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INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL 
UNIDAD Nº I 
Generalidades de la instrumentación Industrial 
 
 
 Introducción 
 
En la actualidad se hace impensable que los procesos que se desarrollan en la industria 
moderna sean ejecutados únicamente por personas y no con elementos que ayuden a 
detectar las variables existentes a lo largo del mismo. Estos elementos si se 
relacionaran con funciones biológicas de las personas a cargo de un proceso 
cumplirían las funciones de ojos, tacto y oído, es por esta razón que se les denomina 
sensores. 
La asignatura pretende proporcionar una visión de la fase del ciclo de vida de la 
instrumentación industrial. Adquirir todos los conocimientos necesarios para el 
desarrollo de la especialidad. Para esto, se ha definido trabajar los contenidos desde 
el saber, saber hacer y saber ser. Durante el curso se revisarán los principios básicos 
de la instrumentación industrial, aplicar métodos de calibración a sensores y 
transmisores, como también la simbología propia de la asignatura. 
 
 
 
 
 
 
SEMANA 1 
 DESARROLLO 
1.Definiciones utilizadas en control industrial 
Los elementos de control utilizados en la industria poseen su propia terminología que definen las 
características de medida y de control, así como las magnitudes físicas en las que están 
involucrados. 
Estos se clasifican en Indicadores, registradores, controladores, transmisores y elementos finales 
o válvulas de control. 
Los términos empleados están unificados con propósitos de que los fabricantes, usuarios, 
organizaciones y entidades que trabajan con ellos de forma directa o indirecta en el ámbito de 
instrumentación industrial utilicen el mismo lenguaje. 
Las definiciones de los términos empleados se relacionan con las normas ANSI/ISA-S51.1-1979 
(r1993) que fueron aprobadas el 26 de mayo de 1995. 
 
Campo de medida 
El range o campo de medida es el espectro o conjunto de valores de una variable de medida que 
están comprendidos dentro de los límites superior e inferior de la capacidad de medida, de 
transmisión o recepción de un instrumento y se establece con dos valores extremos. 
Ejemplo 1: 
Un termómetro con rango de medida de 10 a 150°C 
 
Imagen. Instrumentos indicadores. (s.f). 
Recuperado de: https://www.google.cl 
 
 
 
Ejemplo 2: Un Manómetro de 0 a 300 PSI 
 
Imagen. Instrumentos indicadores. (s.f). 
Recuperado de: https://www.google.cl 
 
 
 
 
Alcance o Span 
El Span o alcance es la diferencia algebraica que existe entre los valores extremos superior e 
inferior del campo de medida del instrumento. 
Para los instrumentos anteriores sería: 
- Termómetro : 150°C 
- Manómetro : 300 PSI 
 
 
Error 
El Error es la medida de la desviación que presentan las medidas de una variable de un proceso 
con relación a las medidas teóricas o ideales establecidas, es el resultado de las imperfecciones 
de los aparatos y de las variables parásitas que afectan al proceso. 
Siendo de esta forma: 
- Error = Valor leído por el instrumento – Valor teórico o ideal de la variable de medida 
- Error Absoluto: 
- E Absoluto = Valor leído por el instrumento – Valor verdadero 
- Error Relativo: es la representación de la calidad de a medida y se expresa: 
- E relativo = E Absoluto / E Verdadero 
En caso de utilizar más de instrumento para calcular el error Total de la medición se determina 
como la raíz cuadrada de la suma algebraica de los cuadrados de los errores máximos de los 
instrumentos involucrados, quedando la siguiente expresión: 
 
 
 
Imagen. Instrumentos indicadores. (s.f). 
Recuperado de: https://www.bloginstrumentacion.com 
 
 
Incertidumbre de la medida 
la incertidumbre es la dispersión de los valores que pueden ser atribuidos razonablemente al 
verdadero valor de la magnitud medida. En el cálculo de la incertidumbre intervienen la distribución 
estadística de los resultados de series de mediciones, las características de los equipos (deriva en 
función de la tensión de alimentación o en función de la temperatura, etc.). 
Para que la comparación sea correcta, el procedimiento general es que el patrón de medida sea 
suficientemente más preciso que la del aparato que se calibra (relación 4:1 en los sensores de 
presión - ISA S37.3). 
Para el cálculo de la incertidumbre pueden seguirse varias normas: 
• ISO/IEC 17025:2005 General requirements for the competence of testing and calibration 
laboratories. 
• G-ENAC-09 Rev 1 Julio 2005: Guía para la expresión de la incertidumbre en los ensayos 
cuantitativos. CEA-ENAC-LC/02 Expresión de la Incertidumbre de Medida en las Calibraciones. 
• EAL-R2 Expression of the Uncertainty of Measurement in Calibration, 1995. 
• GUM (Guide to the expression of uncertainty in measurement), conocida tambíen como 
ISO/TC 213 N 659. 
 
 
Exactitud 
La accuracy o exactitud es la característica de un instrumento de medida por la que tiende a dar 
lecturas próximas al valor real de la magnitud medida. 
Es decir, es el grado de conformidad de un valor indicado a un valor estándar aceptado o valor 
ideal, considerando este valor ideal como si fuera verdadero. 
Ejemplo: un instrumento de temperatura para una lectura de 150°C y que posee una exactitud de 
±0.3%, el valor real de la temperatura estará entre 150 ± 0.3%, es decir 150 ± 0,45, el valor estará 
entre 150,45°C y 149,55°C. 
 
Imagen. Instrumentos indicadores. (s.f). 
Recuperado de: https://google.com 
 
Precisión 
La precisión (precision) es la cualidad de un instrumento por la que tiende a dar lecturas muy 
próximas unas a otras, es decir, es el grado de dispersión de las mismas. Un instrumento puede 
tener una pobre exactitud, pero una gran precisión. Por ejemplo, un manómetro de intervalo de 
medida de O a 10 bar, puede tener un error de cero considerable marcando 2 bar sin presión en 
el proceso y diversas lecturas de 7,049, 7,05, 7,051, 7,052 efectuadas a lo largo del tiempo y en 
las mismas condiciones de servicio, para una presión del proceso de 5 bar. Tendrá un error práctico 
de 2 bar, pero los valores leídos estarán muy próximos entre sí con una muy pequeña dispersión 
máxima de 7,052 - 7,049 = 0,003, es decir, el instrumento tendrá una gran precisión. 
Para términos prácticos una forma de representar gráficamente la diferencia entre exactitud y 
precisión sería de la siguiente manera: 
 
Imagen. Instrumentos indicadores. (2012/09). 
Recuperado de: http://roobinxd.blogspot.com 
 
 
Zona muerta 
La zona muerta (dead zone o dead band) es el campo de valores de la variable que no hace variar 
la indicación o la señal de salida del instrumento, es decir, que no produce su respuesta. Viene 
dada en tanto por ciento del alcance de la medida. 
En la siguiente imagen se puede apreciar que el instrumento no tiene respuesta entre T1 y T2 por 
lo que no tendrá lectura entre 0° y αm. 
 
 
Imagen. Instrumentos indicadores. (s.f). 
 Recuperado de: https://www.monografias.com 
Sensibilidad 
La sensibilidad (sensitivity) es la razón entre el incremento de la señal de salida o de la lectura y 
el incremento de la variable que lo ocasiona, después de haberse alcanzado el estado de reposo. 
Por ejemplo, si en un transmisor electrónico de 0-10 bar, la presión pasa de 5 a 5,5 bar y la señal 
de salida de 11,9 a 12,3 mA c.c., la sensibilidad es el cociente: 
12,3-11,9)/(20-4 (12,3-11,9)/(20-4) _ + 0,5 mA c.c./bar (5,5-5)/10 
Viene dada en tanto por ciento del alcance de la medida. Si la sensibilidad del instrumento de 
temperatura de la figura 1.3 es de + 0,05%, su valor será de 0,05 x 200 =+0,1*C. 
Hay que señalar que no debe confundirse la sensibilidad con el término de zona muerta; son 
definiciones básicamente distintas que antes era fácil confundir cuando la definición inicial de la 
sensibilidad era “valor mínimo en que se ha de modificar la variable para apreciar un cambio 
medible en el índice o enla pluma de registro de los instrumentos”. 
 
 
 
Imagen. Instrumentos indicadores. (s.f). 
Recuperado de: https://www.google.com 
 
 
 
Repetibilidad 
La repetibilidad (repeatibility) es la capacidad de reproducción de las posiciones de la pluma o del 
índice o de la señal de salida del instrumento, al medir repetidamente valores idénticos de la varia- 
ble en las mismas condiciones de servicio y en el mismo sentido de variación, recorriendo todo el 
campo. 
La repetibilidad es sinónimo de precisión. A mayor repetibilidad, es decir, a un menor valor 
numérico (por ejemplo, si en un instrumento es 0,05% y en otro es 0,005%, este segundo tendrá 
más repetibilidad), los valores de la indicación o señal de salida estarán mas concentrados, es 
decir, habrá menos dispersión y una mayor precisión. 
 
 
Imagen. Instrumentos indicadores. (s.f). Recuperado de: https://ingenieriaelectronica.org 
 
Resolución 
Es la menor diferencia de valor que el instrumento puede distinguir. En los instrumentos analógicos 
interviene el operador según donde observe la posición de la aguja, su error de paralaje en la 
lectura efectuada y la distancia entre los valores marcados en la escala. 
Por ejemplo, en un indicador de nivel de 0% a 100% graduado cada 1% de la escala, con la aguja 
indicadora, que el observador considera en la mitad entre las divisiones 52% y 53%, y que el afirma 
que es capaz de discriminar valores del 0,5%, podrá considerarse la resolución como (0,5/100) = 
0,05%. 
En los instrumentos digitales, la resolución es el cambio de valor de la variable que ocasiona que 
el dígito menos significativo se modifique. Por ejemplo, un indicador digital de temperatura en el 
que se lee 531,01°C, el dígito menos significativo es el último 1. 
 
Trazabilidad 
Propiedad del resultado de las mediciones efectuadas con un instrumento o con un patrón, tal que 
puede relacionarse con patrones nacionales o internacionales, mediante una cadena 
ininterrumpida de comparaciones y con todas las incertidumbres determinadas. 
 
 
 
Ruido 
Cualquier perturbación eléctrica o señal accidental no deseada que modifica la transmisión, 
indicación o registro de los datos deseados. Un caso especial es la interferencia de 
radiotransmisores RF (Radio Frequency Interference). 
 
Reproductibilidad 
Capacidad de reproducción de un instrumento de las medidas repetitivas de la lectura o señal de 
salida para el mismo valor de la variable medida alcanzado en ambos sentidos, en las mismas 
condiciones de servicio y a lo largo de un período de tiempo determinado. 
Por ejemplo, un valor representativo sería + 0,2% del alcance de la lectura o señal de salida a lo 
largo de un período de 30 días. 
 
 
 
2. Clases de instrumentos 
Los instrumentos de medición y de control son relativamente complejos y su función puede 
comprenderse bien si están incluidos dentro de una clasificación adecuada. Como es lógico, 
pueden existir varias formas para clasificar los instrumentos, cada una de ellas con sus propias 
ventajas y limitaciones. 
Se considerarán dos clasificaciones básicas: la primera relacionada con la función del instrumento 
y la segunda con la variable del proceso. 
 
Los tipos de instrumentos de acuerdo con su función son: 
• Instrumentos indicadores 
• Instrumentos ciegos 
• Instrumentos registradores 
• Elementos Primarios 
• Transductores 
• Transmisores 
• Convertidores 
• Controladores 
• Receptores 
• Elementos finales de control 
 
Los instrumentos indicadores 
Poseen un índice y una escala graduada en la que se puede leer el valor de la variable medida, 
dependiendo de la amplitud de escala se dividen en dos clasificaciones: Concéntricos y 
Excéntricos. Existen también indicadores del tipo digitales que muestran la variable en un 
display en forma numérica con dígitos. 
 
Imagen. Instrumentos indicadores. (s.f.). Recuperado de: https://www.monografias.com 
 
Instrumentos ciegos 
son aquellos que no tienen indicación visible de la variable. Hay que hacer notar que son 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 
https://www.monografias.com/
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. 
 
Medidor de flujo Válvula de control 
Dibujo 3. Instrumentación. (s.f.). Recuperado de: http://google.com 
 
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 de gráfico. Los registradores de gráfico circular suelen tener el 
gráfico de 1 revolución en 24 horas mientras que en los de gráfico rectangular la velocidad normal 
del gráfico es de unos 20 mm/hora. 
 Registrador Lineal Registrador Circular 
 
Dibujo 3. Instrumentación. (s.f.). Recuperado de: 
http://farm4.static.flickr.com 
Dibujo 3. Instrumentación. (s.f.). Recuperado de: 
https://static.grainger.com 
 
http://google.com/
Sensores y elementos primarios. 
Los elementos primarios están en contacto con la variable y utilizan o absorben energía del medio 
controlado para dar al sistema de medición una indicación en respuesta a la variación de la variable 
controlada. El efecto producido por el elemento primario puede ser un cambio de presión, fuerza, 
posición, medida eléctrica, etc. Por ejemplo: en los elementos primarios de temperatura de bulbo 
y capilar, el efecto es la variación de presión del fluido que los llena y en los de termopar se 
presenta una variación de fuerza electromotriz 
 
Dibujo 3. Instrumentación. (s.f.). Recuperado de: http://google.com 
Transmisores. 
Los 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. La señal neumática de 3 a 15 psi equivale 
a 0,206-1,033 bar por lo cual, también se emplea la señal en unidades métricas 0,2 a 1 bar. 
Asimismo, se emplean señales electrónicas de 1 a 5 mA c.c., de 10 a 50 mA c.c. y de O a 20 mA 
c.c., si bien la señal normalizada es de 4-20 mA c.c. 
La señal digital es la más ampliamente utilizada y es apta directamente para las comunicaciones, 
ya que utiliza protocolos estándar. 
 
 
El sensor puede formar parte integral, o no, del transmisor; el primer caso lo constituye un 
transmisor de temperatura de bulbo y capilar y el segundo un transmisor de caudal con la placa 
orificio como elemento primario. 
 
 Caso N°1 Caso N°2 
Imagen. Instrumentos indicadores. (s.f.). Recuperado de: 
https://www.google.com 
 Imagen. Instrumentos indicadores. (s.f.). Recuperado de: 
http://www.lanasarrate.es
 
 
 
LOS 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. Son transductores, un relé, un elemento primario, un transmisor, un 
convertidor PP/I (presión de proceso a intensidad), un convertidor PP/P (presión de proceso a 
señal neumática), etc. 
 
Transductor de Presión Transductor de Temperatura 
 
Dibujo 3. Instrumentación. (s.f.). Recuperado de: 
https://www.riegos-siria.comDibujo 3. Instrumentación. (s.f.). Recuperado de: 
https://images.ssstatic.com 
 
 
LOS CONVERTIDORES. 
son aparatos que reciben una señal de entrada neumática (3-15 psi) o electrónica (4-20 mA c.c.) 
procedente de un instrumento y después de modificarla (convertirla) envían la resultante en forma 
de señal de salida estándar. Ejemplo: un convertidor P/I (señal de entrada neumática a señal de 
salida electrónica, un convertidor //P (señal de entrada eléctrica a señal de salida neumática). 
 
Dibujo 3. Instrumentación. (s.f.). Recuperado de: 
http://www.sapiensman.com 
Dibujo 3. Instrumentación. (s.f.). Recuperado de: 
http://instrumentacionuc.wixsite.com 
 
CONTROLADORES. 
Los controladores comparan la variable controlada (presión, nivel, temperatura) con un valor 
deseado y ejercen una acción correctiva de acuerdo con la desviación. 
La variable controlada la pueden recibir directamente, como controladores locales o bien 
indirectamente en forma de señal neumática, electrónica o digital procedente de un transmisor. 
 
Imagen controlador. Instrumentación. (s.f.). 
 Recuperado de: http://instrumentacionuc.wixsite.com 
 
RECEPTORES. 
Los receptores reciben las señales procedentes de los transmisores y las indican o registran. 
Los receptores controladores envían otra señal de salida normalizada a los valores ya indicados 
3-15 psi en señal neumática, o 4-20 MA c.c. en señal electrónica, que actúan sobre el elemento 
final de control. 
 
Dibujo 3. Instrumentación. (s.f.). Recuperado de: http://1.bp.blogspot.com 
 
 
Elemento final de control. 
En el control eléctrico el elemento suele ser una válvula motorizada que efectúa su carrera 
completa accionada por un servomotor eléctrico. 
En el control electrónico y, en particular, en regulación de temperatura de hornos eléctricos pueden 
utilizarse rectificadores de silicio (tiristores). Estos se comportan esencialmente como bobinas de 
impedancia variable y varían la corriente de alimentación de las resistencias del horno, en la misma 
forma en que una válvula de control cambia el caudal de fluido en una tubería. 
 
 Ejemplo válvula Motorizada Circuito control de temperatura 
 
 
Imagen. Instrumentos indicadores. (08/2017). 
Recuperado de: https://marshallwnelson.comImagen. 
Instrumentos indicadores. (s.f.). Recuperado 
de:http://www.soloelectronica.net 
 
3. Clasificación En función de la variable de proceso. 
Otra forma de clasificar los instrumentos es en función de la variable, encontrando 
instrumentos de caudal, nivel, presión, temperatura, densidad y peso, humedad y punto de 
rocío, viscosidad, posición, velocidad, pH, conductividad, frecuencia, fuerza, entre otros. 
Esta clasificación está relacionada al tipo de señal medido por el instrumento, siendo 
independiente del sistema empleado en la conversión de la señal de proceso. De esta manera, 
se puede ejemplificar que un transmisor neumático de temperatura del tipo de bulbo y capilar, 
es un instrumento de temperatura aunque la medida se efectúa convirtiendo las variaciones de 
presión del fluido que llena el bulbo y el capilar; el aparato receptor de la señal neumática del 
transmisor anterior es un instrumento de temperatura, si bien, al ser receptor neumático lo 
podríamos considerar instrumento de presión, caudal, nivel o cualquier otra variable, según 
fuera la señal medida por el transmisor correspondiente. 
Asimismo, esta clasificación es independiente del número y tipo de transductores existentes 
entre el elemento primario y el instrumento final. Así ocurre en el caso de un transmisor 
electrónico de nivel de 4 a 20 mA c.c., un receptor controlador con salida de 4-20 mA c.c., un 
convertidor intensidad-presión (I/P) que transforma la señal de 4-20 mA c.c. a neumática de 3-
15 psi y la válvula neumática de control; todos estos instrumentos se consideran de nivel. 
 
Medición de nivel. 
La medición de nivel es muy importante durante un proceso, desde el punto de vista del 
funcionamiento correcto del proceso y de la consideración del balance adecuado de materias 
primas o de productos finales. 
Elemento del tipo Flotador. 
Estos instrumentos consisten en un flotador situado en el seno del líquido y conectado al 
exterior del tanque indicando directamente el nivel. La conexión puede ser directa, magnética 
o hidráulica. 
El flotador conectado directamente está unido por un cable que desliza en 
un juego de poleas a un índice exterior que señala sobre una escala graduada. Es 
el modelo más antiguo y el más utilizado en tanques de gran capacidad tales como los de 
combustible. Tiene el inconveniente de que las partes móviles están expuestas al fluido y 
pueden romperse y de que el tanque no puede estar sometido a presión. Además, el flotador 
debe mantenerse limpio. 
https://www.monografias.com/trabajos15/metodos-creativos/metodos-creativos.shtml
https://www.monografias.com/trabajos10/ejes/ejes.shtml
https://www.monografias.com/trabajos/adolmodin/adolmodin.shtml
Otro medidor de nivel es el flotador acoplado magnéticamente desliza exteriormente a largo de 
un tubo guía sellado, situado verticalmente en el interior del tanque. Dentro del tubo, una pieza 
magnética sigue al flotador en su movimiento y un cable y un juego de poleas arrastra el 
índice de un instrumento situado en la parte superior del tanque. 
 
 
 
Tubo de vidrio. 
El tubo de vidrio normal se emplea para presiones hasta 7 bar. A presiones más elevadas el 
cristal es grueso, de sección rectangular y está protegido por una armadura metálica. La 
lectura de nivel se efectúa con un cristal a reflexión o bien por transparencia. En el primer 
caso, el vidrio en contacto con el líquido está provisto de ranuras longitudinales que actúan 
como prismas de reflexión indicando la zona de líquido con un color oscuro casi negro y la 
zona superior en contacto con el vapor de color claro. 
En la lectura por transparencia empleada para apreciar el color, características o interfase del 
líquido, éste está contenido entre dos placas de vidrio planas y paralelas que permiten ver 
https://www.monografias.com/trabajos5/colarq/colarq.shtml
directamente el nivel, mejorándose la apreciación visual al acoplar una lámpara 
de iluminación al sistema. 
 
 
Para mayor seguridad, las válvulas de cierre incorporan una pequeña bola que actúa como 
válvula de retención en caso de rotura del vidrio 
Los niveles de vidrio son susceptibles de ensuciarse por las características del líquido que 
miden, impidiendo que el nivel pueda apreciarse claramente. Entre los líquidos que presentan 
este inconveniente figuran el caramelo y los líquidos pegajosos. 
El nivel de vidrio permite sólo una indicación local, si bien pueden emplearse espejos para 
lectura a distancias limitadas o bien utilizar cámaras de televisión para mayores distancias de 
transmisión. 
Su ventaja principal es la gran seguridad que ofrece en la lectura del nivel del líquido pudiendo 
controlar con ellos la lectura de los otros tipos de aparatos de nivel. 
 
 
 
 
https://www.monografias.com/trabajos11/ilum/ilum.shtml
https://www.monografias.com/trabajos37/historia-television/historia-television.shtml
Columna hidrostática. 
Las mediciones de nivel que se basan en la presión que ejerce un líquido por su altura, implican 
que la densidad sea constante. El instrumento se debe calibrar para una densidad específica y 
cualquier cambio en ella trae consigo errores de medición. 
El método más simple para medir el nivel de un líquido en un recipiente abierto, es conectar un 
medidor de presión por debajo del nivel más bajo que se va a considerar. Este nivel es, 
entonces, el de referencia y la presión estática indicada por el medidor es una medida de la 
altura de la columnadel líquido sobre el medidor, y por lo tanto del nivel del líquido. La 
simplicidad de este método no debería ser una razón para dejar de verlo. Los niveles de líquidos 
corrosivos, altamente viscosos o con sólidos en suspensión, también se pueden medir con 
medidores de presión, cuando se utilizan líquidos separadores o diafragmas. 
 
Ultrasonido. 
El sistema ultrasónico de medición de nivel se basa en la emisión de un impulso ultrasónico a 
una superficie reflectante y la recepción del eco de este en un receptor. El retardo en la 
captación del eco depende del nivel del tanque. 
https://www.monografias.com/trabajos5/estat/estat.shtml
 
 
Medición de flujo 
En la mayor parte de las operaciones realizadas en los procesos industriales y las efectuadas 
en laboratorio y plantas piloto, es muy importante la medición de los caudales de líquidos o de 
gases. 
Existen varios métodos para medir el caudal según sea el tipo de caudal volumétrico o másico 
deseado. Los medidores volumétricos determinan el caudal en volumen del fluido, bien sea 
directamente, bien indirectamente por deducción. La medida de flujo volumétrico en la 
industria se efectúa principalmente con elementos que dan lugar a una presión diferencial al 
paso del fluido. Entre estos elementos se encuentran la placa de orificio o diafragma, la tobera 
y el tubo Venturi. 
 
 
 
https://www.monografias.com/trabajos6/diop/diop.shtml
https://www.monografias.com/trabajos15/informe-laboratorio/informe-laboratorio.shtml
https://www.monografias.com/trabajos14/plantas/plantas.shtml
https://www.monografias.com/trabajos11/metods/metods.shtml
https://www.monografias.com/trabajos28/induccion-deduccion/induccion-deduccion.shtml
Medidores tipo turbina 
Los medidores de turbina consisten en un rotor que gira al paso del fluido con una velocidad 
directamente proporcional al caudal. La velocidad del fluido ejerce una fuerza de arrastre en el 
rotor; la diferencia de presiones debida al cambio de área entre el rotor y el cono posterior 
ejerce una fuerza igual y opuesta. De este modo el rotor está equilibrado hidrodinámicamente 
y gira entre los conos anterior y posterior sin necesidad de utilizar rodamientos axiales 
evitando así un rozamiento que necesariamente se produciría. 
Existen dos tipos de convertidores para captar la velocidad de la turbina. En el de reluctancia 
la velocidad viene determinada por el paso de las palas individuales de la turbina a través 
del campo magnético creado por un imán permanente montado en una bobina captadora 
exterior. El paso de cada pala varía la reluctancia del circuito magnético. Esta variación 
cambia el flujo induciendo en la bobina captadora una corriente alterna que, por lo tanto es 
proporcional al giro de la turbina. 
En el tipo inductivo el rotor lleva incorporado un imán permanente y el campo magnético 
giratorio que se origina induce una corriente alterna en la bobina captadora exterior. 
En ambos casos, la frecuencia que genera el rotor de turbina es proporcional al caudal siendo 
del orden de 250 a 1200 ciclos por segundo para el caudal máximo. 
 
 
 
 
https://www.monografias.com/trabajos12/magne/magne.shtml#ca
https://www.monografias.com/trabajos10/riel/riel.shtml#corr
Placa de Orificio 
La placa de orificio o diafragma consiste en una placa perforada instalada en la tubería. Dos 
tomas conectadas en la parte anterior y posterior de la placa, captan esta presión diferencial la 
cual es proporcional al cuadrado del caudal. A continuación, se explican los diferentes tipos de 
tomas: 
El orificio de la placa puede ser concéntrico, excéntrico o segmental, con un pequeño orificio 
de purga para los pequeños arrastres sólidos o gaseosos que pueda llevar el fluido. Los dos 
últimos diafragmas permiten medir caudales de fluidos que contengan una cantidad pequeña 
de sólidos y de gases. La precisión obtenida con la placa es del orden de + 1 a + 2 % 
 
 
Tubo Venturi 
El tubo Venturi permite la medición de caudales 60 % superiores a los de la placa orificio en 
las mismas condiciones de servicio y con una pérdida de carga de sólo 10 a 20 % de la 
presión diferencial. Posee una gran precisión y permite el paso de fluidos con un porcentaje 
relativamente grande de sólidos, si bien, los sólidos abrasivos influyen en su forma afectando 
la exactitud de la medida. El costo del tubo Venturi es elevado, del orden de 20 veces el de un 
diafragma y su precisión es del orden de + 075 %. 
 
 
Tubo Annubar 
El tubo Annubar es una innovación del tubo Pitot y consta de dos tubos, el de presión total y el 
de presión estática. El tubo que mide la presión total está situado a lo largo de un diámetro 
transversal de la tubería y consta de varios orificios de posición crítica determinada 
por computadora, que cubren cada uno la presión total en un anillo de área transversal de la 
tubería. Estos anillos tienen áreas iguales. En tuberías de tamaño mayor que 1" se dispone en 
el interior del tubo otro que promedia las presiones obtenidas en los orificios. 
El tubo que mide la presión estática se encuentra detrás del de presiciónn total con su orificio 
en el centro de la tubería y aguas abajo de la misma. El tubo Annubar es de mayor precisión 
que el tubo Pitot, del orden de 1-3 %, tiene una baja pérdida de carga y se emplea para la 
medida de pequeños o grandes caudales de líquidos y de gases. 
 
 
https://www.monografias.com/trabajos34/innovacion-y-competitividad/innovacion-y-competitividad.shtml
https://www.monografias.com/trabajos15/computadoras/computadoras.shtml
Medición de temperatura 
La medida de temperatura constituye una de las mediciones más comunes y más importantes 
que efectúan en los procesos industriales. Las limitaciones del sistema de medida quedan 
definidas en cada tipo de aplicación por la precisión, por la velocidad de captación de la 
temperatura, por la distancia entre el elemento de medida y el aparato receptor y por el tipo de 
instrumento indicador, registrador o controlador necesarios; es importante señalar que es 
esencial una comprensión clara de los distintos métodos de medida con sus ventajas y 
desventajas propias para lograr una selección óptima del sistema más adecuado. 
Los instrumentos de temperatura utilizan diversos fenómenos que son influidos por la 
temperatura y entre los cuales figuran: 
a) Variaciones en volumen o en estado de los cuerpos (sólidos, líquidos o gases); 
b) Variación de resistencia de un conductor (sondas de resistencia); 
c) Variación de resistencia de un semiconductor (termistores); 
d) f.e.m. creada en la unión de dos metales distintos (termopares); 
e) Intensidad de la radiación total emitida por el cuerpo (pirómetros de radiación); 
f) otros fenómenos utilizados en laboratorio (velocidad del sonido en un gas, frecuencia de 
resonancia de un cristal, etc.). 
Termopar 
El termopar se basa en el efecto descubierto por Seebeck en 1821, de la circulación de una 
corriente en un circuito formado por dos metales diferentes cuyas uniones (unión de medida o 
caliente y unión de referencia o fría) se mantienen a distinta temperatura. Esta circulación de 
corriente obedece a dos efectos termoeléctricos combinados, el efecto Peltier que provoca la 
liberación o absorción de calor en la unión de dos metales distintos cuando una corriente circula 
a través de la unión y el efecto Thomson que consiste en la liberación o absorción de calor 
cuando una corriente circula a través de un metal en el que existe un gradiente de temperatura. 
La combinación de los dos efectos, de Peltier y de Thomson, es la causa de la circulación de 
corriente al cerrar el circuito en el termopar. Estudios realizados sobre el comportamiento de 
termopares ha permitido establecer tres leyes fundamentales: 
https://www.monografias.com/trabajos10/restat/restat.shtml
https://www.monografias.com/trabajos10/coma/coma.shtml
https://www.monografias.com/trabajos5/elso/elso.shtml
https://www.monografias.com/trabajos15/transf-calor/transf-calor.shtmlhttps://www.monografias.com/trabajos4/leyes/leyes.shtml
Tipos de termopares: 
Termopar tipo E de cromel-constantán puede usarse en vacío o en atmósfera inerte o 
medianamente oxidante o reductora. Este termopar posee la fe.m. más alta por variación de 
temperatura, y puede usarse para las temperaturas entre - 200 a +900oC. 
Termopar tipo T de cobre-constantán, tiene una elevada resistencia a la corrosión por humedad 
atmosférica o condensación y puede utilizarse en atmósferas oxidantes o reductoras. Se 
prefiere generalmente para las medidas de temperatura entre - 200 a +260oC. 
Termopar tipo J de hierro-constantán, es adecuado en atmósferas con escaso oxígeno libre. La 
oxidación del hilo de hierro aumenta rápidamente por encima de 550oC, siendo necesario un 
mayor diámetro del hilo hasta una temperatura límite de 750oC. 
Termopar tipo K de cromel-alumel se recomienda en atmósferas oxidantes y a temperaturas de 
trabajo entre 500 y 1250ºC. No debe ser utilizado en atmósferas reductoras ni sulfurosas a 
menos que esté protegido con un tubo de protección. 
Termopares tipo R, S y E de Pt-Pt/Rh se emplean en atmósferas oxidantes y temperaturas de 
trabajo hasta 1500oC. Si la atmósfera es reductora, el termopar debe protegerse con un tubo 
cerámico estanco. 
 
 
Dibujo 3. Tipos de termopares (s.f.). Recuperado de: https://www.google.com 
 
 
https://www.monografias.com/trabajos13/tramat/tramat.shtml#COBRE
https://www.monografias.com/trabajos/metalprehis/metalprehis.shtml
https://www.monografias.com/trabajos14/falta-oxigeno/falta-oxigeno.shtml
 
RTD 
La medida de temperatura utilizando sondas de resistencia depende de las características de 
resistencia en función de la temperatura que son propias del elemento de detección. El elemento 
consiste usualmente en un arrollamiento de hilo muy fino del conductor adecuado bobinado 
entre capas de material aislante y protegido con un revestimiento de vidrio o de cerámica. 
El material que forma el conductor se caracteriza por el llamado que expresa a una temperatura 
especificada, variación de la resistencia en ohmios del conductor por cada grado que cambia 
su temperatura. 
Los materiales que se usan normalmente en las sondas de resistencia son el platino y el níquel. 
El platino es el material más adecuado desde el punto de vista de precisión y de estabilidad, 
pero presenta el inconveniente de su costo. En general la sonda de resistencia de platino 
utilizada en la industria tiene una resistencia de 100 ohmios a 0oC. 
El níquel es más barato que el platino y posee una resistencia más elevada con una mayor 
variación por grado, sin embargo, tiene como desventaja la falta de linealidad en su relación 
resistencia-temperatura y las variaciones que experimenta su coeficiente de resistencia según 
los lotes fabricados. 
El cobre tiene una variación de resistencia uniforme, es estable y barato, pero tiene el 
inconveniente de su baja resistividad. 
Las bobinas que llevan arrollado el hilo de resistencia están encapsuladas situadas dentro de 
un tubo de protección o vaina de material adecuado al fluido del proceso. 
La variación de resistencia de las sondas es medida con un puente de Wheatstone dispuesto 
en montajes denominados de dos hilos, de tres hilos o de cuatro hilos, según sean los hilos de 
conexión de la sonda de resistencia al Puente. 
En el montaje de dos hilos la sonda de resistencia se conecta a uno de los brazos del Puente. 
Es el montaje más sencillo, pero presenta el inconveniente de que la resistencia de los hilos a 
y b de conexión de la sonda al puente varía cuando cambia la temperatura, y esta variación 
falsea por lo tanto la indicación; aunque estos hilos sean de baja resistencia y ésta sea conocida, 
https://www.monografias.com/trabajos14/ladrillocolomb/ladrillocolomb.shtml
las longitudes que puede haber en campo entre la sonda y el panel donde está el instrumento 
receptor, añaden una cierta resistencia al brazo de la sonda. 
El montaje de dos hilos se emplea, pues, con resistencias moderadas del hilo de conexión y 
cuando la lectura no necesita ser demasiado exacta. 
El montaje de tres hilos es el más utilizado en la práctica. En este circuito la sonda está 
conectada mediante tres hilos al puente. De este modo, la medida no es afectada por la longitud 
de los conductores ni por la temperatura, ya que ésta influye a la vez en dos brazos adyacentes 
del puente, siendo la única condición que la resistencia de los hilos a y b sea exactamente la 
misma. 
Hace un tiempo se utilizaba un instrumento de bobinas cruzadas en lugar de un galvanómetro 
y en montaje de tres hilos para eliminar las variaciones de resistencia de las líneas de conexión. 
El instrumento dispone de una resistencia de calibración que inicialmente equivale a la 
resistencia de medida. De este modo, por ambas bobinas pasa la misma corriente, 
compensándose sus efectos y permaneciendo estacionario el índice. Al elevarse la temperatura 
de la sonda crece su resistencia, desequilibrando el instrumento y señalando el índice un nuevo 
valor proporcional al aumento de temperatura de la sonda. 
El montaje de cuatro hilos se utiliza para obtener la mayor precisión posible en la medida, como 
es el caso de calibración de patrones de resistencia en laboratorio. Se basa en efectuar dos 
mediciones de la resistencia de la sonda combinando las conexiones de modo tal que la sonda 
pase de un brazo del puente al adyacente. De este modo se compensan las resistencias 
desiguales de los hilos de conexión y el valor de la resistencia equivale al promedio de los 
valores determinados en las dos mediciones. 
 
 
 
La distancia entre el termistor y el instrumento de medida puede ser considerable siempre que 
el elemento posea una alta resistencia comparada con la de los cables de unión. La corriente 
que circula por el termistor a través del circuito de medida debe ser baja para garantizar que la 
variación de resistencia del elemento sea debida exclusivamente a los cambios de 
temperatura del proceso. 
Los termistores encuentran su principal aplicación en la medición, la compensación y el control 
de temperatura, y como medidores de temperatura diferencial. 
 
Pirómetros ópticos (radiación). 
Los pirómetros de radiación se fundamentan en la ley de Stefan-Boltzman, que dice que la 
intensidad de energía radiante emitida por la superficie de un cuerpo aumenta 
proporcionalmente a la cuarta potencia de la temperatura absoluta del cuerpo, es decir, W 
= KT4. Desde el punto de vista de medición de temperaturas industriales, las longitudes de 
onda térmicas abarcan desde 0.1 micras para las radiaciones ultravioletas, hasta 12 micras 
para las radiaciones infrarrojas. La radiación visible ocupa un intervalo entre la longitud de 
onda de 0.45 micras para el valor violeta hasta 0.70 micras para el rojo. 
Los pirómetros de radiación miden, pues, la temperatura de un cuerpo a distancia en función 
de su radiación. Los instrumentos que miden la temperatura de un cuerpo en función de la 
radiación luminosa que éste emite, se denominan pirómetros ópticos de radiación.
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 Conclusión 
 
 
En los contenidos tratados en este primer material de estudio, se pudo tener el primer 
acercamiento a las definiciones más comunes que se pueden encontrar al hablar de 
automatización y a los elementos componentes de los sistemas de automatización y 
control de proceso, se relacionaron las magnitudes con las que trabajan y como éstos 
son capaces de observar las variables. 
 
Haciendo una síntesis se podría establecer que un elemento primario en instrumentación 
es el equivalente a un sensor si se tratase de generalizar. 
 
Los controladores o centrales de procesamiento son unidades diseñadas para tomar 
decisiones en base a parámetros previamente establecidos y ejecutan correcciones a 
través de los elementos finales o actuadores, formando un sistema de control de un 
proceso determinado.La interacción de los elementos antes descritos queda reflejados en el siguiente 
diagrama. 
 
 
 
 
 
 
 
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Dibujo 3. Instrumentación. (s.f.). Recuperado de: https://www.monografias.com 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Bibliografía 
 
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