El documento describe los diferentes tipos de instrumentos y elementos utilizados para medir y controlar variables en procesos industriales. Explica que los sensores miden magnitudes como presión, caudal, nivel y temperatura y transmiten la información a indicadores, registradores y controladores. Asimismo, detalla los diferentes componentes de un lazo de control como el sensor, transmisor, controlador e elemento final de control y cómo trabajan juntos para mantener las variables dentro de los límites deseados.

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INTRODUCCION
En todos los procesos industriales es necesario controlar, monitorear y mantener constante algunas
magnitudes, como por ejemplo:
Magnitudes como
•Presión.
•Caudal
•Nivel
•Temperatura.
•Velocidad
•PH
•Conductividad
•Humedad
•Punto de Rocío
•……
Los Instrumentos son herramientas indispensables que sirven para conseguir y
conservar la calidad con que se identifica el producto que se está
manufacturando. Estos se utilizan para controlar las variables de un proceso o
sistema en forma tan exacta como se necesite para satisfacer las
especificaciones del producto en lo que se refiere a composición, forma, etc.
En todos los procesos industriales deben mantenerse en general las variables
presión, caudal, nivel y temperatura, en un valor fijo deseado, o bien, en un
valor variable con el tiempo de acuerdo con una relación predeterminada, o
guardando una relación determinada con otra variable.

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El sistema de control que permite el mantenimiento de estas variables puede definirse como aquel que compara el
valor de la variable a controlar con un valor deseado (Set Point) y toma una acción de corrección de acuerdo con la
desviación existente.
Para hacer posible la realización de esta comparación y subsiguiente corrección, es necesario que el sistema disponga de:
•Unidad de medida
•Transmisor
•Indicador, registrador
•Unidad de control
•Elemento final de control
•El propio proceso
Este conjunto de unidades forman un lazo que recibe el nombre de lazo de control, el cual puede ser abierto o cerrado.
CONTROLADOR PROCESO
ELEMENTO PRIMARIO
DE MEDIDA.
ELEMENTO DE
TRANSMISION
INDICADOR O
REGISTRADOR
LAZO CONTROL ABIERTO

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X (variable regulada)
Y (variable de corrección)
w-x
w

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Elemento primario de medida: Es un elemento que utiliza o transforma energía del medio controlado
(producto) para producir un efecto en respuesta a un cambio en el valor de la variable controlada. El
efecto producido por el elemento primario puede ser un cambio de presión, fuerza, posición,
resistencia, electrónico.
Elemento de transmisión: Elementos que captan la variable de proceso a través del elemento primario y
la transmiten a distancia en forma de señal normalizada, como por ejemplo en forma de señal
neumática de margen 3 a 15 psi, o electrónica de 4-20 mA de corriente continua. En algunos casos el
elemento primario de control puede formar parte integral del transmisor.
Indicadores y Registradores: Los instrumentos indicadores señalan con un índice en una escala
graduada el valor de la variable, o bien si es digital muestra la variable en forma numérica con digitos.
Los registradores, tal como su nombre lo indica, registran con trazo continuo o a puntos la evolución en
el tiempo de la variable.
Señal de referencia (Set Point): Es aquel valor de la variable controlada que deseamos mantener.
Error : Es la diferencia entre el valor instantáneo y el valor deseado de la variable controlada.

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Controlador: Elemento de un control automático que determinan el error y ejercen una acción
correctiva de acuerdo con la desviación.
Acciones de Control (Variables manipuladas):Es aquella cantidad o condición que es variada por un
control automático de forma tal que altere el valor de la variable controlada.
Elemento final de control: Elemento empleado en producir una acción correctora, cambiando
directamente el valor de la variable manipulada.
Variable Controlada: Es aquella cantidad o condición que es medida y controlada. La variable controlada
es una condición o característica del medio controlado.
Proceso: Es todo aquel sistema o conjunto de sistemas en el cual se efectúa un cambio o reacción físico
o químico.

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Como se puede ver un sensor es un dispositivo capaz de detectar diferentes tipos de materiales, con el objeto de mandar una
señal y permitir que continúe un proceso.
SENSOR/TRANSDUCTOR
De igual forma existen otros dispositivos llamados transductores, que son elementos que cambian señales, para mejorar la
medición de la variable en un determinado proceso.
Un transductor es un dispositivo que transforma un tipo de variable física (por ejemplo, fuerza, presión, temperatura,
velocidad, etc.) en otro.
Un sensor es un transductor que se utiliza para medir una variable física de interés. Algunos de los sensores y transductores
utilizados con más frecuencia son los calibradores de tensión (utilizados para medir la fuerza y la presión), los termopares
(temperaturas), los velocímetros (velocidad).
Cualquier sensor o transductor necesita esta calibrado para ser útil como dispositivos de medida. La calibración es el
procedimiento mediante el cual se establece la relación entre la variable medida y la señal de salida convertida. Los
transductores y los sensores pueden clasificarse en dos tipos básicos, dependiendo de la forma de la señal convertida.

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SENSOR
La palabra se utiliza por extensión en toda una serie de aparatos y dispositivos. Sin embargo entrando más en detalle se
puede decir que el sensor en sí es el elemento primario de medición. Por ejemplo para la medición de caudal puede ser la
turbina, tobera, etc.
TRANSMISOR
Se conoce como transmisor en el campo de la instrumentación y control al conjunto acondicionador de señal, en casos
integrados al sensor y en otros como un dispositivo independiente conectado al sensor mediante conductores eléctricos,
etc.
TRANSDUCTOR
Es el instrumento o dispositivo capaz de transformar la energía disponible en una magnitud física dada en otra magnitud
física que el sistema pueda aprovechar para realizar su objetivo de medición y control. Se usan por ejemplo para pasar de
magnitudes acondicionadas en presión a corriente o tensión y modernamente a variables digitales para buses de campo.
También se podría llamar Transductor al conjunto Sensor-Transmisor, pues toma la magnitud del proceso y la traduce a una
variable normalizada para el sistema de control.

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Un sensor tiene las siguientes características
Un sensor es un convertidor técnico, que convierte una variable física (por ejemplo temperatura, presión, caudal, etc) en
otra variable diferente más fácil evaluar (generalmente una señal eléctrica).
Expresiones adicionales a los sensores son: Codificadores (encoders), convertidores, transductores, indicadores, etc.
Un sensor no necesariamente tiene que generar una señal eléctrica. Ejemplo finales de carrera neumáticos, producen una
señal de salida neumática ( en términos de cambio de presión).
Los sensores son dispositivos que pueden funcionar tanto por medio de contacto físico, por ejemplo, finales de carrera,
sensores de fuerza, como sin contacto físico, por ejemplo, barreras fotoeléctricas, barreras de aire, detectores de infrarrojo,
sensores de reflexión ultrasónicos, sensores magnéticos, etc.
Incluso un simple final de carrera puede considerarse un sensor.
Dentro de un proceso controlado, los sensores representan los “perceptores” que supervisan un proceso, indicando ,los
errores, recogiendo los estados y transmitiendo esta información a los demás componentes del proceso.

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Además de la expresión “sensor” , también se utilizan los siguientes términos:
Por componentes de un sensor entendemos una parte de un sensor o de un sistema sensor o de un sistema sensor que
registra una variable medida, pero que no permite una utilización independiente, dado que se precisa un procedimiento
de la señal y un pre-montaje (caja conexión).
Un sistema sensor consiste en varios componentes de medida y evaluación, a menudo con una parte significativa de
funciones de procesamiento de señales. Los componentes a menudo son modulares y pueden ser intercambiados dentro
de la misma familia de productos. Además de los sensores, también se dispone de procesadores de señales,
microordenadores e interfaces de datos compatibles para el acondicionamiento de las señales.
En el caso de estas capacidades de procesamiento de las señales, se habla de sensores “inteligente” o de sensores
activos (smart sensors)

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Tipos de señales de salida de los sensores:
Cuando se utilizan sensores, es importante conocer los diferentes tipos de señales de salida:
TIPO A:
Sensores con señal de salida por interrupción (señal de salida binaria). Ejemplo:
•Sensores de proximidad
•Presostatos
•Sensores de nivel
Por norma, estos sensores pueden conectarse directamente a los Controladores Lógicos programables (PLC)
TIPO B:
Sensores con señal de salida por trenes de pulsos
Ejemplos: Sensores incrementales de longitud y rotativos.
Generalmente se dispone de interfaces compatibles para PLC. Requerimientos del PLC: que dispongan de hardware y software con posibilidad
de una mayor longitud de palabra.

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TIPO C:
Componentes de sensores con salida analógica y sin amplificador integrado ni conversión electrónica, que proporcionan una señal de salida
analógica muy débil, no apta para una evaluación inmediata (por ejemplo, en la gama de los milivolts) o de una señal que solamente puede ser
evaluada utilizando circuitería adicional.
•Compontes de sensores piezorresitivos.
•Pt-100
•Potenciometros lineales
A menudo hay aplicaciones donde, en el caso de producciones elevadas, el usuario elige sus propias soluciones electrónicas.
TIPO D:
Sensores con salida analógicas, amplificador y conversión electrónica integrados, que proporcionan señales de salida que pueden evaluarse
inmediatamente.
Ejemplo típicos de señales de salida:
0… 10 V
-5V…+5V
1… 5V
0….20mA
-10…10mA
4… 20 mA

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TIPO E:
Sensores y sistemas de sensores con señal de salida estandarizada, por ejemplo, RS 232-C, RS 422-A, RS-485 o con interface a buses de datos
tales como bus de campo (profibus, bus-sensor-actuador).

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Sensores binarios y analógicos.
Los sensores binarios son sensores que convierten una magnitud física en una señal binaria, principalmente en una señal eléctrica con los estados
ON y OFF.
Los sensores analógicos son sensores que convierten una magnitud física en una señal analógica, principalmente una señal eléctrica de tensión o
de intensidad.
Sensores de longitud de distancia o desplazamiento
Sensores para movimiento lineal y rotativos
Sensores de fuerza
Sensores de presión
Sensores de par
Sensores flujo (gases y fluidos)
Sensores de caudal (para materiales sólidos)
Sensores de nivel de llenado
Sensores de temperatura
Sensores acústicos, electromagnéticos, subtancias quícas, radiaciones.