CLASES DE INSTRUMENTOSTeniendo en cuenta que el propósito esencial de los instrumentos es la medición y/o el control, éstos son relativamente complejos y su función puede comprenderse bien dentro de una clasificación adecuada. Se considera dos clasificaciones básicas: por la función del instrumento y por la variable del proceso.

Clasificación en función del instrumento

Instrumentos ciegosSon aquellos que no tienen indicación visible de la variable. Por ejemplo instrumentos de alarma, tales como: presóstatos y termostátos, transmisores de caudal, presión y temperatura sin indicación.

Instrumentos indicadoresDisponen de un índice y una escala graduada en la que puede leerse el valor de la variable.

Instrumentos registradoresDibujan con trazo continuo o a puntos la variable, y pueden ser circulares o de gráfico rectangular, según la forma del gráfico.

Elementos primariosEstán en contacto con la variable física y utilizan o absorben energía del medio controlado para dar al sistema de medición una indicación en respuesta a la variación de la variable controlada. El efecto producido puede ser un cambio de presión, fuerza, posición, medida eléctrica, etc. Por ejemplo: sensor de bulbo y capilar, termopar, tubo bourdon, tubo venturi. etc.

TransmisoresCaptan la variable del proceso a través del elemento primario (sensor) y la transmiten a distancia en forma de señal neumática (3- 15 psi), o de corriente eléctrica (4- 20 mA). El elemento primario puede o no formar parte integral del transmisor.

TransductoresReciben una señal de entrada en función de una o más cantidades físicas y la convierte modificada o no a una señal de salida, generalmente eléctrica. Existen muchos términos empleados de acuerdo a las diferentes técnicas; así en los procesos industriales son llamados transmisores, en algunos casos se denominan sensores, sondas, captadores y en el área de dispositivos electro-ópticos se denominan detectores.

ConvertidoresSon aparatos que reciben una señal de entrada neumática, de voltaje o de corriente, procedente de un instrumento y después de modificarla envían la resultante en forma de señal de salida estándar. Por ejemplo: convertidor P/I, I/P, V/I, I/V, etc.

ReceptoresReciben las señales de los transmisores y las indican o registran. Los receptores controladores envían otra señal de salida normalizada que actúa sobre el elemento final de control.

ControladoresComparan la variable controlada (presión, nivel, caudal, etc.) con un valor deseado y ejercen una acción correctiva de acuerdo a la desviación.

Elemento final de controlRecibe la señal del controlador y ejerce una acción correctiva sobre la variable dinámica o de salida del proceso. Por ejemplo: válvulas neumáticas, servomotor neumático, rectificadores de estado sólido, relés, solenoides, motores, etc.

Clasificación en función de la variable del proceso

De acuerdo a ésta los instrumentos se dividen en instrumentos de nivel, caudal, presión, temperatura, humedad, viscosidad, velocidad, Ph, frecuencia, conductividad, etc. Esta clasificación corresponde específicamente al tipo de señales medidas y es independiente del sistema empleado en la conversión de la señal del proceso.

TEORIA DE ERRORESDado que no es posible definir el valor real de una variable medida, ocasiona el aparecimiento inevitable de errores en las mediciones; no obstante hay que saber distinguir los tipos de error que pueden ser evitados y aquellos cuyo análisis estadístico proporciona valiosa información para encontrar una aproximación al valor requerido.

Tipos de errores

En instrumentación podemos hablar de tres tipos de errores:

- Errores gruesos, graves o brutos.- Errores sistemáticos.- Errores aleatorios.

Algunos autores a los primeros los encuadran dentro de los errores sistemáticos, sin embargo, en instrumentación es necesario diferenciar los errores debidos al operador, por lo tanto se los ha considerado en otra categoría.

a) Errores GruesosSe deben principalmente a fallas humanas en la lectura o en la utilización de los instrumentos, ajuste incorrecto y aplicación inapropiada, así como equivocación en los cálculos. Aunque es imposible eliminarlos totalmente, se debe intentar anticipar y corregirlos.

Estos errores son muy evasivos, en el caso de principiantes se deben al uso inapropiado del instrumento. Los errores graves son atribuidos a descuidos o malos hábitos, lecturas inapropiadas de un instrumento y ajustes incorrectos.

Errores como estos no se pueden tratar a nivel matemático, se evitan teniendo cuidado en la lectura y registro de los datos.

b) Errores sistemáticosSe dividen a su vez en: errores instrumentales y errores ambientales.

Errores instrumentalesSon debidos a defectos de los instrumentos (mecánicos, desgaste de la batería interna, de los componentes internos, etc.). También se incluyen en éstos los errores de calibración (ajuste cero). Las fallas en los instrumentos se pueden detectar verificando si hay comportamiento errático, estabilidad y reproductibilidad de los resultados. Una forma rápida y fácil de verificar un instrumento es compararlo con otro de las mismas características, con uno más exacto, o midiendo magnitudes conocidas (voltaje de una batería o de la red). Los errores instrumentales se pueden evitar:

1. Al seleccionar el instrumento adecuado para la medición particular.2. Aplicar los factores de corrección después de definir la magnitud del error instrumental.3. Calibrar con un instrumento patrón.

Errores ambientalesSe deben a condiciones externas que afectan la operación del dispositivo tales como: cambios en la temperatura ambiental, humedad, presión barométrica, campos magnéticos, etc.

LA EXACTITUD DE UNA MEDICION DEPENDE DE QUE TAN BIEN SE PUEDA CONTROLAR LOS ERRORES SISTEMATICOS

c) Errores aleatorios

Son producidos por variables impredecibles y desconocidas en las situaciones de medición, incluso cuando todos los errores sistemáticos han sido considerados. No se pueden explicar sin una investigación cuidadosa. La única forma de compensar estos errores es incrementando el número de mediciones.

LA PRECISION DE UNA SERIE DE MEDICIONES DEPENDE DE QUE TAN BIEN SE PUEDA EVITAR LOS ERRORES ALEATORIOS.