidad de medida: grados celcius presicion: 0,02 °C

Manómetro Rango de medida: 0psi- 160psi/ 0bar-11bar Alcance: 160 psi/11bar Resolucion:1psi/0,1bar Unidad de medida: pasi/bar presicion: 0,32psi / 0,022bar

Termómetro Rango de medida: -60°F-120°F / -51,11°C – 48.89°C Alcance: 180 °F / no es visible Resolución: 2°F / no es visible Unidad de medida: Fahrenheit / celsius precisión: 0,32°F / no es visible

Manuvacuometro

Rango de medida:-120 𝑐𝑚⁄𝐻2𝑂 – 120 𝑐𝑚⁄𝐻2𝑂 Alcance: 240 𝑐𝑚⁄𝐻2𝑂 Resolución: 4 𝑐𝑚⁄𝐻2𝑂 Unidad de medida: centímetro de agua precisión: 0,48 𝑐𝑚⁄𝐻2𝑂

INSTRUMENTACIÓN Taller No. 1: Características de los instrumentos de medición Docente: Carlos Andrés Urrutia Astaíza Barómetro Rango de medida: 960 ℎ𝑃𝑎⁄𝑚𝑏𝑎𝑟 – 1060 ℎ𝑃𝑎⁄ 𝑚𝑏𝑎𝑟 / 720mmhg – 800mmhg Alcance: 100 ℎ𝑃𝑎⁄𝑚𝑏𝑎𝑟 / 80mmhg Resolución: 1 ℎ𝑃𝑎⁄𝑚𝑏𝑎𝑟 / 2 mmhg Unidad de medida: hectopascales o milibares / milímetros de mercurio precisión: 0,2 ℎ𝑃𝑎⁄𝑚𝑏𝑎𝑟 / 0,16 mmhg

3. REGISTRO

CONTROLADOR

TRANSMISOR

CONTROLADOR

INSTRUMENTACIÓN Taller No. 1: Características de los instrumentos de medición Docente: Carlos Andrés Urrutia Astaíza REGISTRO

ELEMENTO FINAL DE CONTROL

SENSOR

ELEMENTO FINAL DE CONTROL

INSTRUMENTACIÓN Taller No. 1: Características de los instrumentos de medición Docente: Carlos Andrés Urrutia Astaíza

2. El siguiente manual técnico especifica algunas características de un transmisor de presión SMAR. Investigue las características más relevantes mostradas por el fabricante.               

± 0.04% high performance option// ± 0.2% of URL stability guarantee for 12 Years//garantía de 12 años en la estabilidad de la medición. 120:1 rangeability;// el rango minimo el cual puede abrir la valvula es . Span as small as 50 Pa (0.2 inH2O) up to a range limit of 40 MPa (5800 psi);//alcance pequeño hasta 40MPa Up to 52 MPa static pressure (7500 psi);// soporta hasta 52MPa de presión estatica. Direct digital capacitance sensing (no A/D conversion);//sensor de distancia capacitido sin conversor a análogo digital señal análoga. Local zero and span adjustment;//ajuste del zero y el alcance. Remote calibration and parameterization;// calibración remota. Transfer functions: linear// función de transferencia lineal. Alphanumerical LCD indication;// lcd alfanimerico. Small and lightweight; // pequeño y ligero. Explosion proof and weather proof housing approved (IP67);// a prueba de exposición con ip67. Intrinsically safe certification;// certificación intrínseca Signal simulation for loop tests;// señal de simulación para preubas de bucle. ® Three protocols options: HART , FoundationTM Fieldbus, PROFIBUS PA.// protocolos de comunicación e hart, fielbus y profibus. Investigue los siguientes términos: performance, estabilidad, rangueabilidad, ajuste de cerro y ajuste de espan, calibración y parametrización remota, función de transferencia, a que hacen referencia el código IP67, protocolo Hart, Fieldbus Findation, PROFIBUS

PERFORMANCE: ESTABILIDAD: la estabilidad de un instrumento de medición, se refiere a la máxima variación que experimenta por alguna de las características del instrumento, con respecto a una variable externa que en términos generales no puede ser controlada.

RANGUEABILIDAD: en un instrumento de medición, se define como la relación entre el valor máximo que puede medir y el valor mínimo que puede medir, normalmente, la rangueabilidad es una característica principalmente asociada a los instrumentos de medición de caudal y otras variables que se pueden muy frecuentemente a través del tiempo.

AJUSTE DE CERO: Operación destinada a llevar un instrumento de medición a un estado de funcionamiento conveniente para su utilización, en el caso del cero se mueve su punto de 0 en la variable a medir.

AJUSTE DE ESPAN: Operación destinada a llevar un instrumento de medición a un estado de funcionamiento conveniente para su utilización, al mover el cero se mueve el alcance del instrumento para mover la escala de rango de la variable a medir.

CALIBRACION Y PARAMETRIZACION REMOTA: es una característica para algunos equipos de medición industrial este consta de realizar

FUNCION DE TRANSFERENCIA: la función de transferencia es el diagrama de bloques con modelos matemáticos para representar lo que hace cada bloque para completar el proceso.

INSTRUMENTACIÓN Taller No. 1: Características de los instrumentos de medición Docente: Carlos Andrés Urrutia Astaíza

CODIGO IP67: hace referencia a la norma internacional IEC 60529 Degrees of Protection1 utilizado con mucha frecuencia en los datos técnicos de equipamiento eléctrico o electrónico, en general de uso industrial como sensores, medidores, controladores, etc. Especifica un efectivo sistema para clasificar los diferentes grados de protección aportados a los mismos por los contenedores que resguardan los componentes que constituyen el equipo. De esta manera, por ejemplo, un grado de protección IP67 indica lo siguiente: 

Las letras «IP» identifican al estándar (del inglés: Ingress Protection).



El valor «6» en el primer dígito numérico describe el nivel de protección ante polvo, en este caso: «El polvo no debe entrar bajo ninguna circunstancia».



El valor «7» en el segundo dígito numérico describe el nivel de protección frente a líquidos (normalmente agua), en nuestro ejemplo: «El objeto debe resistir (sin filtración alguna) la inmersión completa a 1 metro durante 30 minutos».

PROTOCOLO HART: Es un protocolo abierto de uso común en los sistemas de control, que se emplea para la configuración remota y supervisión de datos con instrumentos de campo. Este protocolo aun no siendo un bus de campo, pues los instrumentos se cablean a los módulos de entrada/salida de un sistema de control, tiene una funcionalidad asimilable, en cuanto a la gestión y configuración que permite sobre los equipos.

PROTOCOLO FIELDBUS: Es el nombre de una familia de protocolos industriales de redes informáticas utilizados para redes de control industrial en tiempo real, estandarizado como norma IEC 61158. Es una manera de conectar los instrumentos en una planta de fabricación. Fieldbus puede trabajar en estructuras de red que normalmente permite la conexión de topologías de red en cadena, estrella, anillo, ramas, árboles.

PROTOCOLO PROFIBUS: Es un estándar de comunicaciones para bus de campo. Deriva de las palabras PROcess FIeld BUS.

3. Un transmisor de presión es verificado en el laboratorio y los datos entregados se muestran en el gráfico de la figura (a). Hallar la repetibilidad del instrumento e indicar si es alta o baja y explique su respuesta.

MEDICON

VALOR X 1 2

N=2

VALOR EN Y DIFERENCIA 80 79,5 0,5 80 80 0 160

(0,5)2 √ = 0,35 2

Cuando la repetitividad es muy pequeña menor a 1 el instrumento es muy bueno.

INSTRUMENTACIÓN Taller No. 1: Características de los instrumentos de medición Docente: Carlos Andrés Urrutia Astaíza 4. Un transmisor de flujo al ser calibrado en el laboratorio presenta el siguiente gráfico de tabulación (figura (b)). Indique cual es la histéresis del instrumento. Que indica este resultado? 26 − 24 ∗ 100 = ±3,33% 60 − 0

5. Un transmisor de nivel configurado para medir entre 0 y 10 metros de altura, entrega en su salida una tensión de 0 a 10 voltios. a. Realizar un gráfico que exprese el comportamiento del transmisor. b. Hallar la ecuación que representa dicho comportamiento. c. Indicar cuál es la tensión de salida si el nivel es de 2,5; 5 y 7,5 metros d. Hallar el nivel si la tensión de salida del instrumento es de 2 V, 4,5V y 8,3V e. Si la exactitud del instrumento es de ± 0.5% del espan, y el despliegue indica 5,5m para un nivel de 4,9m. El instrumento está entregando un valor aceptable? Explique su respuesta.

0%

25%

50%

75%

100%

0m

2,5m

5m

7,5m

10m

0v

2,4v

5v

7,5v

10v

𝑠𝑝𝑎𝑛 = 10𝑚 − 0𝑚 = 10𝑚 10 − 0 𝑚(𝑝𝑒𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒) = = 1 𝑏 = 1 ∗ 0𝑚 − 0𝑣 = 0 10 − 0 El nivel es de 2,5; 5 y 7,5 metros 𝑦 = 1 ∗ 2,5𝑚+′ = 2,5𝑣 𝑦 = 1 ∗ 7,5𝑚 + 0 = 7,5𝑣 𝑦 = 1 ∗ 5𝑚 + 0 = 5𝑣 Hallar el nivel si la tensión de salida del instrumento es de 2 V, 4,5V y 8,3V 𝑦−𝑏 2𝑣 − 0 4,5𝑣 − 0 8,3𝑣 − 0 𝑥= 𝑥= = 2𝑚 𝑥 = = 4,5𝑚 𝑥 = = 8,3𝑚 𝑚 1 1 1 Exactitud del instrumentó es 10𝑚 ∗ 0,005 = ±0,05𝑚 El instrumentó no está entregando un valor aceptable ya que para esa medida el error seria 4,95m

INSTRUMENTACIÓN Taller No. 1: Características de los instrumentos de medición Docente: Carlos Andrés Urrutia Astaíza 6. Una autoclave tiene instalado un transmisor de temperatura configurado para medir entre 60 ºC y 150 ºC, su salida es de 4 a 20 mA. a. Realizar un gráfico que exprese el comportamiento del transmisor en la autoclave. b. Hallar la ecuación que representa dicho comportamiento. c. Indicar cuál es la corriente de salida del transmisor si la temperatura es de 27,5 ºC; 45 ºC y 72,5 ºC d. Hallar es la temperatura indicada por el instrumento si la corriente de salida del transmisor es de 8mA, 12mA y 16 mA

0%

25%

50%

75%

100%

60C

82,5C

105C

127,5C

150C

0mA

8mA

12mA

16mA

20mA

𝑠𝑝𝑎𝑛 = 150𝑚 − 60𝑚 = 90𝑚 20 − 4 8 𝑚(𝑝𝑒𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒) = = 150 − 60 45

8 20 𝑏 = 𝑦 − 𝑚𝑥 = 4𝑚𝐴 − ( ∗ 60) = − 45 3

Indicar cuál es la corriente de salida del transmisor si la temperatura es de 27,5 ºC; 45 ºC y 72,5 ºC Los valor es 27,5 y 45 o pueden ser censados ya que están fiera del rango al cual el transmisor fue configurado. 𝑦=

8 20 ∗ 72,5𝑚 − = 6,22𝑚𝐴 45 3

Hallar es la temperatura indicada por el instrumento si la corriente de salida del transmisor es de 8mA, 12mA y 16 mA 𝑥=

𝑦−𝑏 𝑚

𝑥=

20 20 20 ) 12𝑚𝐴 − (− ) 16𝑚𝐴 − (− ) 3 = 82,5𝐶 𝑥 = 3 = 105𝐶 𝑥 = 3 = 127,5𝐶 8 8 8 45 45 45

8𝑚𝐴 − (−