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MANUAL DE PROCEDEMIENTOS DE PRÁCTICAS

LABORATORIO SENSORES Y TRANSDUCTORES

CARRERA INGENIERÍA ELECTRÓNICA

SEDE QUITO

Elaborado por: William Oñate

Revisado por: Ing. Walter Taipe

Aprobado por:

Fecha de Elaboración 28/10/2013

Fecha de Revisión Enero 2014

Número de Resolución Consejo de Carrera:

DATOS INFORMATIVOS

a. MATERIA / CÁTEDRA RELACIONADA: Sensores y Transductores

b. No. DE PRÁCTICA: Primera

c. NÚMERO DE ESTUDIANTES POR MÓDULO: Tres

d. NOMBRE INSTRUCTOR:

e. TIEMPO ESTIMADO: 2 horas

DATOS DE LA PRÁCTICA

a. TEMA:

FAMILIARIZACIÓN CON EL EQUIPO DEL LABORATRIO (SENSORES Y TRANBSDUCTORES) b. OBJETIVO GENERAL

Cuando haya completado esta práctica usted habrá aprendido:

A reconocer y distinguir diferentes tipos de sensores y la aplicabilidad en la industria.

c. OBJETIVOS ESPECIFICOS: Para culminar esta actividad usted deberá:

Leer la información teórica de sensores y transductores, impartida en clase.





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Realizar la caracterización de los diferentes tipos de sensores de proximidad presentes en el laboratorio.

d. MARCO TEÓRICO:

Introducción En los procesos industriales como: química, petroquímica, alimenticia, metalúrgica, energética, textil, papel, etc. Es necesario controlar y mantener constantes algunas magnitudes(variables físicas), tales como la presión, el caudal, el nivel, la temperatura, el pH, la conductividad, la velocidad, la humedad, el punto de rocío, etcétera. La medición de estas variables se realiza por medio de un sensor, pero, el que al final entrega un resultado “comprensible” es un instrumento, mismo que se encuentra en las instalaciones industriales. Los instrumentos de medición y control permiten el mantenimiento y la regulación de estas constantes en condiciones más idóneas que las que el propio operador podría realizar.

Clases de instrumentos

Se considerarán dos clasificaciones básicas: la primera relacionada con la función del instrumento y la segunda con la variable del proceso.

En función del instrumento Instrumentos ciegos.- son aquellos que no tienen indicación visible de la variable, tales

como presostatos y termostatos (interruptores de. presión y temperatura respectivamente), poseen un 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 análoga o

digital en la que puede leerse el valor de la variable.

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.

Los elementos primarios.- Se encuentran en contacto con la variable y utilizan o

absorben energía del medio controlado para dar al sistema de medición una indicación en





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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.

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) equivalente en unidades métricas de 0,2 a 1 bar (0,2 a 1 kg/cm2) o electrónica de 4 a 20 mA de corriente continua. Asimismo, se emplean señales electrónicas de 1 a 5 mA c.c., de 10 a 50 mA C.c. y de 0a 20 mA cc, si bien la señal normalizada es de 4-20 mA c.c. La señal digital utilizada en algunos transmisores inteligentes es apta directamente para ordenador. El elemento primario puede formar o no parte integral del transmisor.

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. Son transductores, un relé, un elemento primario, un transmisor, un convertidor PP/1 (presión de proceso a intensidad), un convertidor PP/ P (presión de proceso a señal neumática), etc.

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 envían la resultante en forma de señal de salida estándar. Ejemplo: un convertidor P/1 (señal de entrada neumática a señal de salida electrónica, un convertidor I/P (señal de entrada eléctrica a señal de salida neumática). Conviene señalar que a veces se confunde convertidor con transductor. Este último término es general y no debe aplicarse a un aparato que convierta una señal de instrumentos.

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.

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.





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El elemento final de control.- Recibe la señal del controlador y la modifica.

En el control eléctrico el elemento suele ser una válvula motorizada que efectúa su carrera completa accionada por un servomotor eléctrico.

En función de la variable de proceso

De acuerdo con 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 siendo independiente del sistema empleado en la conversión de la señal de proceso. En la figura 1 se muestra los instrumentos de campo y de panel; la primera designación incluye los instrumentos locales situados en el proceso o en sus proximidades (es decir, en tanques, tuberías, secadores, etc.) mientras que la segunda se refiere a los instrumentos montados en paneles, armarios o pupitres situados en salas aisladas o en zonas del proceso.

Fig.1: Clases de Instrumentos





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Código de identificación de instrumentos

Para designar y representar los instrumentos de medición y control se emplean normas muy variadas que a veces varían de industria en industria, como por ejemplo la Sociedad de Instrumentos de Estados Unidos, ISA (Instrument Society of America) cuyas normas tienen por objeto establecer sistemas de designación (código y símbolos) de aplicación a las industrias químicas, petroquímicas, aire acondicionado, etc. Ejemplo que se muestra con la Norma ISA-55.1-84 y su tabla1 de identificación.

Tabla1: Letras de Identificación





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- IR: Indicador de radio actividad. - MR: registrador de humedad. - PSV: Válvula de seguridad de presión o vacío - FFRT-3: Transmisor- registrador de relación de caudales en el bucle 3. - FFS-124A: Interruptor de alarma de relación de caudales, primero del bucle 124. - FFS-124B: Interruptor de alarma de relación de caudales, segundo del bucle124. - ZSL-208: Luz piloto para seguridad de velocidad o frecuencia en el bucle 208.

e. MARCO PROCEDIMENTAL:

Práctica 1: Identificación de sensores

Conozca, analice e investigue las características principales de los diferentes tipos de sensores que se encuentran en el laboratorio anote los resultados en las tablas sección (g) de la práctica 1, Identifique los siguientes sensores:

1. SENSOR MAGNÉTICO DE PROXIMIDAD

D: SUE-MIB-SI-SIB 376104

2. SENSOR INDUCTIVO ANALOGICO DE DISTANCIA

D: ER-SIEA-M30-SIBU 184117X806

3. SENSOR ULTRA SONICO DE DISTANCIA

D: ER-SLUA-M30-SIBU 177469X106

4. SENSOR CAPACITIVO

D: ER-SKE-M12-PP-SIBU 177470X106

5. SENSOR ÓPTICO ANALÓGICO DE DISTANCIA

D: ER-SOEA-RT-L-SIBU 167051X006

6. SENSOR MAGNETICO SIN CONTACTO

D: ER-SMTO-PP-SIBU 167055

7. UNIDAD ROTATIVA

D: ER-DE-FP1110-SIBU 167097 SERIE X1

8. SENSOR DE PROXIMIDAD

D: SMTO-1-PS-S-LED-24C 151685

9. SENSOR DE PROXIMIDAD





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D: -1-S-LED-284 150848

10. SENSOR ÓPTICO DE BARRERA DE LUZ

D: ER-SOE-S-Q-PP-SIBU 167064WN06

11. UNIDAD DE SENSOR ÓPTICO DIFUSO

D: ER-SOE-S-Q-PP-SIBU 167068

12. UNIDAD DE SENSOR ÓPTICO RETRO-REFLECTIVO


13. UNIDAD DE SENSOR ÓPTICO DE BARRERA RECEPTOR


14. SENSOR OPTOELECTRÓNICO

SOEG-L-Q30-P-AK-2L 167067

15. OTRO.

Así también tome fotografías de los dispositivos e indique sus partes, adjunte en la sección (g).

f. RECURSOS UTILIZADOS (EQUIPOS, ACCESORIOS Y MATERIAL CONSUMIBLE)

Sensores del laboratorio.

Computadora con acceso a internet.

Dispositivo para la toma de fotografías.





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g. REGISTRO DE RESULTADOS

SENSOR MAGNÉTICO DE PROXIMIDAD D: SUE-MIB-SI-SIB 376104

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Tabla1 de resultados

SENSOR MAGNÉTICO DE PROXIMIDAD

Características

Tensión

Consumo de energía

Salida de tensión

Salida de corriente

Resistencia de carga

Rango de medición

Temperatura ambiente

Frecuencia de medición

Error de temperatura

Error de linealidad

Repetitividad

Precisión

Histéresis

Alcance

Peso





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Aprobado por:




SENSOR INDUCTIVO ANALOGICO DE DISTANCIA D: ER-SIEA-M30-SIBU 184117X806

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SENSOR INDUCTIVO ANALOGICO DE DISTANCIA

Características

Tensión

Consumo de energía

Salida de tensión

Salida de corriente


Rango de medición




Error de linealidad

Repetitividad

Precisión

Histéresis

Alcance

Peso





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Aprobado por:




SENSOR ULTRA SONICO DE DISTANCIA D: ER-SLUA-M30-SIBU 177469X106

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SENSOR ULTRA SONICO DE DISTANCIA Características

Tensión

Consumo de energía

Salida de tensión

Salida de corriente


Rango de medición




Error de linealidad

Repetitividad

Precisión

Histéresis

Alcance

Peso





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Aprobado por:




SENSOR CAPACITIVO D: ER-SKE-M12-PP-SIBU 177470X106

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SENSOR CAPACITIVO Características

Tensión

Consumo de energía

Salida de tensión

Salida de corriente


Rango de medición




Error de linealidad

Repetitividad

Precisión

Histéresis

Alcance

Peso





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Aprobado por:




SENSOR ÓPTICO ANALÓGICO DE DISTANCIA D: ER-SOEA-RT-L-SIBU 167051X006

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SENSOR ÓPTICO ANALÓGICO DE DISTANCIA

Características

Tensión

Consumo de energía

Salida de tensión

Salida de corriente


Rango de medición




Error de linealidad

Repetitividad

Precisión

Histéresis

Alcance

Peso





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Aprobado por:




SENSOR MAGNETICO SIN CONTACTO D: ER-SMTO-PP-SIBU 167055

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SENSOR MAGNETICO SIN CONTACTO Características

Tensión

Consumo de energía

Salida de tensión

Salida de corriente


Rango de medición




Error de linealidad

Repetitividad

Precisión

Histéresis

Alcance

Peso





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Aprobado por:




UNIDAD ROTATIVA D: ER-DE-FP1110-SIBU 167097 SERIE X1

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UNIDAD ROTATIVA Características

Tensión

Consumo de energía

Salida de tensión

Salida de corriente


Rango de medición




Error de linealidad

Repetitividad

Precisión

Histéresis

Alcance

Peso





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Aprobado por:




SENSOR DE PROXIMIDAD D: SMTO-1-PS-S-LED-24C 151685

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SENSOR DE PROXIMIDAD D: SMTO-1-PS-S-LED-24C

Características

Tensión

Consumo de energía

Salida de tensión

Salida de corriente


Rango de medición




Error de linealidad

Repetitividad

Precisión

Histéresis

Alcance

Peso





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SENSOR DE PROXIMIDAD D: -1-S-LED-284 150848

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SENSOR DE PROXIMIDAD D: -1-S-LED-284

Características

Tensión

Consumo de energía

Salida de tensión

Salida de corriente


Rango de medición




Error de linealidad

Repetitividad

Precisión

Histéresis

Alcance

Peso





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SENSOR ÓPTICO DE BARRERA DE LUZ D: ER-SOE-S-Q-PP-SIBU 167064WN06

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SENSOR ÓPTICO DE BARRERA DE LUZ Características

Tensión

Consumo de energía

Salida de tensión

Salida de corriente


Rango de medición




Error de linealidad

Repetitividad

Precisión

Histéresis

Alcance

Peso





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Aprobado por:




UNIDAD DE SENSOR ÓPTICO DIFUSO D: ER-SOE-S-Q-PP-SIBU 167068

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UNIDAD DE SENSOR ÓPTICO DIFUSO Características

Tensión

Consumo de energía

Salida de tensión

Salida de corriente


Rango de medición




Error de linealidad

Repetitividad

Precisión

Histéresis

Alcance

Peso





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Aprobado por:




UNIDAD DE SENSOR ÓPTICO RETRO-REFLECTIVO D: ER-SOE-S-Q-PP-SIBU 167066

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UNIDAD DE SENSOR ÓPTICO RETRO-REFLECTIVO

Características

Tensión

Consumo de energía

Salida de tensión

Salida de corriente


Rango de medición




Error de linealidad

Repetitividad

Precisión

Histéresis

Alcance

Peso





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Aprobado por:




UNIDAD DE SENSOR ÓPTICO DE BARRERA RECEPTOR D: ER-SOE-S-Q-PP-SIBU 167067

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UNIDAD DE SENSOR ÓPTICO DE BARRERA RECEPTOR

Características

Tensión

Consumo de energía

Salida de tensión

Salida de corriente


Rango de medición




Error de linealidad

Repetitividad

Precisión

Histéresis

Alcance

Peso





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SENSOR OPTOELECTRÓNICO SOEG-L-Q30-P-AK-2L 167067

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SENSOR OPTOELECTRÓNICO Características

Tensión

Consumo de energía

Salida de tensión

Salida de corriente


Rango de medición




Error de linealidad

Repetitividad

Precisión

Histéresis

Alcance

Peso





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Aprobado por:




h. ANEXOS

i. BIBLIOGRAFÍA UTILIZADA

Instrumentación Industrial, Antonio Creus Solé, Edición ALFAOMEGA, Barcelona, España, 1997, pp 1-39

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