Al tratar digitalmente todas las señales , se pueden integrar servicios de datos
analógicos ( voz , vídeo, etc..) con digitales como texto y otros .
Perturbaciones en la transmisión
Atenuación
La energía de una señal decae con la distancia , por lo que hay que asegurarse que
llegue con la suficiente energía como para ser captada por la circuitería del receptor y
además , el ruido debe ser sensiblemente menor que la señal original ( para mantener la
energía de la señal se utilizan amplificadores o repetidores).
Debido a que la atenuación varía en función de la frecuencia , las señales analógicas
llegan distorsionadas , por lo que hay que utilizar sistemas que le devuelvan a la señal
sus características iniciales ( usando bobinas que cambian las características eléctricas o
amplificando más las frecuencias más altas ) .
Distorsión de retardo
Debido a que en medios guiados , la velocidad de propagación de una señal varía con la
frecuencia , hay frecuencias que llegan antes que otras dentro de la misma señal y por
tanto las diferentes componentes en frecuencia de la señal llegan en instantes
diferentes al receptor . Para atenuar este problema se usan técnicas de ecualización .
Ruido
El ruido es toda aquella señal que se inserta entre el emisor y el receptor de una señal
dada . Hay diferentes tipos de ruido : ruido térmico debido a la agitación térmica de
electrones dentro del conductor , ruido de intermodulación cuando distintas frecuencias
comparten el mismo medio de transmisión , diafonía se produce cuando hay un
acoplamiento entre las líneas que transportan las señales y el ruido impulsivo se trata
de pulsos discontinuos de poca duración y de gran amplitud que afectan a la señal .
Capacidad del canal
Se llama capacidad del canal a la velocidad a la que se pueden transmitir los datos en
un canal de comunicación de datos .
La velocidad de los datos es la velocidad expresada en bits por segundo a la que se
pueden transmitir los datos
El ancho de banda es aquel ancho de banda de la señal transmitida y que está limitado
por el transmisor y por la naturaleza del medio de transmisión ( en hertzios ).
La tasa de errores es la razón a la que ocurren errores .
Para un ancho de banda determinado es aconsejable la mayor velocidad de transmisión
posible pero de forma que no se supere la tasa de errores aconsejable . Para conseguir
esto , el mayor inconveniente es el ruido .
Para un ancho de banda dado W , la mayor velocidad de transmisión posible es 2W , pero
si se permite ( con señales digitales ) codificar más de un bit en cada ciclo , es posible
transmitir más cantidad de información .
La formulación de Nyquist nos dice que aumentado los niveles de tensión diferenciables
en la señal , es posible incrementar la cantidad de información transmitida .
C= 2W log2 M
El problema de esta técnica es que el receptor debe de ser capaz de diferenciar más
niveles de tensión en la señal recibida , cosa que es dificultada por el ruido .
Cuanto mayor es la velocidad de transmisión , mayor es el daño que puede ocasionar el
ruido .
Shannon propuso la fórmula que relaciona la potencia de la señal ( S ) , la potencia del
ruido ( N ) , la capacidad del canal ( C ) y el ancho de banda ( W ) .
C = W log2 ( 1+S/N )
Esta capacidad es la capacidad máxima teórica de cantidad de transmisión , pero en la
realidad , es menor debido a que no se ha tenido en cuenta nada más que el ruido
térmico.
Tipos de Transmisores
Transmisores neumáticos: Se fundamentan en el principio que cumple el sistema
tobera obturador que consiste en un tubo con un suministro constante de presión no
superior a los 25 Psi que pasa por una restricción que reduce el diámetro alrededor de
0.1 mm y que en su otro extremo se torna en forma de tobera con un diámetro de 0.25
- 0.5 mm que esta expuesto a la atmósfera ocasionando un escape que es regulado por
un obturador el cual cumple la misión de controlar el escape proporcional a la
separación entre él y la tobera.
la función de la tobera - obturador es que a medida que la lamina obturadora disminuya
o aumente la distancia hacia la tobera ocasionara un efecto inversamente proporcional
sobre la presión interna que es intermedia entre la presión atmosférica y la de
suministro e igual a la señal de salida del transmisor que para la tobera totalmente
cerrada equivale a 15 Psi y totalmente abierta a 3 Psi.
Para la obtención de una salida eficiente y a causa de diminutos volúmenes de aire que
se obtienen del sistema se le acopla una válvula piloto que amplifica, formando un
amplificador de dos etapas
La válvula servopilotada consiste en un obturador que permite el paso de dos caudales
de aire los cuales nos determinan la salida mediante los diferenciales de presión entre
las superficies uno y dos logrando vencer el resorte que busca sostener la válvula
cerrada, aunque realmente existe una mínima abertura que lo que nos determina los 3
Psi como salida mínima. Las funciones de la válvula son:
Aumento del caudal suministrado o del caudal de escape para conseguir tiempos
de respuesta inferiores al segundo.
Amplificación de presión (ganancia), de cuatro a cinco para obtener la señal
neumática de 3 - 15 Psi.
Los transmisores neumáticos presentan las siguientes características:
Un consumo de aire mas bajo para el caudal nulo de salida.
Un caudal mayor de salida hacia el receptor.
Una zona muerta de presiones de salida.
Son de equilibrio de fuerzas.
Son de acción directa.
Transmisores electrónicos: Generalmente utilizan el equilibrio de fuerzas, el
desequilibrio da lugar a una variación de posición relativa, excitando un transductor de
desplazamiento tal como un detector de inductancia o un transformador diferencial. Un
circuito oscilador asociado con cualquiera de estos detectores alimenta una unidad
magnética y es así como se complementa un circuito de realimentación variando la
corriente de salida en forma proporcional al intervalo de al variable en proceso. Su
precisión es de 0.5 - 1% en una salida estándar de 4 - 20mA. Se caracterizan por el rango
de entrada del sensor.
Transmisores inteligentes: Son aquellos instrumentos capaces de realizar funciones
adicionales a la de la transmisión de la señal del proceso gracias a un microprocesador
incorporado. También existen dos modelos básicos de transmisores inteligentes:
El capacitivo que consiste en un condensador compuesto de un diafragma interno
que separa las placas y que cuando se abren las placas es porque se realiza una
presión este diafragma se llena de aceite lo cual hace variar la distancia entre
placas en no mas de 0.1 mm. luego esta señal es amplificada por un oscilador y
un demodulador que entregan una señal análoga para ser convertida a digital y
así ser tomada por el microprocesador.
El semiconductor sus cualidades permiten que se incorpore un puente de
weaston al que el microprocesador linealiza las señales y entrega la salida de 4 -
20mA.
Los transmisores inteligentes permiten leer valores, configurar el transmisor, cambiar
su campo de medida y diagnosticar averías, calibración y cambio de margen de medida.
Algunos transmisores gozan de auto calibración, autodiagnóstico de elementos
electrónicos; su precisión es de 0.075%. Monitorea las temperaturas, estabilidad, campos
de medida amplios, posee bajos costes de mantenimiento pero tiene desventajas como
su lentitud, frente a variables rápidas puede presentar problemas y para el desempeño
en las comunicaciones no presenta dispositivos universales, es decir, no intercambiable
con otras marcas.
Como calibrar un transmisor:
1) Chequeo y Ajustes Preliminares:
Observar el estado físico del equipo, desgaste de piezas, limpieza y respuesta del
equipo.
Determine los errores de indicación del equipo comparado con un patrón
adecuado (según el rango y la precisión).
Llevar ajustes de cero, multiplicación, angularidad y otros adicionales a los
márgenes recomendados para el proceso o que permita su ajuste en ambas
direcciones (no en extremos) excuadramientos preliminares. Lo cual reducirá al
mínimo el error de angularidad.
2) Ajuste de cero:
Colocar la variable en un valor bajo de cero a 10% del rango o en la primera
división representativa a excepción de los equipos que tienen supresión de cero o
cero vivo, para ello se debe simular la variable con un mecanismo adecuado,
según rango y precisión lo mismo que un patrón adecuado.
Si el instrumento que se esta calibrando no indica el valor fijado anteriormente,
se debe ajustar del mecanismo de cero( un puntero, un resorte, reóstato, tornillo
micrométrico, etc).
Si el equipo tiene ajustes adicionales con cero variable, con elevaciones o
supresiones se debe hacer después del punto anterior de ajuste de cero.
3) Ajuste de multiplicación:
Colocar la variable en un valor alto del 70 al 100%.
Si el instrumento no indica el valor fijado, se debe ajustar el mecanismo de
multiplicación o span ( un brazo, palanca, reóstato o ganancia).
4) Repetir los dos últimos pasos hasta obtener la calibración correcta para los
valores
alto y bajo.
5) Ajuste de angularidad:
Colocar la variable al 50% del span.
Si el incremento no indica el valor del 50% ajustar el mecanismo de angularidad
según el equipo.
6) Repetir los dos últimos pasos 4 y 5 hasta obtener la calibración correcta, en los tres
puntos.
Nota: Después de terminar el procedimiento se debe levantar un acta de calibración,
aproximadamente en cuatro puntos: Valores teóricos contra valores reales ( lo mas
exactamente posible), tanto ascendente como descendente para determinar si tiene
histéresis.
Transmisores de presión y temperatura para:
•la extrusión de plástico
•el moldeo de plástico
•la industria en general
Transmisores de flujo másico para gases, interruptores de
nivel y flujo bajo el principio de dispersión térmica
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