Tarea 1 Investigación Instrumentación

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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE LA LAGUNA 
TAREA 1. INVESTIGACIÓN 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
INSTRUMENTACIÓN 
Ingeniería Mecatrónica Semestre 6 
Alumno: Christian Enrique González Robles No. Control: 19131206 
 
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 Conceptos básicos de la instrumentación 
Instrumentación industrial: 
La instrumentación industrial es el conjunto de elementos que son utilizados para realizar 
diferentes actividades y funciones dentro de un proceso que se lleve a cabo en una empresa. Para 
ejecutar estas actividades es necesario contar con individuos que tengan experiencia y 
conocimiento de los equipos que se necesitan utilizar para garantizar la realización de un buen 
trabajo. 
Inicialmente los primeros sistemas de instrumentación eran operados manualmente por un 
usuario utilizando en su mayoría los sistemas heurísticos, con el paso del tiempo se ha podido 
gracias a los avances en electrónica y mecánica llevar la instrumentación a escala industrial con la 
introducción de los primeros servomotores y controladores industriales. 
Heurística: 
Se conoce como heurística al arte de inventar o crear por parte de los seres humanos, con la 
intención de desarrollar estrategias, métodos o ideas para la resolución de problemas a través de 
la creatividad y el pensamiento. 
Electrónica: 
Estudio y aplicación del comportamiento de los electrones en diversos medios, como el vacío, 
los gases y los semiconductores, sometidos a la acción de campos eléctricos y magnéticos. 
Mecánica: 
Es la subrama de la física que se encarga del estudio del comportamiento de 
cuerpos macroscópicos cuando se les aplican fuerzas externas a ellos. 
Servomotor: 
Es un dispositivo eléctrico autónomo que gira partes de una 
máquina con alta eficiencia y con gran precisión. 
Controladores industriales: 
Son equipos o sistemas que permiten automatizar procesos para 
mejorar tiempos de ejecución, bajar tasas de fallo y operar en 
ambientes peligrosos, sin la necesidad de la intervención humana. 
Importancia de las variables físicas en los procesos industriales 
Una variable en un proceso es una condición física o química que es de interés medir y controlar, 
ya que puede alterar la producción o manufactura dentro de ese mismo proceso o puede regir 
ciertos parámetros que a la postre lo afectan. En la instrumentación industrial se consideran las 
siguientes variables como las principales: 
Presión: 
El término presión se refiere a la cantidad de fuerza ejercida sobre unidad de área. En procesos 
industriales por lo general se hace alusión a este término refiriéndose a la fuerza ejercida por un 
fluido, ya sea un líquido o un gas, sobre la superficie del contenedor que lo encierra. 
Existen muchas razones por las cuales en un determinado proceso se debe medir presión. 
 
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La calidad del producto frecuentemente depende de ciertas presiones que se deben mantener en 
un proceso, o, por seguridad, en recipientes presurizados donde no debe exceder un valor máximo 
dado por las especificaciones del diseño, también en aplicaciones de 
medición de nivel. 
Temperatura: 
La temperatura es una de las variables más usadas en la industria de 
control de procesos y básica para medición y control de flujo, así 
como de la densidad, entre otros. Su medición y control, son vitales 
para asegurar uniformidad en la calidad de los productos terminados 
y mantenerse dentro de los límites seguros en operaciones que 
tengan riesgos de fuego y/o explosión. 
Nivel: 
Su aplicación más frecuente es la medición del volumen de líquidos, 
aunque también se puede emplear en almacenamiento de materiales 
sólidos. 
Generalmente su utilidad proviene del control y la medición para evitar que un líquido se derrame, 
la medición de nivel de un depósito como puede ser un tanque o una cisterna, el control de 
contenido corrosivo, abrasivo, en altas presiones, radiactivo, entre otros. 
Flujo: 
Es la cantidad de fluido que atraviesa determinado punto en un sistema sobre unidad de tiempo. 
Normalmente se identifica con el flujo volumétrico o másico que pasa por un área dada en una 
unidad de tiempo. Las aplicaciones van desde las más sencillas, como la medición de flujo de agua 
en estaciones de tratamiento y residencias, hasta medición de gases industriales y combustibles, 
pasando por mediciones más complejas dadas las condiciones o requerimientos del proceso al que 
serán sometidos o expuestos dichos fluidos. 
Criterios para la clasificación de instrumentos 
 
Se considerarán dos clasificaciones básicas: la primera relacionada con la función del instrumento 
como tal y la segunda con la variable del proceso. 
En función del instrumento: 
 
Instrumentos ciegos: Son aquellos que no tienen indicación visible de la variable. Se consideran 
como ciegos los instrumentos de alarma, tales como presostatos y termostatos (interruptores de 
presión y temperatura respectivamente) que poseen una escala exterior con un índice de 
selección de la variable, ya que sólo ajustan el punto de disparo del interruptor o conmutador al 
cruzar la variable el valor seleccionado. Son también instrumentos ciegos los transmisores de 
caudal, presión, nivel y temperatura sin indicación. 
 
Instrumentos indicadores: Disponen de un índice y de una escala graduada en la que puede 
leerse el valor de la variable. Según la amplitud de la escala se dividen en indicadores concéntricos 
 
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y excéntricos. Existen también indicadores digitales que muestran la variable en 
forma numérica con dígitos. 
 
Instrumentos registradores: Registran con trazo continuo o a puntos 
la variable, y pueden ser circulares o de gráfico rectangular o 
alargado según sea la forma del gráfico. 
 
Sensores: Captan el valor de la variable de proceso y envían una 
señal de salida predeterminada. El sensor puede formar parte de otro 
instrumento (por ejemplo, un transmisor) o bien puede estar separado. 
También se les denomina detector. 
 
Transmisores: Captan la variable de proceso a través del elemento primario y la transmiten a 
distancia en forma de señal neumática de margen 3 a 15 psi (libras por pulgada cuadrada) o 
electrónica de 4 a 20 mA de corriente continua o digital. 
 
Transductores: Reciben una señal de entrada función de una o más cantidades físicas y la 
convierten modificada o no a una señal de salida, es decir, convierten la energía de entrada de una 
forma a energía de salida en otra forma. 
 
En función de la variable de proceso: 
 
Expresados en función de la variable del proceso, los instrumentos 
se dividen en instrumentos de 
caudal, nivel, presión, temperatura, densidad y peso específico, 
humedad y punto de rocío, viscosidad, posición, velocidad, pH, 
conductividad, frecuencia, fuerza, turbidez, etc. 
 
Esta clasificación corresponde específicamente al tipo de las 
señales medidas por el instrumento siendo independiente del 
sistema empleado en la conversión de la señal de proceso. 
De este modo, un transmisor electrónico o digital de temperatura del tipo de bulbo y capilar es un 
instrumento de temperatura a pesar de que la medida se efectúa convirtiendo las variaciones de 
presión del fluido que llena el bulbo y el capilar; el aparato receptor de la señal electrónica o 
digital del transmisor anterior es un instrumento de temperatura, si bien, al ser receptor 
electrónico o digital lo podríamos considerar instrumento de presión, caudal, nivel o cualquier otra 
variable, según fuera la señal medida por el transmisor correspondiente; un registrador 
potenciométrico puede ser un instrumento de temperatura, de conductividad o de velocidad, 
según sean las señales medidas por los elementos primarios de termopar, electrodos o dínamo. 
 
En la designación del instrumento se utilizan, en el lenguaje común, las dos clasificaciones 
expuestas anteriormente. Y de este modo, se consideraninstrumentos tales como transmisores 
ciegos de presión, controladores registradores de temperatura, receptores indicadores de nivel, 
receptores controladores registradores de caudal, etc.