2. CLASIFICACIÓN, TIPOS Y CARACTERÍSTICAS DE INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN. 2.1. CLASIFICACIÓN. 2.1.1 NEUMATICOS Los instrumentos de medición neumáticos pertenecen a la clasificación de instrumentos de medición de Acuerdo al principio de operación Estos tipos de instrumentos requieren de aire o un gas para su funcionamiento. Algunos ejemplos de Instrumentos Neumáticos son: - Los baumanometros: El baumanómetro es un instrumento que permite medir la fuerza que ejerce la sangre sobre las paredes de las arterias, su uso es de gran importancia para el diagnóstico médico, ya que permite detectar alguna anomalía relacionada con la presión sanguínea y el corazón. - Calibradores de llantas: Este es usado para poder medir el nivel de inflado de las llantas.
2.1.2 ELECTRICOS Las mediciones eléctricas se realizan con aparatos especialmente diseñados según la naturaleza de la corriente; es decir, si es alterna, continua o pulsante. Los instrumentos se clasifican por los parámetros de voltaje, tensión e intensidad. De cualquier forma, la clasificación de los instrumentos de medición las detallaremos en el siguiente esquema: De esta forma, podemos enunciar los instrumentos de medición como el Amperímetro o unidad de intensidad de corriente. El Voltímetro como la unidad de tensión, el Ohmímetro como la unidad de resistencia y los Multimetros como unidades de medición múltiples. El Amperímetro: Es el instrumento que mide la intensidad de la Corriente Eléctrica. Su unidad de medida es el Amperio y sus Submúltiplos, el miliamperio y el microamperio. Los usos dependen del tipo de corriente, ósea, que cuando midamos Corriente Continua, se usara el amperímetro de bobina móvil y cuando usemos Corriente Alterna, usaremos el electromagnético. El Voltímetro: Es el instrumento que mide el valor de la tensión. Su unidad básica de medición es el Voltio (V) con sus múltiplos: el Mega voltio (MV) y el Kilovoltio (KV) y sub.-múltiplos como el mili voltio (mV) y el micro voltio. Existen Voltímetros que miden tensiones continuas llamados voltímetros de bobina móvil y de tensiones alternas, los electromagnéticos.
El Ohmímetro: Es un arreglo de los circuitos del Voltímetro y del Amperímetro, pero con una batería y una resistencia. Dicha resistencia es la que ajusta en cero el instrumento en la escala de los Ohmios cuando se cortocircuitan los terminales. En este caso, el voltímetro marca la caída de voltaje de la batería y si ajustamos la resistencia variable, obtendremos el cero en la escala.
2.1.3 HIDRAULICOS Limnímetros de Punta y Gancho con Escala Vernier A menudo es necesario medir la posición de la superficie del agua en estado estable durante los estudios hidráulicos. Esto se realiza ajustando manualmente una pequeña punta o un pequeño gancho para que toque la superficie del agua, y leyendo el movimiento vertical en una escala o con un vernier (nonio). Usos. * Localización de la frontera aire-superficie del agua con alta resolución * Medición de cambios lentos del nivel de agua en canales de flujo y modelos hidráulicos * Medición de la deformación mecánica Manómetros de Agua Una gama de manómetros de laboratorio de propósito general que utilizan el desplazamiento de un líquido para medir la presión diferencial. * instrumentos de bajo precio, fáciles de usar * utilizables para una amplia gama de presiones usando diferentes fluidos de manómetro Tubos de Pitot Entre los instrumentos de medición hidráulicos tenemos: * Limnímetros de punta y gancho con escala vernier * Limnímetros de punta y gancho electrónicos * Manómetros de agua abierta * Manómetros de agua presurizada * Manómetros de mercurio * Manómetros de queroseno * Medidores electrónicos de presión
* Tubos de Pitot * Medidor de turbulencia y velocidad * Medidor de velocidad de hélice * Sistemas de medición de ondas.
2.1.4 ELECTROMECANICOS Los dispositivos electromecánicos son aquellos que combinan partes eléctricas y mecánicas para conformar su mecanismo. Ejemplos de estos dispositivos son los motores eléctricos y los dispositivos mecánicos movidos por estos, así como las ya obsoletas calculadoras mecánicas y máquinas de sumar; los relés; las válvulas a solenoide; y las diversas clases de interruptores y llaves de selección eléctricas.
2.2 TIPOS (SEGÚN SU FUNCION) 2.2.1 CIEGOS INSTRUMENTOS CIEGOS: No tienen indicación visible, son todos aquellos que generalmente son de manipulación como interruptores, termostatos, presostatos, válvulas, transmisores etc. que solo cumplen con su trabajo sin la necesidad de expresar los cambios graduales de la señal TRANSMISORES: Se encuentran de los dos tipos ciegos e Indicadores
2.2.2 INDICADORES INSTRUMENTOS INDICADORES: Poseen una escala para expresar la equivalencia de los datos al operario, pueden ser manómetros, tensiómetros, entre otros. Pueden ser concéntricos, excéntricos y digitales. SENSORES OPTICOS, INSTRUMENTOS INDICADORES REGISTRADORES: Permiten la monitorización.
2.2.3 REGISTRADORES Expresan la señal con trazos continuos a puntos.
2.2.4 ELEMENTOS PRIMARIOS ELEMENTO PRIMARIO DE MEDIDA: Es el que esta en contacto directo con la variable y dispuesto a transmitir cualquier transformación de energía en el medio medido. INSTRUMENTOS CIEGOS, MEDIDOR DE FLUJO: Es un elemento censor primario.
2.2.5 TRANSMISORES TRANSMISOR: Capta la señal del elemento primario de medida y la transmite a distancia en forma eléctrica,neumática, hidráulica, mecánica y ultrasónica.
2.2.6 TRANSDUCTORES TRANSDUCTOR: Dispositivo que recibe una o varias señales provenientes de la variable medida y pueden modificarla o no en otra señal.
2.2.7 RECEPTORES Receptores sensoriales. Hay cinco tipos mayores de receptores sensoriales en el cuerpo humano: mecanoreceptores, que detectan la deformación mecánica; termoreceptores, que detectan los cambios de temperatura; fotoreceptores en la retina; nociceptores, que detectan el daño tisular y quimioreceptores. Algunos tipos de receptores, como los mecanoreceptores periféricos, son esencialmente transductores que convierten el estímulo detectado en un impulso eléctrico. Cuando el cambio detectado es tan grande que supera el umbral, se genera un potencial de acción que es conducido del sistema nervioso periférico hacia el Sistema nervioso central. Como ya se mencionó, un incremento en el estímulo es convertido en un incremento en la frecuencia de disparo de la neurona eferente. La mayoría de los receptores sensoriales experimentan el fenómeno de adaptación cuando reciben continuamente en forma prolongada un estímulo apropiado, resultando en una disminución progresiva de la frecuencia de disparo en la parte del receptor estimulada. En algunos tipos de receptores (receptores fásicos) la frecuencia de disparo se detiene completamente; y en otros (receptores tónicos) la frecuencia cae a un nivel de mantenimiento. Ejemplos de mecanoreceptores fásicos incluyen los receptores de los folículos pilosos y los Corpúsculos de Paccini. Mientras los receptores de las cápsulas de unión y los musculares, son ejemplos de mecanoreceptores tónicos.
2.2.8 CONTROLADORES La primera es una respuesta a un corte en la medición alejada del valor de consigna, Para un escalón, la medición cambia en forma infinitamente rápida , y el modo derivativo del controlador produce un cambio muy grande y repentino en la salida , que muere inmediatamente debido a que la medición ha dejado de cambiar luego del escalón . La segunda respuesta muestra la respuesta del modo derivativo a una medición que está cambiando a un régimen constante. La salida derivativa es proporcional al régimen de cambio de éste error. Cuanto mayor sea el cambio, mayor será la salida debido a la acción derivativa. La acción derivativa mantiene ésta salida mientras la medición esté cambiando. Tan pronto como la medición deja de cambiar, esté o no en el valor de consigna, la respuesta debido a la acción derivativa cesará. Entre todas las marcas de controladores, la respuesta derivativa es comúnmente medida en minutos.
2.2.9 ELEMENTO FINAL ELEMENTOS FINALES DE CONTROL: Es el instrumento que recibe las señales del sistema tomadas por el controlador y las ejecuta directamente sobre la variable controlada.
2.3 CARACTERISTICAS (SEGÚN LA VARIABLE DE PROCESO) 2.3.1 CAUDAL En dinámica de fluidos, caudal es la cantidad de fluido que pasa por determinado elemento en la unidad de tiempo. Normalmente se identifica con el flujo volumétrico o volumen que pasa por un área dada en la unidad de tiempo. Menos frecuentemente, se identifica con el flujo másico o masa que pasa por un área dada en la unidad de tiempo.
2.3.2 NIVEL El nivel físico se refiere a las transformaciones que se hacen a la secuencia de bits para trasmitirlos de un lugar a otro. Generalmente los bits se manejan dentro del PC como niveles eléctricos. Por ejemplo, puede decirse que en un punto o cable existe un 1 cuando está a n cantidad de volts y un cero cuando su nivel es de 0 volts. Cuando se trasmiten los bits casi siempre se transforman en otro tipo de señales de tal manera que en el punto receptor puede recuperarse la secuencia de bits originales. Esas transformaciones corresponden a los físicos e ingenieros. Para las distancias cortas dentro de la PC los bits no requieren transformaciones y esta capa no existe. El nivel físico corresponde al primer nivel, de los siete niveles del modelo OSI de inteconexión entre sistemas de comunicación. En este nivel se definen las características eléctricas, mecánicas y procedimentales de la comunicación en red. Es estrictamente necesaria su presencia en cualquier modelo.
2.3.3 PRESION En física y disciplinas afines la presión es una magnitud física que mide la fuerza por unidad de superficie, y sirve para caracterizar como se aplica una determinada fuerza resultante sobre una superficie. En el Sistema Internacional de Unidades (SIU) la presión se mide en una unidad derivada que se denomina pascal (Pa) que es equivalente a una fuerza total de un newton actuando uniformemente en un metro cuadrado.
2.3.4 TEMPERATURA La temperatura es una propiedad física que se refiere a las nociones comunes de frío o calor, sin embargo su significado formal en termodinámica es más complejo, a menudo el calor o el frío percibido por las personas tiene más que ver con la sensación térmica (ver más abajo), que con la temperatura real. Fundamentalmente, la temperatura es una propiedad que poseen los sistemas
físicos a nivel macroscópico, la cual tiene una causa a nivel microscópico, que es la energía promedio por partícula. Al contrario de otras cantidades termodinámicas como el calor o la entropía, cuyas definiciones microscópicas son válidas muy lejos del equilibrio térmico, la temperatura sólo puede ser medida en el equilibrio, precisamente porque se define como un promedio. La temperatura está íntimamente relacionada con la energía interna y con la entalpía de un sistema: a mayor temperatura mayores serán la energía interna y la entalpía del sistema. La temperatura es una propiedad intensiva, es decir que no depende del tamaño del sistema, sino que es una propiedad que le es inherente y no depende ni de la cantidad de sustancia ni del material del que este compuesto.
2.3.5 VELOCIDAD La velocidad es la magnitud física que expresa la variación de posición de un objeto en función del tiempo, o la distancia recorrida por el objeto por unidad de tiempo. Se suele representar por la letra . La velocidad puede distinguirse según el lapso considerado, por lo cual se hace referencia a la velocidad instantánea, la velocidad media, etcétera.[1] La unidad de velocidad, en el Sistema Internacional de Unidades, es el metro por segundo: ó .
