CARACTERISTICAS ESTÁTICAS Y DINÁMICAS DE LOS INSTRUMENTOS

1. INSTRUMENTACIÓN Y
CONTROL DE PROCESOS
(Clase 2)

2. •CARACTERISTICAS ESTÁTICAS Y DINÁMICAS DE LOS
INSTRUMENTOS:
CARACTERISTICAS ESTÁTICAS:
Son aquellas que exhiben un instrumento bajo
condiciones de estado estacionario. Ellas permiten
determinar la calidad de la medición bajo condiciones
de estado estacionario
A.- EXACTITUD
B.- ERROR ESTÁTICO
C.- REPETIBILIDAD
D.- DESVIACIÓN
E.- SENSIBILIDAD
F.- BANDA MUERTA
G.- HISTERESIS
H.- CORRIMIENTO (DRIFT)

3. CARACTERISTICAS DINÁMICAS:
Son aquellas que exhibe un instrumento bajo
condiciones de estado estacionario. Ellas permiten
conocer por ejemplo, si un instrumento es rápido estable,
y las características de esa rapidez y estabilidad.
A.- VELOCIDAD DE RESPUESTA
B.- RETRAZO DE MEDICIÓN (MEASURIN LAG)
C.- FIDELIDAD
D.- ERROR DINÁMICO
E.- AMORTIGUAMIENTO (DAMPING)
F.- TIEMPO DE RESPUESTA

4. MEDICIÓN DE PRESIÓN
La presión se define como fuerza, dividida por el área sobre la
cual se aplica. De esta manera, la presión (P) producida por una
fuerza (F) distribuida sobre un área (A) se define como:
P = F/A
En procesos industriales existen variadas aplicaciones de
medición de presión: entre estas aplicaciones se tienen:
1.- Calidad del producto, las cuales dependen de ciertas
presiones que se deben mantener en un proceso.
2.- Por seguridad, como por ejemplo; en recipiente presurizados
donde la presión no debe exceder un valor máximo dado por las
especificaciones del diseño.

5. MEDICIÓN DE PRESIÓN
3.- En aplicaciones de medición de nivel
4.- En aplicaciones de medición de flujo donde la diferencial de
presión a través de una restricción es proporcional al cuadrado
del flujo.
EXISTEN VARIOS TÉRMINOS QUE SE UTILIZAN PARA EXPRESAR
LA MEDICIÓN DE NIVEL:
• PRESIÓN ABSOLUTA:
Es la suma de la presión manométrica mas la presión
atmosférica.
• PRESIÓN MANOMÉTRICA:
se define como la presión relativa a la presión atmosférica.

6. • PRESIÓN DE VACIO:
Es la presión medida por debajo de la presión atmosférica.
• PRESIÓN DIFERENCIAL:
Es la diferencia en magnitud entre el valor de una presión y el
valor de otra tomada como referencia.
• PRESIÓN HIDROSTÁTICA:
Es la presión ejercida por una columna de liquido. Se calcula
multiplicando la altura de la columna de liquido por la densidad o
por la gravedad específica del liquido.

7. UNIDADES DE MEDICIÓN:
En el sistema internacional de unidades la unidad de medida de
presión es el pascal (Pa).
Pa = N / m2
• SENSORES PARA MEDICIÓN DE PRESIÓN:
-Manómetro de presión absoluta
- Manómetro de tubo en U
- Manómetro de pozo
- Manómetro de tubo Inclinado
- Manómetro tipo campana
- Tubos Bourdon

8.  El mas común entre los de medición de altura de líquidos es
el tubo en forma de U

9.  Aparatos medidores de presión provistos de elementos elásticos
sensibles.
 Su funcionamiento está basado en la utilización de la
deformación o el momento de flexión de elementos elásticos
sensibles que perciben la presión de un medio y la transforman
en desplazamiento o esfuerzo.

10. La medición de nivel puede definirse como la determinación de la
posición de una interfase que existe entre dos medios separados por
la gravedad, con respecto a una línea de referencia.
Existen muchas situaciones en la industria donde estas interfases
deben ser establecidas dentro de los limites específicos, bien sea, por
razones de control de procesos o de la calidad del producto.
Existe una gran variedad de técnicas por medio de las cuales se
puede medir el nivel de líquidos o sólidos en equipos de procesos. La
selección de la instrumentación adecuada depende de la naturaleza
del proceso.

11. INSTRUMENTOS PARA LA MEDICIÓN DE NIVEL:
-Flotadores

12. El termómetro se le atribuye a Galileo en el año 1.592, a medida que
han pasado los años se han introducido mejoras de los mismos. No
fue sino hasta 1700 cuando Gabriel Fahrenheit produjo termómetros
repetitivos y exactos, utilizo una mezcla de agua y sal. Esa fue la
temperatura mas baja que pudo producir y la llamo “Cero Grados”, y
para la temperatura mas alta utilizo la del cuerpo humano y la llamo
“96 grados”. En 1742 Anders Celsius propuso que el punto de fusión
del hielo y el punto de ebullición del agua fuesen utilizados como
puntos iníciales y finales de la escala de temperatura. No fue sino
hasta 1948 que se le dio el nombre de Celsius a esa escala.

13. SENSORES PARA MEDIR TEMPERATURA
-Termómetro de bulbo (liquido, gas, vapor)
- Termómetro bimetálico
- Termopares
- Termómetro de resistencia
- Termistores
- Pirómetros de radiación

14.  Consiste en dos alambres de diferentes metales o aleaciones (platino-
rodio, níquel y níquel-cromo, hierro-constantán), un galvanómetro que
mide las tensiones eléctricas (milivoltios) creadas por el calentamiento
del punto de soldadura (extremos soldados)

15.  Es un instrumento que consta principalmente de un hilo metálico
arrollado en un elemento de soporte, dotado de los medios
necesarios para determinar las variaciones de su resistencia
eléctrica. Se basa en el efecto Joule-Thompson.
 Los materiales más usados son el níquel, el platino, el cobre, el
plomo y algunos semiconductores.

16.  Los pirómetros determinan la temperatura
estudiando el color, la cantidad y el brillo de la
radiación emitida por un cuerpo incandescente.
 Dependiendo de la característica de la radiación
que guíe la medición los pirómetros pueden ser:
› Ópticos : si se basan en el brillo de la
radiación.
› De Radiación: si se basan en la cantidad o
intensidad de la radiación.
› De color.

17. La medición de flujo es uno de los aspectos mas importante en el
control de procesos; de hecho, puede ser la variable mas medida.
Existen muchos métodos confiables y precisos para medir flujo,
algunos son aplicables solamente a líquidos, otros solamente a gases
y vapores o a ambos. El fluido puede ser limpio, o sucio, seco o
húmedo, erosivo o corrosivo. Las condiciones del proceso tales como
presión, temperatura, densidad, viscosidad, etc. Pueden variar Todos
estos factores afectan la medición y deben ser tomados en cuenta en
el momento de seleccionar un medidor de flujo.

18. SENSORES DE FLUJO
 Rotámetros:
 Es el medidor de área más importante, en él, la caída de presión
es prácticamente constante, mientras que el área por la que
circula el fluido varía con la velocidad de flujo. A partir de un
calibrado, se relaciona el área con la velocidad de flujo.

19. SENSORES DE FLUJO
 Venturi
 Es un medidor de carga o presión variable, el principio general
de funcionamiento es la reducción de presión asociada al
aumento de velocidad o energía cinética que sufre un fluido
cuando se coloca una constricción

20.  Tubo Pitot:
 Mide la velocidad local a lo largo de una línea de corriente por la
diferencia de presión del impacto y la presión estática

21.  Cromatografía: Designa procesos basados en la diferencia de
velocidades a que los componentes individuales de una mezcla emigran
por un medio estacionario bajo la influencia de una fase móvil.

22. SENSORES DE CONCENTRACIÓN
 Espectrofotómetro:
 La interacción de la radiación con la materia. Cuando la
radiación pasa de un medio vacío a través de una
porción de materia, ésta actúa con los átomos y
moléculas con que se cruza. La naturaleza específica
de la materia hace variar esta interacción y como
consecuencia, la radiación puede ser transmitida,
absorbida, reflejada o dispersada en diversos grados

23. SENSORES DE CONCENTRACIÓN
 Ph metro: