Instrumentos industriales Su ajuste y calibracion

Capítulo 1
Generalidades
1.1 Introducción ........................................................................................ 1
1.2 Características de los instrumentos .......................................................6
1.2.1 Generalidades ...................................................................................... 6
1.2.2 Campo de medida (range) .................................................................. 6
1.2.3 Alcance (span) ..................................................................................... 6
1.2.4 Error .................................................................................................... 7
1.2.5 Exactitud (accuracy) ............................................................................10
1.2.6 Precisión ............................................................................................12
1.2.7 Incertidumbre de la medida (uncertainty)............................................13
1.2.7.1 Generalidades ..........................................................................13
1.2.8 Trazabilidad (traceabilily) ................................................................... 28
1.2.9 Zona muerta (dead zone o dead band) ............................................. 30
1.2.10 Sensibilidad (sensítivity) .................................................................... 30
1.2.11 Repetibilidad (repeatibilíty) ............................................................... 30
1.2.12 Histéresis (hysteresis) ........................................................................ 32
1.2.13 Linealidad ........................................................................................ 32
1.2.14 Otros términos ................................................................................. 32
1.3 Calibración de un instrumento ..........................................................34
1.3.1 Generalidades .................................................................................... 34
1.3.2 Expresión de la incertidumbre de medida en los certificados de calibración ....35
1.3.3 Certificado de calibración .................................................................. 36
1.3.4 Programas de cálculo de incertidumbres ............................................. 37
1.4 Ejemplos generales de características de instrumentos .........................38
1.5 Cómo se descalibran los instrumentos ................................................39
Contenido
1.5.1 Generalidades ................................................................................... 39
1.5.2 Tipos de errores ................................................................................ 40
1.6 Método general de calibración ..........................................................42
1.7 Código e identificación de los instrumentos .......................................47
1.7.1 Clases de instrumentos ....................................................................... 47
Capítulo 2
Transmisores
2.1 Generalidades ...................................................................................55
2.2 Transmisores neumáticos ...................................................................56
2.3 Transmisores electrónicos ..................................................................56
2.4 Transmisores digitales ........................................................................58
2.4.1 Generalidades ................................................................................... 58
2.4.2 Transmisor inteligente capacitivo ........................................................61
2.4.3 Transmisor inteligente piezorresistivo .................................................61
2.5 Comunicaciones ................................................................................62
2.5.1 Generalidades ................................................................................... 62
2.5.2 Protocolos serie ................................................................................ 63
2.5.3 Protocolos híbridos .......................................................................... 64
2.5.4 Protocolos abiertos .......................................................................... 66
2.6 Tabla comparativa de transmisores ....................................................72
2.7 Calibradores de transmisores .............................................................73
2.7.1 Generalidades ................................................................................... 73
2.7.2 Calibradores de instrumentos HART ................................................. 74
2.7.3 Calibradores de instrumentos Fieldbus .............................................. 78
2.8 Calibración y monitorización de instrumentos transmisores en línea ..78
3.1 Generalidades ...................................................................................83
3.2 Calibradores simples universales neumáticos y electrónicos ................83
3.2.1 Calibradores neumáticos ................................................................... 83
3.2.2 Calibradores electrónicos .................................................................. 84
3.2.3 Calibradores multifunción (presión y temperatura) ........................... 85
3.3 Calibradores de presión .....................................................................86
3.4 Calibradores de caudal ......................................................................93
3.4.1 Instrumentos de presión diferencial ................................................... 93
3.4.2 Rotámetros ...................................................................................... 95
3.4.3 Vertedero ........................................................................................ 98
3.4.4 Medidores de turbina ....................................................................... 98
3.4.5 Medidor de torbellino y Vortex ...................................................... 99
3.4.6 Medidor magnético de caudal ........................................................100
3.4.7 Medidor de Coriolis ....................................................................... 101
3.4.8 Medidores volumétricos ................................................................. 101
3.4.9 Medidores de caudal masa ............................................................. 101
3.4.10 Patrones internacionales de calibración de medidores
de caudal de líquidos .....................................................................102
3.4.11 Patrones internacionales de calibración de medidores
de caudal de agua ..........................................................................103
3.4.12 Patrones internacionales de calibración de medidores
de caudal de gas .............................................................................105
3.5 Nivel ............................................................................................... 107
3.5.1 Instrumentos de medida directa .......................................................107
3.5.2 Instrumentos de presión hidrostática ...............................................107
3.5.3 Instrumentos de presión diferencial .................................................107
3.5.4 Instrumentos de desplazamiento .....................................................109
3.5.5 Instrumentos basado en características eléctricas del líquido ............. 110
3.5.6 Instrumentos de radiación ............................................................... 110
3.6 Instrumentos de temperatura ............................................................110
3.6.1 Calibradores y patrones ................................................................... 110
3.6.2 Calibración de sondas de resistencia e instrumentos
de puente de Wheatstone ................................................................ 114
3.6.3 Termistores .....................................................................................120
3.6.4 Calibración de termopares e instrumentos de temperatura ............... 121
3.6.5 Calibración de pirómetros de radiación ...........................................133
3.6.6 Calibradores universales de temperatura ..........................................135
3.7 Calibración de instrumentos para otras variables .............................. 138
Capítulo 4
Calibración de bálbulas de control
4.1 Generalidades ..................................................................................141
4.2 Calibración de la válvula de control ................................................ 142
4.3 Calibración de posicionadores ......................................................... 144

Los instrumentos de medición y control permiten garantizar la calidad y competitividad de los productos fabricados en una planta industrial y, para que realicen correctamente su función, deben estar bien calibrados y tener un ajuste correcto en sus acciones de control. La realización de un buen mantenimiento conseguirá este objetivo. Puede decirse que el mantenimiento de los instrumentos ha pasado de ser "un mal necesario" a ser un objetivo indispensable para que la planta funcione sin paros no programados e intempestivos. La creciente aplicación de los instrumentos digitales inteligentes, con las facilidades de autodiagnóstico y localización de averías, contribuye, sin duda, a un mantenimiento más fácil, pero obliga a una buena formación del personal de mantenimiento. Desde cualquier punto de la red digital puede consultarse el estado de los instrumentos y es posible programar, anticipadamente, las operaciones de mantenimiento a realizar. El mantenimiento correctivo se está aplicando cada vez menos, por los inconvenientes de averías imprevistas que pueden dar lugar al paro de la planta con la pérdida económica correspondiente y, en su lugar, se utiliza cada vez más el mantenimiento preventivo y, en particular, el mantenimiento predictivo que permite programar las operaciones de mantenimiento conociendo, en todo momento, el estado de los instrumentos. No obstante, los elementos primarios, las válvulas de control convencionales y los instrumentos neumáticos y electrónicos clásicos precisan todavía de la reparación y su posterior calibración en el taller. Este libro está dirigido a los jefes y operadores de procesos, a los usuarios, al estudiante y a toda persona que esté relacionada, directa o indirectamente, con el mantenimiento de los instrumentos industriales.

Ingeniería en Diseño Industrial