INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL
La importancia adquirida por los sistemas de instrumentación y control se manifiesta a través de su influencia en el avance de la Ingeniería y las ciencias. Aparecen como fundamentales en los distintos procesos de producción e industriales de todo tipo, en sistemas de medición, en vehículos terrestres, marítimos y aéreos, en naves espaciales, en medicina; así como en la generación, transmisión y distribución de energía eléctrica, entre otros. En consecuencia, resulta utópico imaginar cualquier tipo de desarrollo tecnológico sin la intervención del control de sus variables y la instrumentación necesariamente asociada a la medición de dichas variables. Si retrocedemos tan solo tres décadas y comparamos los instrumentos, sensores y tecnologías de implementación de lazos de control disponibles de esa época con las utilizadas actualmente, entendemos fácilmente que no es aleatorio que importantes firmas internacionales se dediquen al desarrollo de nuevas estrategias y tecnologías de control, como así también a la instrumentación asociada; lo cual nos permite afirmar que la instrumentación y el control son hoy una herramienta indispensable para lograr productos de excelente calidad, al menor costo, minimizando materia prima, desperdicios y contaminación al medio ambiente. Es por esta notable razón que la materia Instrumentación, como integrante del plan de estudios de la carrera de Ingeniería Eléctrica, ocupa un lugar primordial en la formación de los estudiantes de Ingeniería. La asignatura requiere conocimientos que se dictan en: Electrónica I, Física I y II, Análisis I y II.
Objetivos de la materia.
El objetivo de la materia es lograr que los alumnos:
Puedan interpretar las nomenclaturas y/o lenguajes utilizados en la Instrumentación Industrial. Poder interpretar un P&I (esquema de proceso e instrumentación). Puedan aplicar conocimientos previamente logrados y adquirir nuevos para Interpretar los mecanismos intervinientes en la medición de una variable física. Estén informados de los principios y teorías de los distintos sistemas de medición y puedan discernir cual o cuales de los métodos es el más adecuado para realizar la medición de una variable determinada. Conozcan los distintos elementos finales de control, en especial las válvulas de control, desempeño, ventajas y desventajas, como así también el cálculo de las mismas. Posean al final del curso los conocimientos necesarios para comprender y aportar soluciones frente a un problema de instrumentación. PROGRAMA ANALITICO INSTRUMENTACION
Capítulo 01: Nomenclaturas
1–1. Definiciones generales: -
Campo de medición Alcance
- Error - Incertidumbre de medición - Exactitud - Precisión - Sensibilidad - Repetibilidad - Histéresis 1-2. Clases de instrumentos: - En función del instrumento - En función de la variable de proceso 1-3. Código de identificación de instrumentos 1-4. Introducción a sensores y transductores Capítulo 02: Transmisores 2-1. Transmisores neumáticos: - Transmisores de equilibrio de fuerzas - Transmisores de equilibrio de movimientos - Transmisores de equilibrio de momentos 2-2. Transmisores electrónicos: - Transmisores de equilibrio de fuerzas - Detector de posición de inductancia - Transformador diferencial - Transmisores digitales - Transmisores inteligentes 2-3. Comparación de transmisores -
Ventajas y desventajas de cada uno.
Capítulo 03: Medición de Temperatura. 3-1. Conceptos físicos generales 3-2. Unidades. 3-3. Termómetros de bulbo y capilar
3-4. Termómetros de resistencia 3-5. Termoresistencias. 3-6. Termopares Efectos: Thomson, Portier y Seebeck Leyes, curvas y tablas. 3-7. Termistores 3-8. Sensores lineales en circuitos integrados -
Salida de tensión ó de corriente.
3-9. Vainas de protección -
Tipos de vainas Selección de vainas
Capítulo 04: Medición de esfuerzos y deformaciones 4-1. Principios físicos generales Esfuerzos normales Esfuerzos tangenciales o de corte - Esfuerzos multiaxiales - Deformación de Poisson 4-2. Mediciones con Strain-Gages 4-3. Mediciones con Bandas Extensométricas metálicas 4-5. Mediciones con Bandas Extensométricas semiconductoras. 4-6. Acondicionamiento de la señal 4-7. Medición de Fuerzas y de Peso - Celdas de carga - Captor basado en flexión - Captor basado en esfuerzo de corte - Captor basado en compresión Capítulo 05: Sensores de movimiento
5-1. Medición de grandes distancias (informativo) - Radar - Ultrasonido - Láser - GPS. 5-2. Medición de distancias pequeñas - Método resistivo - Método óptico - Métodos inductivos ( LDT y LVDT) - Método inductivo de alta precisión - Métodos capacitivos. 5-3. Medición de ángulos - Transductores capacitivos - Codificadores incrementales y absolutos - Idea acerca de Sincros Capitulo 06: Detectores de proximidad 06-1. Inductivos 06-2. Capacitivos. 06-3. Fotoeléctricos. 06-4. Efecto Hall. 06-5. Radiación. 06-6- Comparación de sensores de proximidad. Capítulo 07: Medidas de Presión 07-1. Principios físicos generales 07-2. Unidades y clases de presión 07-3. Transductores para presiones > a 1 Atm. -
Sensores Convertidores
Dispositivos obtenibles a nivel comercial. 07-4. Transductores para presiones < a 1 Atm. Transductores por ionización Transductores térmicos 07-5. Consideraciones en la instalación mecánica. 07-6. Consideraciones en la instalación eléctrica. 07-7. Calibración de los transductores de presión. -
Distintos tipos de calibradores.
Capítulo 08: Medidas de Caudal 08-1. Principios físicos generales 08-2. Medición de caudal de gases. 08-3. Medición de caudal de sólidos 08-4. Medición de caudal de líquidos 08-5. Medidores basados en presión diferencial -
Placa orificio
-
Tubo Pitot
Tubo Annubar Venturi 08-6. Medidor magnético 08-7. Medidor de Coriolis 08-8. Medidores de área variable (rotámetros) 08-9. Medidores de desplazamiento positivo 08-10. Comparación de características de los medidores de caudal.
Capítulo 09: Medición de Nivel 09-1. Conceptos físicos generales 09-2. Medidores de nivel de líquidos Distintos tipos 09-3. Medidores de nivel de sólidos -
Distintos tipos.
Capítulo 10: Elementos finales de control 10-1.Válvulas de control Generalidades Tipos de válvulas Partes componentes de válvulas Servomotores Posicionadores 10-2.Dimensionamiento de la válvula. Coef. Cv. y Kv. Capítulo 11: Medición de Humedad y Punto de Rocío. 11-1. Humedad en aire y gases. 11-2. Humedad en sólidos. 11-3. Punto de rocío.