Piezo-eléctrico o extensómetro: En estos dispositivos la fuerza que se mide produce la
deformación de un elemento elástico. Por ejemplo, un anillo de acero.
El cristal del extensómetro está fijado al elemento elástico y sufren también las
deformaciones, dichas deformaciones se convierten en una variación de resistencia del
extensómetro o bien en un potencial eléctrico generado por el detector piezo-eléctrico.
Medidas de desplazamiento y dimensiones.
En las industrias mecánicas es necesario realizar medidas dimensiónales, por ejemplo:
Medidas de espesor de chapas en los laminadores.
Medida de desplazamiento en las máquinas de control numérico.
Entre los diversos tipos de dispositivos para la medición de desplazamientos,
encontramos uno basado en la fuerza neumática que permite medir desplazamientos de
hasta 0.25
m.
Para las máquinas de control numérico, se utilizan dos proceso de desplazamiento:
I .Por incrementos:
En este dispositivo existe una escala que se divide en elementos de magnitud elemental
formando una rejilla, un captador que se encuentra unido al carro móvil de la máquina,
traduce cada línea a un impulso eléctrico y por lo tanto origina una indicación analógica
o digital del desplazamiento.
II. Absoluto:
En este dispositivo se utiliza una escala múltiple en la que cada una de las posiciones
están indicada según un código binario, en este caso cada posición está indicada por un
número y no por un impulso.
Medidas del pH
Como sabemos el pH es una variable de gran importancia, que nos da el valor de la
concentración de los iones hidrógeno.
Un líquido puede tener los siguientes valores:
pH
Tipo
0-7
Ácido
7
Neutro
7-14
Básico
El método tradicional para la medición del pH utiliza un electrodo de vidrio (electrodo
de medida) y un electrodo de calomel (electrodo de referencia).
En el electrodo de vidrio se genera una diferencia de potencial entre el líquido a medir
y la solución interna que depende linealmente del pH de la solución, esta diferencia de
potencial permite conocer el pH, mediante la ecuación de Haber:
E = Eo – 0.0591 log H
+
(a 25°C).
El electrodo de calomel presenta una f.e.m constante de 245 mv, mientras que el
electrodo de vidrio presenta una variación de 465 mv hasta –43 mv. Por ejemplo para un
pH = 7 (neutro) se tiene una diferencia de potencial de 25 mv.
Medidas del Nivel
En el control de los procesos, el nivel de líquidos y sólidos contenidos en tanques y
reactores, tolvas, etc., es una variable importante. Los dispositivos para la medida del
nivel son muy variados. Algunos de ellos son:
Indicación directa
Flotador
Contactor móvil de superficie
Presión hidrostática
Burbujeador
Capacitivos
Conductivos
Ultrasónicos
Nucleares
Ópticos
Pesaje
Los más usados son:
Medidores de nivel por presión hidrostática.
Es el método más común para medir niveles de líquidos. La transmisión de la señal del
nivel se puede efectuar por medio de celdas de presión diferencial que pueden ser de
tipo neumático o electrónico
Medidores de nivel por desplazamiento.
Este tipo de medida se basa en la variación del peso aparente de un cuerpo
parcialmente sumergido en un líquido, cuando la altura del líquido varía. Por ejemplo,
el flotador utilizado en los tinacos para baño.
Métodos capacitivos.
Se utilizan tanto en líquidos como en sólidos, polvos o granulados. El principio en el que
se basan es muy sencillo. Una varilla metálica aislada o, verticalmente localizada
dentro del depósito, desempeña la función de uno de los electrodos de un capacitor.
Como el líquido ( o el sólido granulado) tiene una cierta conductividad, equivale a su vez
al segundo electrodo del capacitor. La superficie aparente de los electrodos y, por lo
tanto del capacitor, varía con el nivel; esta capacitancia se mide con un puente de C. A.
Medidas de Temperatura
Los elementos de medida de temperatura más adaptados al control automático de
procesos son:
Termopares (o pares termoeléctricos)
Termómetros de resistencia
Sistemas de bulbo y bourdon
Termómetros de dilatación
Pirómetros de radiación
Termistores
Se describen los tipos más fundamentales
Termopares
Son seleccionados para la mayoría de las medidas industriales. Tienen sencilla
construcción, si están bien calibrados son precisos. Se basan en el descubrimiento
siguiente hecho por Jean Peltier en 1821: “Cuando hilos de metales diferentes están en
contacto por los extremos, se genera una f.e.m. (y aparece una corriente eléctrica en el
circuito) cuando los dos contactos están a diferentes temperaturas” .
Los pares de metales más utilizados en la constitución de termopares industriales son:
Cobre – Constantán (aleación de cobre y níquel)
Fierro – Constantán
Platino – Platino rodio
Para muy altas temperaturas se fabrican termopares de metales refractarios como son:
Tungsteno – Tungsteno renio
Grafito – Silicio
Iridio – Iridio renio
Tungsteno – Iridio
Molibdeno – Molibdeno renio
El termopar se selecciona en función de la gama de temperaturas, de los efectos
corrosivos del medio ambiente y, de la precisión deseada.
La localización de un termopar en el proceso se debe considerar cuidadosamente. En
realidad, además de los cambios térmicos por conducción en relación con el fluido,
entran en juego intercambios de energía por radiación con las superficies calientes o
frías de la instalación (tuberías, aletas, paredes, etc.)
Termómetros de resistencia (o termo-resistencias)
Se usan para alcanzar mayor precisión que con termopares, o para medidas de pequeñas
desviaciones de temperatura (del orden de 0.02°C). Cuando se miden temperaturas
próximas a la temperatura ambiente son imprescindibles las resistencias. El error
máximo de los termómetros industriales de resistencia es cercano a 0.5%.
Este método aprovecha el cambio de la resistencia de los conductores eléctricos con la
temperatura. Las sustancias que utiliza son hilos metálicos de platino (son los más
usados por la precisión y resistencia a la corrosión), cobre o níquel, plata, etc.,
El hilo metálico de resistencia termométrica se enrolla en soportes aislantes
generalmente de cerámica. Exteriormente las resistencias están protegidas por fundas
termométricas de diversas sustancias (metal, cerámica, vidrio, etc.).
Medidas de Flujo
Existen muchos métodos básicos para la medida del flujo. Algunos están bastante
generalizados, otros se aplican en casos restringidos.
Para efectos de clasificación, se pueden agrupar los elementos primarios de medida del
flujo en los siguientes grupos principales:
1.
Medidores de presión diferencial
2.
Medidores rotativos (contadores y turbinas)
3.
Medidores electromagnéticos de flujo
4.
Medidores de área variable
5.
Medidores de descarga
6.
Medidores de caudal de masa
7.
Medidores de caudal de sólidos
8.
Medidores de vórtice
9.
Medidores ultrasónicos de flujo
En este trabajo sólo se hará referencia a los tipos de medidores de flujo más
importantes en la industria.
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