Mecanica

1.- Explique ampliamente cuales son los objetivos y la importancia de la instrumentación y el control.

La instrumentación es hoy en día, una herramienta importante en muchos procesos de la vida científica, productiva, social, cultural y hasta familiar de un país. Desde que el hombre ha conocido sus limitaciones físicas para conocer con más amplitud el medio donde vive, se ha valido de instrumentos para facilitarle el conocimiento y su trabajo.

Objetivos de la instrumentación:

-Optimizar el trabajo en tiempo, esfuerzo y calidad

-Producción masiva de artículos

-Seguridad a funcionamiento de máquinas y dispositivos como para los operarios.

-Reducción de gastos en desperdicios y residuos

-Investigación en el comportamiento físico de los fenómenos naturales

-Conocer los secretos de la naturaleza

-Superar las limitaciones físicas del hombre

-Determinar alguna variable física con algún objetivo específico

Todos los grandes logros en este mundo han sido posibles por el desarrollo que ha tenido de la instrumentación ya que ha generado dispositivos, que le han permitido medir la “capacidad” de la naturaleza.

Si podemos contar con energía eléctrica durante el día, es porque en una planta generadora de electricidad existen instrumentos que pueden controlar presión, temperatura, flujo de un fluido, nivel de un líquido, tiempos y humedad, entre otras variables.

La instrumentación en si es el conocimiento de la correcta aplicación de los equipos encaminados para apoyar al usuario en la medición, regulación, observación y transformación de una variable dada en un proceso productivo. Es muy importante ya que nos brinda seguridad y una mayor eficiencia en todo el proceso.

Un sistema de instrumentación es:

*Una estructura compleja que agrupa un conjunto de instrumentos

*Un dispositivo o sistema en el que se mide

*Conexiones entre los distintos elementos

*Programas que se encargan de automatizar el proceso y de garantizar la repetitividad de las medidas.

2.- Defina y explique el significado de los siguientes términos utilizados en la instrumentación:

a) Exactitud.- El término exactitud, se refiere a la cercanía de la medida realizada con respecto al valor patrón de la medida. Si la medición está alejada del valor real, entonces el instrumento no está bien calibrado y tendremos medidas con poca exactitud.

b) Precisión.- El término precisión se refiere a la calidad del instrumento para medir en forma muy aproximada el valor real, esto es, que la incertidumbre de la medida sea muy pequeña. Generalmente está íntimamente relacionado con la resolución del instrumento y con su costo.

c) Incertidumbre.- La incertidumbre será las diferencias arrojadas cuando una variable es medida con el mismo instrumento por diferentes personas, y proporciona valores muy cercanos entre sí y alrededor del valor real.

La incertidumbre de una lectura, depende de la calidad del instrumento de medida, de la habilidad del que realiza la medición y de las condiciones en que se realiza la medida.

Por ello, en cualquier medida que se reporte, es importante mencionar la incertidumbre asociada a la medición a efecto de valorar su calidad y confiabilidad.

d) Desviacion estándar.- La desviación estándar es una medida de dispersión para variables de razón y de intervalo. Se define como la raíz cuadrada de la varianza de la variable.

Para conocer con detalle un conjunto de datos, no basta con conocer las medidas de tendencia central, sino que necesitamos conocer también la desviación que presentan los datos en su distribución respecto de la media aritmética de dicha distribución, con objeto de tener una visión de los mismos más acorde con la realidad.

En pocas palabras la desviación estándar es simplemente el "promedio" o variación esperada con respecto a la media aritmética.

La desviación estándar puede ser interpretada como una medida de incertidumbre. La desviación estándar de un grupo repetido de medidas nos da la precisión de éstas.

e) Sensibilidad y facilidad de lectura.- Relación que existe entre el incremento en la señal de salida del instrumento y el de la variable física (pendiente).

En facilidad de lectura tienen que ver varios aspectos como: la separación entre sus divisiones y la forma de algunas pantallas, todo esto para una mayor facilidad de lectura que posibilite una lectura no tan complicada y que dependa mucho de la persona que lo usa.

f) Calibración.- La calibración es el proceso de ajustar un instrumento de medición hasta que la medida que se obtenga sea correspondiente con un patrón de referencia con un valor conocido.

Para calibrar un instrumento se necesita disponer de uno de mayor precisión que proporcione el valor convencional verificable que es el que se utilizará para comparar con la indicación del instrumento que está sometido a la calibración.

h) Instrumento patrón.- Es un objeto, muestra o instrumento que materializa una unidad de medida. Es el elemento que permite cuantificar la precisión de medida.

i) Diferencia entre error de medición y error de control.- El error de medición se define como la diferencia entre el valor medido y el valor verdadero. Afectan a cualquier instrumento de medición y pueden deberse a distintas causas. Las que se pueden de alguna manera prever, calcular, eliminar mediante calibraciones y compensaciones, se denominan determinísticos o sistemáticos y se relacionan con la exactitud de las mediciones. Los que no se pueden prever, pues dependen de causas desconocidas, o estocásticas se denominan aleatorios y están relacionados con la precisión del instrumento.

3.- Explique ampliamente y ejemplifique los elementos funcionales de un instrumento e ilustre con los diagramas de bloques especificando cada uno de ellos.

*El elemento sensor principal es el que recibe primero energía del medio medido y produce una salida que, de algún modo, depende de la cantidad medida. Un instrumento siempre extrae alguna energía del medio medido y debido a esta pérdida de energía la cantidad medida siempre resulta alterada

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