1) Descripción de un sistema de medida y control.
Los sistemas de medición se encargan de utilizar un sensor por medio del cual se mide una variable para ser procesada y luego acondicionada. La señal de salida puede utilizarse para ser visualizada o para ser introducida como realimentación en un sistema de control. Generalmente, el sensor toma un valor analógico y el sistema de medida se encarga de convertirlo en un dato digital para facilitar el procesamiento y la visualización de dicho dato. Existen casos donde es necesario que los valores que se miden con el sensor se transmitan a otro lugar, y generalmente lo que se transmite es la señal procesada que se encuentra en formato digital por lo cual es posible que se requiera un convertidor digital analógico dependiendo del tipo de transmisión de datos.
Es posible, utilizar el sistema de medida para cerrar un lazo de control; donde la medida tomada se compara con un valor de referencia para obtener una señal que sea introducida directamente sobre el sistema que se pretende controlar y que tenga la capacidad de alterar su salida.
2) Identificación del sistema de medida y sus bloques constitutivos.
Un sistema de medida se puede descomponer en varias fases: primero que nada se requiere un proceso, dentro del cual se coloca un sensor para medir el valor de una variable. Luego, la salida de dicho sensor generalmente contiene alta frecuencia y ruido, por lo cual es recomendable filtrar la señal para luego ser introducida en un acondicionador analógico. Es necesario acondicionar la señal ya que generalmente esta se introduce en un convertidor analógico digital que tiene un rango de funcionamiento, y la salida del convertidor se usa para procesar la señal o para transmitirla a otro lugar. Por lo general, a la salida del procesador se coloca una etapa de visualización.
2.1) Definición de cada bloque constitutivo:
-Transductor: Es un instrumente que se encarga de convertir una señal en otra manteniendo sus características informativas. En un sistema de control se utilizan 2 transductores, uno como entrada que se encarga de convertir alguna variable del proceso en una señal (generalmente eléctrica), y el transductor de salida que es el que convierte la señal eléctrica que sale del controlador en una señal que alimente el proceso.
-Sensor: Es un transductor de entrada. Convierte las señales que emiten las variables del proceso (como velocidad, presión, temperatura, caudal, etc.) en señales eléctricas aptas para ser procesadas.
-Actuador: Es un transductor de salida. Convierte la señal eléctrica de la salida del controlador en otra señal que afecte de alguna manera el proceso (como válvulas, corriente de alimentación, voltajes de referencia, etc.).
-Acondicionador: Después de registrar el valor de una variable gracias a un sensor, es necesario ajustarla a los parámetros que se están utilizando en el circuito de control. Como se menciono anteriormente, primero hay que filtrar la señal ya que generalmente la señal puede venir con ruido que haga que el sistema salga de control, también se debe amplificarla ya que la salida de los sensores se da por lo general en milivoltios. Cabe destacar que la salida del sensor no debe ser afectada por el circuito siguiente por lo que es necesario un ajuste de impedancias. El acondicionador también cumple la función de modular la señal en el caso de que se quiere transmitirla.
-Conversión entre dominios: La conversión de dominios trata sobre llevar una señal a otro tipo de señal pero sin perder la información que esta contiene. Por ejemplo, cuando un transductor de entrada convierte temperatura en voltaje, o cuando se transforma una señal de 0-5V en 5-20mA.
-Procesamiento: El procesamiento de la señal se encarga de linealizar y estandarizar la salida. Es decir, coloca el valor leído por el sensor en unidades conocidas para nosotros, y lo muestra a través de un bloque de visualización. Sin la unidad de procesamiento, se obtendría una señal digital que el hombre no puede leer y por lo tanto no se cumple el objetivo de la medición.
2.2) Conceptos generales sobre la medida.
Medir, es comparar la variable de un objeto con otro patrón. Para esto el hombre ha inventado muchos instrumentos que sean capaces de medir temperatura, flujo, velocidad, caudal, presión, etc. Sin embargo es importante mencionar que para cada variable siempre existirá un instrumento que sea mejor que otro para efectuar la medición de manera más eficaz, es decir, más exacta y más precisa. Para determinarlo se crearon varios conceptos como por ejemplo, el alcance del instrumento que es la unidad máxima que puede medir el instrumento entre la unidad mínima; la resolución que determina la menor unidad que se puede medir con el instrumento; la precisión, la sensibilidad, etc.
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