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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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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:
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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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:
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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Número de Resolución Consejo de Carrera:
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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Número de Resolución Consejo de Carrera:
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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Número de Resolución Consejo de Carrera:
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
D: ER-SOE-S-Q-PP-SIBU 167066
13. UNIDAD DE SENSOR ÓPTICO DE BARRERA RECEPTOR
D: ER-SOE-S-Q-PP-SIBU 167067
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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Número de Resolución Consejo de Carrera:
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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Número de Resolución Consejo de Carrera:
SENSOR INDUCTIVO ANALOGICO DE DISTANCIA D: ER-SIEA-M30-SIBU 184117X806
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Tabla1 de resultados
SENSOR INDUCTIVO ANALOGICO DE DISTANCIA
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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Fecha de Elaboración 28/10/2013
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Número de Resolución Consejo de Carrera:
SENSOR ULTRA SONICO DE DISTANCIA D: ER-SLUA-M30-SIBU 177469X106
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Tabla1 de resultados
SENSOR ULTRA SONICO DE DISTANCIA 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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Número de Resolución Consejo de Carrera:
SENSOR CAPACITIVO D: ER-SKE-M12-PP-SIBU 177470X106
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Tabla1 de resultados
SENSOR CAPACITIVO 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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Fecha de Elaboración 28/10/2013
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Número de Resolución Consejo de Carrera:
SENSOR ÓPTICO ANALÓGICO DE DISTANCIA D: ER-SOEA-RT-L-SIBU 167051X006
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Tabla1 de resultados
SENSOR ÓPTICO ANALÓGICO DE DISTANCIA
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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Número de Resolución Consejo de Carrera:
SENSOR MAGNETICO SIN CONTACTO D: ER-SMTO-PP-SIBU 167055
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Tabla1 de resultados
SENSOR MAGNETICO SIN CONTACTO 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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Número de Resolución Consejo de Carrera:
UNIDAD ROTATIVA D: ER-DE-FP1110-SIBU 167097 SERIE X1
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Tabla1 de resultados
UNIDAD ROTATIVA 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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Número de Resolución Consejo de Carrera:
SENSOR DE PROXIMIDAD D: SMTO-1-PS-S-LED-24C 151685
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Tabla1 de resultados
SENSOR DE PROXIMIDAD D: SMTO-1-PS-S-LED-24C
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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Número de Resolución Consejo de Carrera:
SENSOR DE PROXIMIDAD D: -1-S-LED-284 150848
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Tabla1 de resultados
SENSOR DE PROXIMIDAD D: -1-S-LED-284
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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Número de Resolución Consejo de Carrera:
SENSOR ÓPTICO DE BARRERA DE LUZ D: ER-SOE-S-Q-PP-SIBU 167064WN06
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Tabla1 de resultados
SENSOR ÓPTICO DE BARRERA DE LUZ 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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Número de Resolución Consejo de Carrera:
UNIDAD DE SENSOR ÓPTICO DIFUSO D: ER-SOE-S-Q-PP-SIBU 167068
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Tabla1 de resultados
UNIDAD DE SENSOR ÓPTICO DIFUSO 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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Número de Resolución Consejo de Carrera:
UNIDAD DE SENSOR ÓPTICO RETRO-REFLECTIVO D: ER-SOE-S-Q-PP-SIBU 167066
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Tabla1 de resultados
UNIDAD DE SENSOR ÓPTICO RETRO-REFLECTIVO
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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UNIDAD DE SENSOR ÓPTICO DE BARRERA RECEPTOR D: ER-SOE-S-Q-PP-SIBU 167067
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Tabla1 de resultados
UNIDAD DE SENSOR ÓPTICO DE BARRERA RECEPTOR
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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SENSOR OPTOELECTRÓNICO SOEG-L-Q30-P-AK-2L 167067
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Tabla1 de resultados
SENSOR OPTOELECTRÓNICO 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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h. ANEXOS
i. BIBLIOGRAFÍA UTILIZADA
Instrumentación Industrial, Antonio Creus Solé, Edición ALFAOMEGA, Barcelona, España, 1997, pp 1-39
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