EcuRed - Contribuciones del colaborador [es]

Efecto memoria

2022-01-04T15:13:42Z

Novelis jc.jiguani1:

{{Definición

|nombre= Efecto memoria

|imagen=

|tamaño=

|concepto= Fenómeno que reduce la capacidad de la [[batería]] con carga incompleta. Ocurre cuando se carga una batería sin haber sido descargada del todo.

}}

'''Efecto memoria'''. Fenómeno que reduce la capacidad de la [[batería]] con carga incompleta. Ocurre cuando se carga una batería sin haber sido descargada del todo. Cuando realizamos esta práctica, se crean unos cristales en el interior de las mismas a causa de una reacción química al calentarse la batería, ya sea por el uso o por malas cargas.

==Introducción==

Efecto memoria en las baterías, descubierto en la década de 1960, este supuso un gran reto en su momento. Los ingenieros de la [[NASA]] observaron que las baterías integradas en un [[satélite]] perdían su capacidad con el tiempo. Descubrieron que, tras repetidas descargas parciales, las baterías solo suministraban la cantidad de energía añadida con el proceso de carga más reciente; la energía residual cargada anteriormente no estaba disponible para su uso.

Este fenómeno tiene un impacto negativo en la capacidad de almacenamiento y se produce después de una descarga parcial repetida. La batería "recuerda" el nivel de descarga parcial y solo suministra esta cantidad "recordada" de [[energía]] para su uso posterior. El efecto memoria se manifiesta como una caída de [[voltaje]] y, en última instancia, puede provocar que las baterías afectadas se vuelvan inutilizables cuando el voltaje caiga por debajo del requisito mínimo de la [[máquina]].

==Ocurrencia del efecto memoria en las baterías==

Según las investigaciones, el efecto memoria se basa en dos procesos

#Efecto memoria causado por la formación de cristales en una batería de [[níquel]]-[[cadmio]] (NiCd). Durante la carga de una batería de NiCd, se forman microcristales de cadmio (Cd). Si la batería se descarga ligeramente de forma repetida, pueden formarse cristales más grandes a partir de microcristales en las piezas que no están descargadas. Debido a que los cristales más grandes tienen una superficie más pequeña en comparación con los cristales más pequeños de la misma masa, responden menos eficazmente durante la descarga, es decir, las caídas de [[voltaje]] disponibles.

#Efecto memoria causado por la recristalización en el electrodo de Cd. Las tecnologías de carga más antiguas no tenían la opción de supervisar el nivel de la batería. En su lugar, se cargaban durante un periodo de tiempo definido, lo que significa que las baterías que solo estaban parcialmente descargadas se sobrecargaban y, por consiguiente, se formaban cristales en el electrodo de [[cadmio]], (Cd). Debido a la posición del cadmio en la serie [[electroquímica]], la recristalización está vinculada a una salida de voltaje inferior y, por lo tanto, a una reducción de la capacidad.

==Baterías que experimentan el efecto memoria==

Se produce principalmente en las baterías de [[níquel]]-[[cadmio]] (NiCd), que solían utilizarse en las máquinas de batería. En estas baterías, el efecto está causado por la formación de cristales en el [[cátodo]] de cadmio, porque si la batería no está completamente descargada, los cristales tienden a formarse en la parte no descargada de la celda de la batería. La tensión disminuye a medida que crece el tamaño de los cristales, ya que estos afectan a la conductividad del material.

En menor medida, se puede observar un comportamiento similar en las baterías de [[níquel]] e hidruro metálico (NiMH), aunque aquí se conoce como el "efecto de batería perezosa". Las pilas AA o AAA de tamaño estándar suelen ser de tipo NiMH, al igual que las baterías integradas en pequeños dispositivos eléctricos.

==El efecto memoria en las baterías de litio==

Las baterías de iones de litio avanzadas, no solo son más ligeras y potentes que sus predecesoras, sino que casi no se ven afectadas por el efecto memoria, no muestran una disminución apreciable de la tensión tras repetidas descargas parciales gracias a los materiales, y la tecnología utilizada en las celdas de batería. Las baterías de litio-ión se pueden cargar en cualquier momento, sin necesidad de preocuparse por el efecto memoria, y no importa si carga siempre la batería con plena carga antes de usarla. No es necesario ningún consejo de carga inteligente, ya que ni siquiera una pequeña carga entre trabajos supone ningún riesgo.

== Fuentes ==

*[https://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_memoria], artículo publicado en el sitio web es.wikipedia.org. Consultado el 29 de noviembre de 2021.

*[https://www.stihl.es/es/guias-e-ideas-proyectos-bricolaje/mantenimiento-de-maquinas/mantenimiento-de-baterias/efecto-memoria-en-baterias], artículo publicado en el sitio web Andreas STIHL, S.A. Torres de la Alameda, Madrid. Consultado el 29 de noviembre de 2021.

*[https://computerhoy.com/noticias/moviles/que-es-efecto-memoria-56426], artículo publicado en el sitio web computerhoy.com. Consultado el 29 de noviembre de 2021.

[[Categoría: Ingenierías y Tecnologías]]

[[Categoría: Tecnología electrónica]]

[[Categoría: Dispositivos]]

Filtro resonante

2021-05-05T14:46:53Z

Novelis jc.jiguani1: /* Introducción */

{{Definición
|nombre= Filtro resonante
|imagen=Filtroresonante.jpg
|tamaño=
|concepto= En el procesamiento electrónico de señales eléctricas, son los dispositivos que usando el efecto de la resonancia magnética son capases de seleccionar las señales por sus frecuencias.
}}
<div align="justify">
'''Filtro resonante.''' El procesamiento electrónico de señales eléctricas requiere de dispositivos capaces de seleccionar las señales por su frecuencias. Estos dispositivos se denominan filtros. La resonancia magnética es el efecto más usado para éste propósito.
==Introducción==
En relación con el sonido, se denominará, timbre a la sensación que permite diferenciar las voces de distintas personas o diferenciar el sonido, por ejemplo de un clarinete o una trompeta. La sensación de timbre responde a la composición espectral del sonido y no a su dependencia temporal específica, pues el oído humano es insensible a las fases de las componentes espectrales. Dos sonidos con dependencias temporales distintas, se oyen igual si tienen el mismo [[espectro]]. Al conjunto de las amplitudes de las corrientes o los potenciales alternos que componen una [[señal eléctrica]], se le denomina espectro y a la dependencia de la respuesta de un circuito ante la frecuencia de los componentes, [[respuesta de frecuencia]]. El comportamiento del circuito se puede describir con ayuda de estos dos conceptos.
El intervalo de frecuencia en que se procesan las señales eléctricas está cubierto por cuatro sistemas electromagnéticos resonantes.
*Circuito LRC, en [[electrodinámica]] es un circuito lineal que contiene una [[resistencia eléctrica]], una [[bobina]] (inductancia) y un [[condensador]] (capacitancia).
*Secciones de [[línea de transmisión]].
*[[Cavidad resonante]].
*[[Resonador Fabri-Perot]].
La resonancia es la tendencia de un cuerpo físico a vibrar en una o más frecuencias específicas.
Los filtros resonantes simulan la resonancia de cuerpos físicos introduciendo realimentación (feedback) que potencia una banda de frecuencias alrededor de la frecuencia de corte del filtro. La cantidad de resonancia generalmente afecta el ancho de la banda de frecuencias que se amplifica, valores bajos resaltarán una banda más ancha mientras que valores altos de resonancia destacarán bandas más estrechas.
Los sistemas electromagnéticos resonantes se caracterizan por su factor de calidad o factor de selectividad Q que se define como f<sub>0</sub>/∆f, donde ∆f es el intervalo de frecuencias en que el sistema responde apreciablemente y f<sub>0</sub> es la [[frecuencia de resonancia]]. La calidad de un sistema resonante depende de su construcción, aumentando con (f<sub>0</sub>)<sup>1/2</sup>.

==Comportamiento de los circuitos resonantes RLC serie y paralelo==
===Análisis de los circuitos resonantes RLC===
Los circuitos resonantes RLC cubren un intervalo de siete órdenes de frecuencia. Los detalles constructivos de los circuitos RLC para baja frecuencia difieren grandemente de los circuitos para alta frecuencia, pero las ecuaciones que describen su comportamiento son idénticas.
Los circuitos resonantes RLC en serie (figura. 2 a) y el circuitos RLC paralelo (figura. 2 b) guardan una completa analogía por lo que son denominados duales.

[[Archivo: Fig._2_Circuitos_a)_en_paralelo,_b)_en_serie.PNG]]

Fig. 2 Circuitos: a) en paralelo, b) en serie.

===Obteniendo la respuesta como una función del estímulo===
Para obtener Ũ=f(Ĩ<sub>0</sub>) IMG E utilizamos la ley de Kirchhoff de los nodos para el circuito RLC en paralelo:
IMG F
Para obtener IMG G utilizamos la ley de Kirchhoff de las mallas en el circuito RLC serie:
IMG H
Según la [[ley de Ohm]] para corrientes y potenciales alternos en cada elemento, obtenemos:
IMG I
Las ecuaciones son idénticas si cambiamos: IMG J
Lo analizado en el circuito en paralelo para IMG K, será cierto en el circuito en serie para IMG L
IMG M
La ecuación anterior relaciona el fasor respuesta con el fasor estímulo y la frecuencia. El fasor es un número complejo que se determina por dos números reales, la amplitud y la fase. El análisis de estas dos magnitudes por separado para el circuito en paralelo, y las conclusiones para el circuito en serie se obtendrán haciendo uso de la analogía.

===Análisis de la amplitud y la fase para el circuito en paralelo===
Hallando la dependencia de la amplitud de la respuesta con la frecuencia IMG N
IMG O
La curva de respuesta de frecuencia es una lorentziana con máximo en IMG P para ambos circuitos (figura 3). El ancho de banda es la diferencia entre las dos frecuencias para las cuales la amplitud del estimulo cae a IMG Q de su valor máximo. Igualando el denominador de la ecuación (4) a IMG R obtenemos:
IMG S
Fig. 3 Respuesta de frecuencia del circuito resonante.
tomando raíz en ambos miembros:
IMG T
MG U
que tiene como soluciones:
IMG V
De las cuatro soluciones, solo dos son positivas:
IMG W
IMG X
IMG Y
Por analogía:
IMG Z
Observar que el ancho de banda es inversamente proporcional al tiempo de respuesta del circuito RC. Resulta una ley general que el ancho de banda en frecuencia de un sistema es inversamente proporcional al tiempo que demora en responder.
===Comportamiento de la fase con la frecuencia para el circuito en paralelo===
El denominador de la ecuación (4) se puede expresar como IMG Z1 y queda:
IMG Z2
La diferencia de fase entre IMG Z3 en el circuito en paralelo vale:
IMG Z4
La diferencia de fase entre IMG Z5 en el circuito en vale:
IMG Z6
Utilizando la ecuación 12 y 4 obtenemos:
IMG Z7
===Magnitudes que simplifican las expresiones y facilitan el razonamiento cualitativo===
Impedancia característica del circuito, valor de las reactancias inductivas o capacitivas a la frecuencia de resonancia y se simboliza por la letra ρ:
IMG Z8
Efectuando los cambios correspondientes para pasar del circuito en paralelo al circuito en serie, sé verá que la expresión para ρ se mantiene; la impedancia característica de un circuito en serie con los mismos parámetros que uno en paralelo es la misma.
La calidad del circuito IMG 1A que ya fue definido como IMG A o multiplicando por 2π el numerador y el denominador IMG Z9. Si sustituimos IMG Z10 por IMG Z11 y IMG Z12 por IMG Z13 para el circuito en paralelo:
IMG Z14
Las corrientes en R, L y C durante la resonancia valen:
IMG Z15
Durante la resonancia, las corrientes, en las componentes reactivas son IMG Z15 veces mayores que la fuente; por eso la resonancia en un circuito RLC en paralelo se le suele llamar resonancia de corrientes.
La dependencia con la frecuencia de las corrientes por los elementos reactivos se puede conocer dividiendo IMG Z18 por las reactancias respectivas:
IMG Z18
En el circuito en serie:
IMG Z19
Los voltajes en IMG Z20 durante la resonancia valen:
IMG Z21
Durante la resonancia, los voltajes en las componentes reactivas son IMG Z22 veces mayores que la fuente.
Por eso a la resonancia en un circuito RLC en serie se le suele llamar resonancia de voltaje.
La dependencia con la frecuencia de los voltajes en los elementos reactivos, se puede conocer multiplicando IMG Z23 por sus respectivas reactancias:
IMG Z24
===Problemas en el circuito real===
La teoría anterior mente estudiada no es aplicable directamente a los circuitos reales debido a las siguientes razones.
En el circuito en paralelo consiste en que un inductor real tiene pérdidas resistivas que hacen que su aproximación circuital más simple se la mostrada en la figura 4 a.
No obstante, si el inductor es de suficiente calidad a la frecuencia que va a operar se deberá cumplirse que:
IMG Z25
La admitancia IMG Z26 del inductor valdrá:
IMG Z27
Consiste en que un capacitor real tiene fugas a través del dieléctrico u otras pérdidas, que hacen que su aproximación circuital más simple sea como la mostrada en la figura 4 b.
Fig. 4 Aproximación circuital: a) de un inductor real, b) de un capacitor real.
No obstante, si el capacitor es de suficiente calidad a la frecuencia que va a operar se deberá cumplirse que:
IMG Z28
La impedancia IMG Z29 del capacitor valdrá:
IMG Z 30
Las siguientes equivalencias circuitales serán ciertas, figura 5.
Si este inductor forma parte de un circuito resonante, para las frecuencias cercanas a la resonancia se cumplirá que:
IMG Z 31
ya que:
IMG Z 32
Fig. 5 Equivalencias circuitales: a) de un inductor real, b) de un capacitor real.
Si este capacitor forma parte de algún circuito resonante para las frecuencias cercanas a la resonancia, se cumplirá que:
IMG Z 33
==Aplicaciones de los filtros resonantes==
*El sistema más elemental para selector de estaciones de radio es un circuito tanque con un capacitor variable conectado a la salida de una antena.
*Los [transformadores] no funcionan a alta frecuencia. Sin embargo muchas veces es necesario aumentar la amplitud de una señal de alta frecuencia. Para resolver este problema se emplea un circuito resonante en serie.
*Los filtros permiten modificar el timbre del sonido. Con filtros resonantes se pueden crear resonadores que le dan mucha más calidez a un sonido generado electrónicamente.

==Fuente==

*Dean, K.S.: Integrated electronics. Chapman and Hall LTD, G.B., 1967.
*Millmann Y Halkias: Integrated electronics, analog and digital circuits and systems. Mc Graw-Hill Book Company, EE.UU, 1972.

[[Category: Electrónica]]
[[Category:Elementos de circuitos]]

Filtro resonante

2021-04-27T14:36:59Z

Novelis jc.jiguani1: /* Introducción */

{{Definición
|nombre= Filtro resonante
|imagen=Filtroresonante.jpg
|tamaño=
|concepto= En el procesamiento electrónico de señales eléctricas, son los dispositivos que usando el efecto de la resonancia magnética son capases de seleccionar las señales por sus frecuencias.
}}
<div align="justify">
'''Filtro resonante.''' El procesamiento electrónico de señales eléctricas requiere de dispositivos capaces de seleccionar las señales por su frecuencias. Estos dispositivos se denominan filtros. La resonancia magnética es el efecto más usado para éste propósito.
==Introducción==
En relación con el sonido, se denominará, timbre a la sensación que permite diferenciar las voces de distintas personas o diferenciar el sonido, por ejemplo de un clarinete o una trompeta. La sensación de timbre responde a la composición espectral del sonido y no a su dependencia temporal específica, pues el oído humano es insensible a las fases de las componentes espectrales. Dos sonidos con dependencias temporales distintas, se oyen igual si tienen el mismo [[espectro]]. Al conjunto de las amplitudes de las corrientes o los potenciales alternos que componen una [[señal eléctrica]], se le denomina espectro y a la dependencia de la respuesta de un circuito ante la frecuencia de los componentes, [[respuesta de frecuencia]]. El comportamiento del circuito se puede describir con ayuda de estos dos conceptos.
El intervalo de frecuencia en que se procesan las señales eléctricas está cubierto por cuatro sistemas electromagnéticos resonantes.
*Circuito LRC, en [[electrodinámica]] es un circuito lineal que contiene una [[resistencia eléctrica]], una [[bobina]] (inductancia) y un [[condensador]] (capacitancia).
*Secciones de [[línea de transmisión]].
*[[Cavidad Resonante]].
*[[Resonador Fabri-Perot]].
La resonancia es la tendencia de un cuerpo físico a vibrar en una o más frecuencias específicas.
Los filtros resonantes simulan la resonancia de cuerpos físicos introduciendo realimentación (feedback) que potencia una banda de frecuencias alrededor de la frecuencia de corte del filtro. La cantidad de resonancia generalmente afecta el ancho de la banda de frecuencias que se amplifica, valores bajos resaltarán una banda más ancha mientras que valores altos de resonancia destacarán bandas más estrechas.
Los sistemas electromagnéticos resonantes se caracterizan por su factor de calidad o factor de selectividad Q que se define como f<sub>0</sub>/∆f, donde ∆f es el intervalo de frecuencias en que el sistema responde apreciablemente y f<sub>0</sub> es la [[frecuencia de resonancia]]. La calidad de un sistema resonante depende de su construcción, aumentando con (f<sub>0</sub>)<sup>1/2</sup>.

==Comportamiento de los circuitos resonantes RLC serie y paralelo==
===Análisis de los circuitos resonantes RLC===
Los circuitos resonantes RLC cubren un intervalo de siete órdenes de frecuencia. Los detalles constructivos de los circuitos RLC para baja frecuencia difieren grandemente de los circuitos para alta frecuencia, pero las ecuaciones que describen su comportamiento son idénticas.
Los circuitos resonantes RLC en serie (figura. 2 a) y el circuitos RLC paralelo (figura. 2 b) guardan una completa analogía por lo que son denominados duales.

[[Archivo: Fig._2_Circuitos_a)_en_paralelo,_b)_en_serie.PNG]]

Fig. 2 Circuitos: a) en paralelo, b) en serie.

===Obteniendo la respuesta como una función del estímulo===
Para obtener Ũ=f(Ĩ<sub>0</sub>) IMG E utilizamos la ley de Kirchhoff de los nodos para el circuito RLC en paralelo:
IMG F
Para obtener IMG G utilizamos la ley de Kirchhoff de las mallas en el circuito RLC serie:
IMG H
Según la [[ley de Ohm]] para corrientes y potenciales alternos en cada elemento, obtenemos:
IMG I
Las ecuaciones son idénticas si cambiamos: IMG J
Lo analizado en el circuito en paralelo para IMG K, será cierto en el circuito en serie para IMG L
IMG M
La ecuación anterior relaciona el fasor respuesta con el fasor estímulo y la frecuencia. El fasor es un número complejo que se determina por dos números reales, la amplitud y la fase. El análisis de estas dos magnitudes por separado para el circuito en paralelo, y las conclusiones para el circuito en serie se obtendrán haciendo uso de la analogía.

===Análisis de la amplitud y la fase para el circuito en paralelo===
Hallando la dependencia de la amplitud de la respuesta con la frecuencia IMG N
IMG O
La curva de respuesta de frecuencia es una lorentziana con máximo en IMG P para ambos circuitos (figura 3). El ancho de banda es la diferencia entre las dos frecuencias para las cuales la amplitud del estimulo cae a IMG Q de su valor máximo. Igualando el denominador de la ecuación (4) a IMG R obtenemos:
IMG S
Fig. 3 Respuesta de frecuencia del circuito resonante.
tomando raíz en ambos miembros:
IMG T
MG U
que tiene como soluciones:
IMG V
De las cuatro soluciones, solo dos son positivas:
IMG W
IMG X
IMG Y
Por analogía:
IMG Z
Observar que el ancho de banda es inversamente proporcional al tiempo de respuesta del circuito RC. Resulta una ley general que el ancho de banda en frecuencia de un sistema es inversamente proporcional al tiempo que demora en responder.
===Comportamiento de la fase con la frecuencia para el circuito en paralelo===
El denominador de la ecuación (4) se puede expresar como IMG Z1 y queda:
IMG Z2
La diferencia de fase entre IMG Z3 en el circuito en paralelo vale:
IMG Z4
La diferencia de fase entre IMG Z5 en el circuito en vale:
IMG Z6
Utilizando la ecuación 12 y 4 obtenemos:
IMG Z7
===Magnitudes que simplifican las expresiones y facilitan el razonamiento cualitativo===
Impedancia característica del circuito, valor de las reactancias inductivas o capacitivas a la frecuencia de resonancia y se simboliza por la letra ρ:
IMG Z8
Efectuando los cambios correspondientes para pasar del circuito en paralelo al circuito en serie, sé verá que la expresión para ρ se mantiene; la impedancia característica de un circuito en serie con los mismos parámetros que uno en paralelo es la misma.
La calidad del circuito IMG 1A que ya fue definido como IMG A o multiplicando por 2π el numerador y el denominador IMG Z9. Si sustituimos IMG Z10 por IMG Z11 y IMG Z12 por IMG Z13 para el circuito en paralelo:
IMG Z14
Las corrientes en R, L y C durante la resonancia valen:
IMG Z15
Durante la resonancia, las corrientes, en las componentes reactivas son IMG Z15 veces mayores que la fuente; por eso la resonancia en un circuito RLC en paralelo se le suele llamar resonancia de corrientes.
La dependencia con la frecuencia de las corrientes por los elementos reactivos se puede conocer dividiendo IMG Z18 por las reactancias respectivas:
IMG Z18
En el circuito en serie:
IMG Z19
Los voltajes en IMG Z20 durante la resonancia valen:
IMG Z21
Durante la resonancia, los voltajes en las componentes reactivas son IMG Z22 veces mayores que la fuente.
Por eso a la resonancia en un circuito RLC en serie se le suele llamar resonancia de voltaje.
La dependencia con la frecuencia de los voltajes en los elementos reactivos, se puede conocer multiplicando IMG Z23 por sus respectivas reactancias:
IMG Z24
===Problemas en el circuito real===
La teoría anterior mente estudiada no es aplicable directamente a los circuitos reales debido a las siguientes razones.
En el circuito en paralelo consiste en que un inductor real tiene pérdidas resistivas que hacen que su aproximación circuital más simple se la mostrada en la figura 4 a.
No obstante, si el inductor es de suficiente calidad a la frecuencia que va a operar se deberá cumplirse que:
IMG Z25
La admitancia IMG Z26 del inductor valdrá:
IMG Z27
Consiste en que un capacitor real tiene fugas a través del dieléctrico u otras pérdidas, que hacen que su aproximación circuital más simple sea como la mostrada en la figura 4 b.
Fig. 4 Aproximación circuital: a) de un inductor real, b) de un capacitor real.
No obstante, si el capacitor es de suficiente calidad a la frecuencia que va a operar se deberá cumplirse que:
IMG Z28
La impedancia IMG Z29 del capacitor valdrá:
IMG Z 30
Las siguientes equivalencias circuitales serán ciertas, figura 5.
Si este inductor forma parte de un circuito resonante, para las frecuencias cercanas a la resonancia se cumplirá que:
IMG Z 31
ya que:
IMG Z 32
Fig. 5 Equivalencias circuitales: a) de un inductor real, b) de un capacitor real.
Si este capacitor forma parte de algún circuito resonante para las frecuencias cercanas a la resonancia, se cumplirá que:
IMG Z 33
==Aplicaciones de los filtros resonantes==
*El sistema más elemental para selector de estaciones de radio es un circuito tanque con un capacitor variable conectado a la salida de una antena.
*Los [transformadores] no funcionan a alta frecuencia. Sin embargo muchas veces es necesario aumentar la amplitud de una señal de alta frecuencia. Para resolver este problema se emplea un circuito resonante en serie.
*Los filtros permiten modificar el timbre del sonido. Con filtros resonantes se pueden crear resonadores que le dan mucha más calidez a un sonido generado electrónicamente.

==Fuente==

*Dean, K.S.: Integrated electronics. Chapman and Hall LTD, G.B., 1967.
*Millmann Y Halkias: Integrated electronics, analog and digital circuits and systems. Mc Graw-Hill Book Company, EE.UU, 1972.

[[Category: Electrónica]]
[[Category:Elementos de circuitos]]

Cavidad resonante

2021-04-27T14:25:12Z

Novelis jc.jiguani1: /* Importancia */

{{Definición
|nombre= Cavidad resonante
|imagen=
|tamaño=
|concepto= En electromagnetismo, el circuito resonante para ondas electromagnéticas de frecuencias muy altas por ejemplo, VHF y UHF.
}}

'''Cavidad resonante'''. En [[electromagnetismo]], circuito resonante para ondas electromagnéticas de frecuencias muy altas por ejemplo, [[VHF]] y [[UHF]]. O puede decirse, un volumen cerrado por paredes conductoras dentro del cual se introduce y se extrae energía por diversos métodos es una cavidad resonante.

==Estudio de las cavidades resonantes==
El estudio de las cavidades resonantes, es una ciencia ingenieril relativamente nueva, aunque la teoría fundamental se remonta a los tiempos de [[Maxwell]]. La falta de interés ingenieril en las cavidades resonantes probablemente se debe a las frecuencias extremadamente altas requeridas para estructuras resonantes de tamaños razonables. Estas fuentes de alta frecuencias y sus equipos de pruebas asociados no estaban disponibles hasta hace poco, de manera que el trabajo experimental en este área no fue posible. El interés en las cavidades resonantes empezó en los años 30 del siglo pasado, cuando [[W. W. Hansen]] publicó dos artículos sobre resonadores eléctricos y son la base del estudio de las cavidades resonantes de nuestros tiempos.

==Principio de funcionamiento==
Se puede demostrar que una [[línea de transmisión]] cortocircuitada en ambos extremos exhibe propiedades resonantes a frecuencias cuando la [[longitud de onda]] λ, es λ/2 o un múltiple de λ/2. De la analogía directo se espera que el mismo fenómeno ocurre cuando una sección de guía de onda es cortocircuitado en ambos extremos. Cuando se colocan placas metálicas sobre los extremos de las guías, hay una región dieléctrica completamente envuelta por una superficie conductora. Hay una gran cantidad de modos de resonancia posible, de hecho, una infinidad de ellos. Para cada modo de guía de onda habrá un número [[infinito]] de múltiples de λ/2 que caben en la dirección longitudinal entre los dos extremos. Entonces una infinidad de modos es posible. Normalmente sólo los modos de orden bajo son de interés, y el de la [[frecuencia]] resonante más bajo se refiere como el modo dominante.
En la solución [[matemática]] de casos geométricos sencillos como la cavidad rectangular y cavidad cilíndrica, se debe mencionar que este método de analizar las cavidades resonantes es algo restrictivo. Conduce a una solución de esas configuraciones geométricas que tengan propiedades cilíndricas generales, es decir, los que tengan la misma sección transversal arbitraria cuando se ve en cualquier punto a lo largo del eje longitudinal. En realidad una región dieléctrica de cualquier forma que se encierra por una superficie conductora exhibe propiedades resonantes y esto es la forma más general de la cavidad resonante. La solución de tal problema general es bastante difícil; enfocados en estos casos sencillos se pueden resolver utilizando la teoría de [[guía de onda]].

==Tipos de cavidades resonantes==
*Cavidad Coaxial.
*Cavidades de Guía de Onda.
*Cavidad de Segundo Armónico.

==Usos comunes==
*Para seleccionar determinadas frecuencias del conjunto de ondas electromagnéticas.
*Oscila a unas determinadas frecuencias con una amplitud más grande para generar ondas electromagnéticas.
*Para seleccionar frecuencias específicas de una señal.
*Eliminar ondas como filtro pasa banda.

==Importancia==
La [[cavidad resonante]] es fundamental para la producción de oscilaciones en el rango de las [[microondas]], ondas electromagnéticas; generalmente de entre 300 MHz y 30 GHz, que supone un período de oscilación de 3 ns a 33 ps y una longitud de onda en el rango de 1 m a 10 mm. Las cavidades, de dimensión y forma apropiadas, forman parte central del [[magnetrón]] y [[klistrón]] o klystron, que son los dispositivos generadores de microondas.

==Fuente==
*Dean, K.S.: Integrated electronics. Chapman and Hall LTD, G.B., 1967.
*Millmann Y Halkias: Integrated electronics, analog and digital circuits and systems. Mc Graw-Hill Book Company, EE.UU, 1972.
*http://es.wikipedia.org/wiki/Electromagnetismo
*https://www.biodic.net/palabra/cavidad-resonante/#.W123Pvk3HIU
[[Category: Electrónica]]
[[Category:Elementos de circuitos]]

Archivo:Omar Ángel Fernández.jpg

2020-02-01T17:57:34Z

Novelis jc.jiguani1:

== Información de copyright: ==

== Fuente: ==

Respuesta de frecuencia

2019-12-25T20:05:07Z

Novelis jc.jiguani1: /* Procedimiento para obtener la respuesta de frecuencia */

{{Definición
|nombre= Respuesta de frecuencia
|imagen=
|tamaño=
|concepto= Respuesta en estado estacionario de un sistema estable ante una entrada senoidal.
}}
<div align=justify>
'''Respuesta de frecuencia'''. La respuesta en estado estable de un sistema sujeto a una señal sinusoidal de amplitud (a) fija pero a una [[frecuencia]] (w) variable en cierto rango. El diseño de sistemas de control con retroalimentación para la industria se realiza empleando frecuentemente los métodos de la respuesta de frecuencia más que cualquier otro método.
==Introducción==
La respuesta de componentes y sistemas a varios tipos de señales de entradas en el dominio temporal, c(t) contiene dos términos, un término transitorio (que es la solución complementaria) y un término de estado estacionario o constante (solución particular), obtenidos ambos por la solución de la ecuación del [[sistema]], cuando es aplicada una excitación en la entrada.

La respuesta en estado estable de componentes y sistemas cuando sean excitados por una señal senoidal de amplitud fija pero con una frecuencia que varía en un cierto rango. Es común en el análisis frecuencial que el interés se centre en el estudio de las siguientes relaciones:
#La relación de amplitud b/a, que se la denomina relación de [[magnitud]] y se la designa como M(ω).
#El ángulo de fase φ(ω). Un [[ángulo]] de fase negativo recibe el nombre de retardo de fase, y un ángulo de fase positiva es denominado adelanto de fase.

==Ventajas del método de respuesta a la frecuencia==
#Las mediciones de respuesta en frecuencia en general son simples y pueden ser efectuadas con exactitud usando generadores de señal senoidales fácilmente obtenibles y equipos de medición precisos.
#Frecuentemente se pueden determinar experimentalmente, las funciones transferencia de componentes complicados en prueba de respuesta de [[frecuencia]].
#Se puede diseñar un sistema de manera que los efectos del [[ruido]] indeseable sean despreciables, y de que ese análisis y diseño pueda extenderse a ciertos sistemas de control no lineales.
#Obtener la respuesta frecuencial es importante puesto que proporciona medios convenientes para obtener la respuesta en el estado estable para cualquier sistema lineal sujeto a una señal senoidal. La determinación de información sobre la respuesta a la frecuencia se realiza de un modo analítico, aunque tales datos se pueden obtener experimentalmente si el [[sistema]] existe.

==Procedimiento para obtener la respuesta de frecuencia==
#Se obtiene la función de transferencia para el componente o sistemas a analizar. G(s)=C(s)/R(s). Donde C(s) es la transformada de la salida y R(s) la transformada de la entrada. La respuesta en estado estacionario de un sistema lineal e invariante en el [[tiempo]] ante una entrada senoidal no depende de las condiciones iniciales, por lo que se van a suponer condiciones iniciales nulas.
#En la función de transferencia se sustituye s por ωj.
#Para varios valores de la frecuencia ω, se determina la relación de magnitud M(w) y el ángulo de fase φ(w).
#Se grafican los resultados de 3 en coordenadas polares o coordenadas rectangulares. Estas gráficas no solamente dan medios convenientes para presentar los datos de respuesta a la frecuencia, sino que también son la base para los métodos de análisis y diseño.

Aunque la respuesta de frecuencia de un sistema de control de una imagen cualitativa de la [[respuesta transitoria]], la correlación entre frecuencia y respuestas transitorias, es indirecta, excepto en el caso de sistemas de segundo orden. Al proyectar un sistema de lazo cerrado, se puede ajustar la característica de respuesta de frecuencia, usando diversos criterios de diseño para obtener características de respuesta transitoria aceptables. Una vez entendida la correlación indirecta entre diversas mediciones de la respuesta transitoria y la respuesta de frecuencia, puede utilizarse ventajosamente el método de respuesta de frecuencia.
El diseño de un [[sistema de control de procesos]] basado en este procedimiento, se funda en la interpretación de las características de respuesta a la frecuencia. Este análisis de un sistema de control, indica gráficamente qué modificaciones hay que hacer en la función de transferencia de lazo abierto para obtener las características deseadas de respuesta transitoria.
Es importante el análisis de la respuesta de sistemas a una señal senoidal, aun cuando en la práctica, los sistemas de control raramente están expuestos a señales armónicas. La información obtenida por el análisis senoidal puede usarse para establecer la [[naturaleza]] de la respuesta a una gran variedad de señales. Además, el análisis es conveniente para manejarlo matemática y experimentalmente.

==Conclusiones==
En conclusión la respuesta en frecuencia es la técnica donde una señal de prueba senoidal es usada para medir puntos sobre la respuesta de frecuencia de una función de transferencia. La básica disposición en la cual una onda senoidal u(t) es aplicado para un sistema con la función de [[transferencia]] G(s). Después de que la [[oscilación]] momentánea desarrollada para condiciones iníciales ha decaído, la salida c(t) viene a ser una [[onda]] senoidal pero con una magnitud diferente C y fase relativa φ. La magnitud y la fase de la salida c(t) están de hecho relacionadas con la función de transferencia G(s) a la frecuencia (w rad/s) de la salida sinusoidal.
==Fuentes==
*Astrom, K.J. y B. Wittenmark: Computer Controlled System-Theory and Design. Prentice Hall Inc. Englewood Cliffs, New Jersey, 1984.
[[Category:Ciencias_informáticas]] [[Category:Tecnología_de_la_automatización]]

Respuesta de frecuencia

2019-12-25T19:56:50Z

Novelis jc.jiguani1: /* Ventajas del método de respuesta a la frecuencia */

{{Definición
|nombre= Respuesta de frecuencia
|imagen=
|tamaño=
|concepto= Respuesta en estado estacionario de un sistema estable ante una entrada senoidal.
}}
<div align=justify>
'''Respuesta de frecuencia'''. La respuesta en estado estable de un sistema sujeto a una señal sinusoidal de amplitud (a) fija pero a una [[frecuencia]] (w) variable en cierto rango. El diseño de sistemas de control con retroalimentación para la industria se realiza empleando frecuentemente los métodos de la respuesta de frecuencia más que cualquier otro método.
==Introducción==
La respuesta de componentes y sistemas a varios tipos de señales de entradas en el dominio temporal, c(t) contiene dos términos, un término transitorio (que es la solución complementaria) y un término de estado estacionario o constante (solución particular), obtenidos ambos por la solución de la ecuación del [[sistema]], cuando es aplicada una excitación en la entrada.

La respuesta en estado estable de componentes y sistemas cuando sean excitados por una señal senoidal de amplitud fija pero con una frecuencia que varía en un cierto rango. Es común en el análisis frecuencial que el interés se centre en el estudio de las siguientes relaciones:
#La relación de amplitud b/a, que se la denomina relación de [[magnitud]] y se la designa como M(ω).
#El ángulo de fase φ(ω). Un [[ángulo]] de fase negativo recibe el nombre de retardo de fase, y un ángulo de fase positiva es denominado adelanto de fase.

==Ventajas del método de respuesta a la frecuencia==
#Las mediciones de respuesta en frecuencia en general son simples y pueden ser efectuadas con exactitud usando generadores de señal senoidales fácilmente obtenibles y equipos de medición precisos.
#Frecuentemente se pueden determinar experimentalmente, las funciones transferencia de componentes complicados en prueba de respuesta de [[frecuencia]].
#Se puede diseñar un sistema de manera que los efectos del [[ruido]] indeseable sean despreciables, y de que ese análisis y diseño pueda extenderse a ciertos sistemas de control no lineales.
#Obtener la respuesta frecuencial es importante puesto que proporciona medios convenientes para obtener la respuesta en el estado estable para cualquier sistema lineal sujeto a una señal senoidal. La determinación de información sobre la respuesta a la frecuencia se realiza de un modo analítico, aunque tales datos se pueden obtener experimentalmente si el [[sistema]] existe.

==Procedimiento para obtener la respuesta de frecuencia==
#Se obtiene la función de transferencia para el componente o sistemas a analizar. G(s)=C(s)/R(s). Donde C(s) es la transformada de la salida y R(s) la transformada de la entrada. La respuesta en estado estacionario de un sistema lineal e invariante en el [[tiempo]] ante una entrada senoidal no depende de las condiciones iniciales, por lo que se van a suponer condiciones iniciales nulas.
#En la función de transferencia se sustituye s por ωj.
#Para varios valores de la frecuencia ω, se determina la relación de magnitud M(w) y el ángulo de fase φ(w).
#Se grafican los resultados de 3 en coordenadas polares o rectangulares. Estas gráficas no solamente dan medios convenientes para presentar los datos de respuesta a la frecuencia, sino que también son la base para los métodos de análisis y diseño.

Aunque la respuesta de frecuencia de un sistema de control de una imagen cualitativa de la [[respuesta transitoria]], la correlación entre frecuencia y respuestas transitorias, es indirecta, excepto en el caso de sistemas de segundo orden. Al proyectar un sistema de lazo cerrado, se puede ajustar la característica de respuesta de frecuencia, usando diversos criterios de diseño para obtener características de respuesta transitoria aceptables. Una vez entendida la correlación indirecta entre diversas mediciones de la respuesta transitoria y la respuesta de frecuencia, puede utilizarse ventajosamente el método de respuesta de frecuencia.
El diseño de un [[sistema de control de procesos]] basado en este procedimiento, se funda en la interpretación de las características de respuesta a la frecuencia. Este análisis de un sistema de control, indica gráficamente qué modificaciones hay que hacer en la función de transferencia de lazo abierto para obtener las características deseadas de respuesta transitoria.
Es importante el análisis de la respuesta de sistemas a una señal senoidal, aun cuando en la práctica, los sistemas de control raramente están expuestos a señales armónicas. La información obtenida por el análisis senoidal puede usarse para establecer la [[naturaleza]] de la respuesta a una gran variedad de señales. Además, el análisis es conveniente para manejarlo matemática y experimentalmente.

==Conclusiones==
En conclusión la respuesta en frecuencia es la técnica donde una señal de prueba senoidal es usada para medir puntos sobre la respuesta de frecuencia de una función de transferencia. La básica disposición en la cual una onda senoidal u(t) es aplicado para un sistema con la función de [[transferencia]] G(s). Después de que la [[oscilación]] momentánea desarrollada para condiciones iníciales ha decaído, la salida c(t) viene a ser una [[onda]] senoidal pero con una magnitud diferente C y fase relativa φ. La magnitud y la fase de la salida c(t) están de hecho relacionadas con la función de transferencia G(s) a la frecuencia (w rad/s) de la salida sinusoidal.
==Fuentes==
*Astrom, K.J. y B. Wittenmark: Computer Controlled System-Theory and Design. Prentice Hall Inc. Englewood Cliffs, New Jersey, 1984.
[[Category:Ciencias_informáticas]] [[Category:Tecnología_de_la_automatización]]

Respuesta de frecuencia

2019-12-25T19:55:30Z

Novelis jc.jiguani1: /* Procedimiento para obtener la respuesta de frecuencia */

{{Definición
|nombre= Respuesta de frecuencia
|imagen=
|tamaño=
|concepto= Respuesta en estado estacionario de un sistema estable ante una entrada senoidal.
}}
<div align=justify>
'''Respuesta de frecuencia'''. La respuesta en estado estable de un sistema sujeto a una señal sinusoidal de amplitud (a) fija pero a una [[frecuencia]] (w) variable en cierto rango. El diseño de sistemas de control con retroalimentación para la industria se realiza empleando frecuentemente los métodos de la respuesta de frecuencia más que cualquier otro método.
==Introducción==
La respuesta de componentes y sistemas a varios tipos de señales de entradas en el dominio temporal, c(t) contiene dos términos, un término transitorio (que es la solución complementaria) y un término de estado estacionario o constante (solución particular), obtenidos ambos por la solución de la ecuación del [[sistema]], cuando es aplicada una excitación en la entrada.

La respuesta en estado estable de componentes y sistemas cuando sean excitados por una señal senoidal de amplitud fija pero con una frecuencia que varía en un cierto rango. Es común en el análisis frecuencial que el interés se centre en el estudio de las siguientes relaciones:
#La relación de amplitud b/a, que se la denomina relación de [[magnitud]] y se la designa como M(ω).
#El ángulo de fase φ(ω). Un [[ángulo]] de fase negativo recibe el nombre de retardo de fase, y un ángulo de fase positiva es denominado adelanto de fase.

==Ventajas del método de respuesta a la frecuencia==
*Las mediciones de respuesta en frecuencia en general son simples y pueden ser efectuadas con exactitud usando generadores de señal senoidales fácilmente obtenibles y equipos de medición precisos.
*Frecuentemente se pueden determinar experimentalmente, las funciones transferencia de componentes complicados en prueba de respuesta de [[frecuencia]].
*Se puede diseñar un sistema de manera que los efectos del [[ruido]] indeseable sean despreciables, y de que ese análisis y diseño pueda extenderse a ciertos sistemas de control no lineales.
*Obtener la respuesta frecuencial es importante puesto que proporciona medios convenientes para obtener la respuesta en el estado estable para cualquier sistema lineal sujeto a una señal senoidal. La determinación de información sobre la respuesta a la frecuencia se realiza de un modo analítico, aunque tales datos se pueden obtener experimentalmente si el [[sistema]] existe.

==Procedimiento para obtener la respuesta de frecuencia==
#Se obtiene la función de transferencia para el componente o sistemas a analizar. G(s)=C(s)/R(s). Donde C(s) es la transformada de la salida y R(s) la transformada de la entrada. La respuesta en estado estacionario de un sistema lineal e invariante en el [[tiempo]] ante una entrada senoidal no depende de las condiciones iniciales, por lo que se van a suponer condiciones iniciales nulas.
#En la función de transferencia se sustituye s por ωj.
#Para varios valores de la frecuencia ω, se determina la relación de magnitud M(w) y el ángulo de fase φ(w).
#Se grafican los resultados de 3 en coordenadas polares o rectangulares. Estas gráficas no solamente dan medios convenientes para presentar los datos de respuesta a la frecuencia, sino que también son la base para los métodos de análisis y diseño.

Aunque la respuesta de frecuencia de un sistema de control de una imagen cualitativa de la [[respuesta transitoria]], la correlación entre frecuencia y respuestas transitorias, es indirecta, excepto en el caso de sistemas de segundo orden. Al proyectar un sistema de lazo cerrado, se puede ajustar la característica de respuesta de frecuencia, usando diversos criterios de diseño para obtener características de respuesta transitoria aceptables. Una vez entendida la correlación indirecta entre diversas mediciones de la respuesta transitoria y la respuesta de frecuencia, puede utilizarse ventajosamente el método de respuesta de frecuencia.
El diseño de un [[sistema de control de procesos]] basado en este procedimiento, se funda en la interpretación de las características de respuesta a la frecuencia. Este análisis de un sistema de control, indica gráficamente qué modificaciones hay que hacer en la función de transferencia de lazo abierto para obtener las características deseadas de respuesta transitoria.
Es importante el análisis de la respuesta de sistemas a una señal senoidal, aun cuando en la práctica, los sistemas de control raramente están expuestos a señales armónicas. La información obtenida por el análisis senoidal puede usarse para establecer la [[naturaleza]] de la respuesta a una gran variedad de señales. Además, el análisis es conveniente para manejarlo matemática y experimentalmente.

==Conclusiones==
En conclusión la respuesta en frecuencia es la técnica donde una señal de prueba senoidal es usada para medir puntos sobre la respuesta de frecuencia de una función de transferencia. La básica disposición en la cual una onda senoidal u(t) es aplicado para un sistema con la función de [[transferencia]] G(s). Después de que la [[oscilación]] momentánea desarrollada para condiciones iníciales ha decaído, la salida c(t) viene a ser una [[onda]] senoidal pero con una magnitud diferente C y fase relativa φ. La magnitud y la fase de la salida c(t) están de hecho relacionadas con la función de transferencia G(s) a la frecuencia (w rad/s) de la salida sinusoidal.
==Fuentes==
*Astrom, K.J. y B. Wittenmark: Computer Controlled System-Theory and Design. Prentice Hall Inc. Englewood Cliffs, New Jersey, 1984.
[[Category:Ciencias_informáticas]] [[Category:Tecnología_de_la_automatización]]

Respuesta de frecuencia

2019-12-25T19:42:36Z

Novelis jc.jiguani1: /* Introducción */

{{Definición
|nombre= Respuesta de frecuencia
|imagen=
|tamaño=
|concepto= Respuesta en estado estacionario de un sistema estable ante una entrada senoidal.
}}
<div align=justify>
'''Respuesta de frecuencia'''. La respuesta en estado estable de un sistema sujeto a una señal sinusoidal de amplitud (a) fija pero a una [[frecuencia]] (w) variable en cierto rango. El diseño de sistemas de control con retroalimentación para la industria se realiza empleando frecuentemente los métodos de la respuesta de frecuencia más que cualquier otro método.
==Introducción==
La respuesta de componentes y sistemas a varios tipos de señales de entradas en el dominio temporal, c(t) contiene dos términos, un término transitorio (que es la solución complementaria) y un término de estado estacionario o constante (solución particular), obtenidos ambos por la solución de la ecuación del [[sistema]], cuando es aplicada una excitación en la entrada.

La respuesta en estado estable de componentes y sistemas cuando sean excitados por una señal senoidal de amplitud fija pero con una frecuencia que varía en un cierto rango. Es común en el análisis frecuencial que el interés se centre en el estudio de las siguientes relaciones:
#La relación de amplitud b/a, que se la denomina relación de [[magnitud]] y se la designa como M(ω).
#El ángulo de fase φ(ω). Un [[ángulo]] de fase negativo recibe el nombre de retardo de fase, y un ángulo de fase positiva es denominado adelanto de fase.

==Ventajas del método de respuesta a la frecuencia==
*Las mediciones de respuesta en frecuencia en general son simples y pueden ser efectuadas con exactitud usando generadores de señal senoidales fácilmente obtenibles y equipos de medición precisos.
*Frecuentemente se pueden determinar experimentalmente, las funciones transferencia de componentes complicados en prueba de respuesta de [[frecuencia]].
*Se puede diseñar un sistema de manera que los efectos del [[ruido]] indeseable sean despreciables, y de que ese análisis y diseño pueda extenderse a ciertos sistemas de control no lineales.
*Obtener la respuesta frecuencial es importante puesto que proporciona medios convenientes para obtener la respuesta en el estado estable para cualquier sistema lineal sujeto a una señal senoidal. La determinación de información sobre la respuesta a la frecuencia se realiza de un modo analítico, aunque tales datos se pueden obtener experimentalmente si el [[sistema]] existe.

==Procedimiento para obtener la respuesta de frecuencia==
#Se obtiene la función de transferencia para el componente o sistemas a analizar. G(s)=C(s)/R(s). Donde C(s) es la transformada de la salida y R(s) la transformada de la entrada. La respuesta en estado estacionario de un sistema lineal e invariante en el [[tiempo]] ante una entrada senoidal no depende de las condiciones iniciales, por lo que se van a suponer condiciones iniciales nulas.
#En la función de transferencia se sustituye s por ωj.
#Para varios valores de la frecuencia ω, se determina la relación de magnitud M(w) y el ángulo de fase φ(w).
#Se grafican los resultados de 3 en coordenadas polares o rectangulares. Estas gráficas no solamente dan medios convenientes para presentar los datos de respuesta a la frecuencia, sino que también son la base para los métodos de análisis y diseño.

Aunque la respuesta de frecuencia de un sistema de control de una imagen cualitativa de la respuesta transitoria, la correlación entre frecuencia y respuestas transitorias, es indirecta, excepto en el caso de sistemas de segundo orden. Al proyectar un sistema de lazo cerrado, se puede ajustar la característica de respuesta de frecuencia, usando diversos criterios de diseño para obtener características de respuesta transitoria aceptables. Una vez entendida la correlación indirecta entre diversas mediciones de la respuesta transitoria y la respuesta de frecuencia, puede utilizarse ventajosamente el método de respuesta de frecuencia.
El diseño de un sistema de control basado en este procedimiento, se funda en la interpretación de las características de respuesta a la frecuencia. Este análisis de un sistema de control, indica gráficamente qué modificaciones hay que hacer en la función de transferencia de lazo abierto para obtener las características deseadas de respuesta transitoria.
Es importante el análisis de la respuesta de sistemas a una señal senoidal, aun cuando en la práctica, los sistemas de control raramente están expuestos a señales armónicas. La información obtenida por el análisis senoidal puede usarse para establecer la [[naturaleza]] de la respuesta a una gran variedad de señales. Además, el análisis es conveniente para manejarlo matemática y experimentalmente.

==Conclusiones==
En conclusión la respuesta en frecuencia es la técnica donde una señal de prueba senoidal es usada para medir puntos sobre la respuesta de frecuencia de una función de transferencia. La básica disposición en la cual una onda senoidal u(t) es aplicado para un sistema con la función de [[transferencia]] G(s). Después de que la [[oscilación]] momentánea desarrollada para condiciones iníciales ha decaído, la salida c(t) viene a ser una [[onda]] senoidal pero con una magnitud diferente C y fase relativa φ. La magnitud y la fase de la salida c(t) están de hecho relacionadas con la función de transferencia G(s) a la frecuencia (w rad/s) de la salida sinusoidal.
==Fuentes==
*Astrom, K.J. y B. Wittenmark: Computer Controlled System-Theory and Design. Prentice Hall Inc. Englewood Cliffs, New Jersey, 1984.
[[Category:Ciencias_informáticas]] [[Category:Tecnología_de_la_automatización]]

Respuesta de frecuencia

2019-12-20T12:17:16Z

Novelis jc.jiguani1: /* Procedimiento para obtener la respuesta de frecuencia */

{{Definición
|nombre= Respuesta de frecuencia
|imagen=
|tamaño=
|concepto= Respuesta en estado estacionario de un sistema estable ante una entrada senoidal.
}}
<div align=justify>
'''Respuesta de frecuencia'''. La respuesta en estado estable de un sistema sujeto a una señal sinusoidal de amplitud (a) fija pero a una [[frecuencia]] (w) variable en cierto rango. El diseño de sistemas de control con retroalimentación para la industria se realiza empleando frecuentemente los métodos de la respuesta de frecuencia más que cualquier otro método.
==Introducción==
La respuesta de componentes y sistemas a varios tipos de señales de entradas en el dominio temporal, c(t) contiene dos términos, un término transitorio (que es la solución complementaria) y un término de estado estacionario o constante (solución particular), obtenidos ambos por la solución de la ecuación del sistema, cuando es aplicada una excitación en la entrada.

La respuesta en estado estable de componentes y sistemas cuando sean excitados por una señal senoidal de amplitud fija pero con una frecuencia que varía en un cierto rango. Es común en el análisis frecuencial que el interés se centre en el estudio de las siguientes relaciones:
#La relación de amplitud b/a, que se la denomina relación de [[magnitud]] y se la designa como M(ω).
#El ángulo de fase φ(ω). Un [[ángulo]] de fase negativo recibe el nombre de retardo de fase, y un ángulo de fase positiva es denominado adelanto de fase.
==Ventajas del método de respuesta a la frecuencia==
*Las mediciones de respuesta en frecuencia en general son simples y pueden ser efectuadas con exactitud usando generadores de señal senoidales fácilmente obtenibles y equipos de medición precisos.
*Frecuentemente se pueden determinar experimentalmente, las funciones transferencia de componentes complicados en prueba de respuesta de [[frecuencia]].
*Se puede diseñar un sistema de manera que los efectos del [[ruido]] indeseable sean despreciables, y de que ese análisis y diseño pueda extenderse a ciertos sistemas de control no lineales.
*Obtener la respuesta frecuencial es importante puesto que proporciona medios convenientes para obtener la respuesta en el estado estable para cualquier sistema lineal sujeto a una señal senoidal. La determinación de información sobre la respuesta a la frecuencia se realiza de un modo analítico, aunque tales datos se pueden obtener experimentalmente si el [[sistema]] existe.

==Procedimiento para obtener la respuesta de frecuencia==
#Se obtiene la función de transferencia para el componente o sistemas a analizar. G(s)=C(s)/R(s). Donde C(s) es la transformada de la salida y R(s) la transformada de la entrada. La respuesta en estado estacionario de un sistema lineal e invariante en el [[tiempo]] ante una entrada senoidal no depende de las condiciones iniciales, por lo que se van a suponer condiciones iniciales nulas.
#En la función de transferencia se sustituye s por ωj.
#Para varios valores de la frecuencia ω, se determina la relación de magnitud M(w) y el ángulo de fase φ(w).
#Se grafican los resultados de 3 en coordenadas polares o rectangulares. Estas gráficas no solamente dan medios convenientes para presentar los datos de respuesta a la frecuencia, sino que también son la base para los métodos de análisis y diseño.

Aunque la respuesta de frecuencia de un sistema de control de una imagen cualitativa de la respuesta transitoria, la correlación entre frecuencia y respuestas transitorias, es indirecta, excepto en el caso de sistemas de segundo orden. Al proyectar un sistema de lazo cerrado, se puede ajustar la característica de respuesta de frecuencia, usando diversos criterios de diseño para obtener características de respuesta transitoria aceptables. Una vez entendida la correlación indirecta entre diversas mediciones de la respuesta transitoria y la respuesta de frecuencia, puede utilizarse ventajosamente el método de respuesta de frecuencia.
El diseño de un sistema de control basado en este procedimiento, se funda en la interpretación de las características de respuesta a la frecuencia. Este análisis de un sistema de control, indica gráficamente qué modificaciones hay que hacer en la función de transferencia de lazo abierto para obtener las características deseadas de respuesta transitoria.
Es importante el análisis de la respuesta de sistemas a una señal senoidal, aun cuando en la práctica, los sistemas de control raramente están expuestos a señales armónicas. La información obtenida por el análisis senoidal puede usarse para establecer la [[naturaleza]] de la respuesta a una gran variedad de señales. Además, el análisis es conveniente para manejarlo matemática y experimentalmente.

==Conclusiones==
En conclusión la respuesta en frecuencia es la técnica donde una señal de prueba senoidal es usada para medir puntos sobre la respuesta de frecuencia de una función de transferencia. La básica disposición en la cual una onda senoidal u(t) es aplicado para un sistema con la función de [[transferencia]] G(s). Después de que la [[oscilación]] momentánea desarrollada para condiciones iníciales ha decaído, la salida c(t) viene a ser una [[onda]] senoidal pero con una magnitud diferente C y fase relativa φ. La magnitud y la fase de la salida c(t) están de hecho relacionadas con la función de transferencia G(s) a la frecuencia (w rad/s) de la salida sinusoidal.
==Fuentes==
*Astrom, K.J. y B. Wittenmark: Computer Controlled System-Theory and Design. Prentice Hall Inc. Englewood Cliffs, New Jersey, 1984.
[[Category:Ciencias_informáticas]] [[Category:Tecnología_de_la_automatización]]

Respuesta de frecuencia

2019-12-20T12:16:43Z

Novelis jc.jiguani1: /* Procedimiento para obtener la respuesta de frecuencia */

{{Definición
|nombre= Respuesta de frecuencia
|imagen=
|tamaño=
|concepto= Respuesta en estado estacionario de un sistema estable ante una entrada senoidal.
}}
<div align=justify>
'''Respuesta de frecuencia'''. La respuesta en estado estable de un sistema sujeto a una señal sinusoidal de amplitud (a) fija pero a una [[frecuencia]] (w) variable en cierto rango. El diseño de sistemas de control con retroalimentación para la industria se realiza empleando frecuentemente los métodos de la respuesta de frecuencia más que cualquier otro método.
==Introducción==
La respuesta de componentes y sistemas a varios tipos de señales de entradas en el dominio temporal, c(t) contiene dos términos, un término transitorio (que es la solución complementaria) y un término de estado estacionario o constante (solución particular), obtenidos ambos por la solución de la ecuación del sistema, cuando es aplicada una excitación en la entrada.

La respuesta en estado estable de componentes y sistemas cuando sean excitados por una señal senoidal de amplitud fija pero con una frecuencia que varía en un cierto rango. Es común en el análisis frecuencial que el interés se centre en el estudio de las siguientes relaciones:
#La relación de amplitud b/a, que se la denomina relación de [[magnitud]] y se la designa como M(ω).
#El ángulo de fase φ(ω). Un [[ángulo]] de fase negativo recibe el nombre de retardo de fase, y un ángulo de fase positiva es denominado adelanto de fase.
==Ventajas del método de respuesta a la frecuencia==
*Las mediciones de respuesta en frecuencia en general son simples y pueden ser efectuadas con exactitud usando generadores de señal senoidales fácilmente obtenibles y equipos de medición precisos.
*Frecuentemente se pueden determinar experimentalmente, las funciones transferencia de componentes complicados en prueba de respuesta de [[frecuencia]].
*Se puede diseñar un sistema de manera que los efectos del [[ruido]] indeseable sean despreciables, y de que ese análisis y diseño pueda extenderse a ciertos sistemas de control no lineales.
*Obtener la respuesta frecuencial es importante puesto que proporciona medios convenientes para obtener la respuesta en el estado estable para cualquier sistema lineal sujeto a una señal senoidal. La determinación de información sobre la respuesta a la frecuencia se realiza de un modo analítico, aunque tales datos se pueden obtener experimentalmente si el [[sistema]] existe.

==Procedimiento para obtener la respuesta de frecuencia==
#Se obtiene la función de transferencia para el componente o sistemas a analizar. G(s)=C(s)/R(s)
Donde C(s) es la transformada de la salida y R(s) la transformada de la entrada. La respuesta en estado estacionario de un sistema lineal e invariante en el [[tiempo]] ante una entrada senoidal no depende de las condiciones iniciales, por lo que se van a suponer condiciones iniciales nulas.
#En la función de transferencia se sustituye s por ωj.
#Para varios valores de la frecuencia ω, se determina la relación de magnitud M(w) y el ángulo de fase φ(w).
#Se grafican los resultados de 3 en coordenadas polares o rectangulares. Estas gráficas no solamente dan medios convenientes para presentar los datos de respuesta a la frecuencia, sino que también son la base para los métodos de análisis y diseño.

Aunque la respuesta de frecuencia de un sistema de control de una imagen cualitativa de la respuesta transitoria, la correlación entre frecuencia y respuestas transitorias, es indirecta, excepto en el caso de sistemas de segundo orden. Al proyectar un sistema de lazo cerrado, se puede ajustar la característica de respuesta de frecuencia, usando diversos criterios de diseño para obtener características de respuesta transitoria aceptables. Una vez entendida la correlación indirecta entre diversas mediciones de la respuesta transitoria y la respuesta de frecuencia, puede utilizarse ventajosamente el método de respuesta de frecuencia.
El diseño de un sistema de control basado en este procedimiento, se funda en la interpretación de las características de respuesta a la frecuencia. Este análisis de un sistema de control, indica gráficamente qué modificaciones hay que hacer en la función de transferencia de lazo abierto para obtener las características deseadas de respuesta transitoria.
Es importante el análisis de la respuesta de sistemas a una señal senoidal, aun cuando en la práctica, los sistemas de control raramente están expuestos a señales armónicas. La información obtenida por el análisis senoidal puede usarse para establecer la [[naturaleza]] de la respuesta a una gran variedad de señales. Además, el análisis es conveniente para manejarlo matemática y experimentalmente.

==Conclusiones==
En conclusión la respuesta en frecuencia es la técnica donde una señal de prueba senoidal es usada para medir puntos sobre la respuesta de frecuencia de una función de transferencia. La básica disposición en la cual una onda senoidal u(t) es aplicado para un sistema con la función de [[transferencia]] G(s). Después de que la [[oscilación]] momentánea desarrollada para condiciones iníciales ha decaído, la salida c(t) viene a ser una [[onda]] senoidal pero con una magnitud diferente C y fase relativa φ. La magnitud y la fase de la salida c(t) están de hecho relacionadas con la función de transferencia G(s) a la frecuencia (w rad/s) de la salida sinusoidal.
==Fuentes==
*Astrom, K.J. y B. Wittenmark: Computer Controlled System-Theory and Design. Prentice Hall Inc. Englewood Cliffs, New Jersey, 1984.
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Respuesta de frecuencia

2019-12-20T12:12:07Z

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{{Definición
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|concepto= Respuesta en estado estacionario de un sistema estable ante una entrada senoidal.
}}
<div align=justify>
'''Respuesta de frecuencia'''. La respuesta en estado estable de un sistema sujeto a una señal sinusoidal de amplitud (a) fija pero a una [[frecuencia]] (w) variable en cierto rango. El diseño de sistemas de control con retroalimentación para la industria se realiza empleando frecuentemente los métodos de la respuesta de frecuencia más que cualquier otro método.
==Introducción==
La respuesta de componentes y sistemas a varios tipos de señales de entradas en el dominio temporal, c(t) contiene dos términos, un término transitorio (que es la solución complementaria) y un término de estado estacionario o constante (solución particular), obtenidos ambos por la solución de la ecuación del sistema, cuando es aplicada una excitación en la entrada.

La respuesta en estado estable de componentes y sistemas cuando sean excitados por una señal senoidal de amplitud fija pero con una frecuencia que varía en un cierto rango. Es común en el análisis frecuencial que el interés se centre en el estudio de las siguientes relaciones:
#La relación de amplitud b/a, que se la denomina relación de [[magnitud]] y se la designa como M(ω).
#El ángulo de fase φ(ω). Un [[ángulo]] de fase negativo recibe el nombre de retardo de fase, y un ángulo de fase positiva es denominado adelanto de fase.
==Ventajas del método de respuesta a la frecuencia==
*Las mediciones de respuesta en frecuencia en general son simples y pueden ser efectuadas con exactitud usando generadores de señal senoidales fácilmente obtenibles y equipos de medición precisos.
*Frecuentemente se pueden determinar experimentalmente, las funciones transferencia de componentes complicados en prueba de respuesta de [[frecuencia]].
*Se puede diseñar un sistema de manera que los efectos del [[ruido]] indeseable sean despreciables, y de que ese análisis y diseño pueda extenderse a ciertos sistemas de control no lineales.
*Obtener la respuesta frecuencial es importante puesto que proporciona medios convenientes para obtener la respuesta en el estado estable para cualquier sistema lineal sujeto a una señal senoidal. La determinación de información sobre la respuesta a la frecuencia se realiza de un modo analítico, aunque tales datos se pueden obtener experimentalmente si el [[sistema]] existe.

==Procedimiento para obtener la respuesta de frecuencia==
#Se obtiene la función de transferencia para el componente o sistemas a analizar. Es decir:
G(s)=C(s)/R(s)
Donde C(s) es la transformada de la salida y R(s) la transformada de la entrada. La respuesta en estado estacionario de un sistema lineal e invariante en el [[tiempo]] ante una entrada senoidal no depende de las condiciones iniciales, por lo que se van a suponer condiciones iniciales nulas.
#En la función de transferencia se sustituye s por ωj.
#Para varios valores de la frecuencia ω, se determina la relación de magnitud M(w) y el ángulo de fase φ(w).
#Se grafican los resultados de 3 en coordenadas polares o rectangulares. Estas gráficas no solamente dan medios convenientes para presentar los datos de respuesta a la frecuencia, sino que también son la base para los métodos de análisis y diseño.

Aunque la respuesta de frecuencia de un sistema de control de una imagen cualitativa de la respuesta transitoria, la correlación entre frecuencia y respuestas transitorias, es indirecta, excepto en el caso de sistemas de segundo orden. Al proyectar un sistema de lazo cerrado, se puede ajustar la característica de respuesta de frecuencia, usando diversos criterios de diseño para obtener características de respuesta transitoria aceptables. Una vez entendida la correlación indirecta entre diversas mediciones de la respuesta transitoria y la respuesta de frecuencia, puede utilizarse ventajosamente el método de respuesta de frecuencia.
El diseño de un sistema de control basado en este procedimiento, se funda en la interpretación de las características de respuesta a la frecuencia. Este análisis de un sistema de control, indica gráficamente qué modificaciones hay que hacer en la función de transferencia de lazo abierto para obtener las características deseadas de respuesta transitoria.
Es importante el análisis de la respuesta de sistemas a una señal senoidal, aun cuando en la práctica, los sistemas de control raramente están expuestos a señales armónicas. La información obtenida por el análisis senoidal puede usarse para establecer la [[naturaleza]] de la respuesta a una gran variedad de señales. Además, el análisis es conveniente para manejarlo matemática y experimentalmente.
==Conclusiones==
En conclusión la respuesta en frecuencia es la técnica donde una señal de prueba senoidal es usada para medir puntos sobre la respuesta de frecuencia de una función de transferencia. La básica disposición en la cual una onda senoidal u(t) es aplicado para un sistema con la función de [[transferencia]] G(s). Después de que la [[oscilación]] momentánea desarrollada para condiciones iníciales ha decaído, la salida c(t) viene a ser una [[onda]] senoidal pero con una magnitud diferente C y fase relativa φ. La magnitud y la fase de la salida c(t) están de hecho relacionadas con la función de transferencia G(s) a la frecuencia (w rad/s) de la salida sinusoidal.
==Fuentes==
*Astrom, K.J. y B. Wittenmark: Computer Controlled System-Theory and Design. Prentice Hall Inc. Englewood Cliffs, New Jersey, 1984.
[[Category:Ciencias_informáticas]] [[Category:Tecnología_de_la_automatización]]

Filtro resonante

2019-12-13T21:57:30Z

Novelis jc.jiguani1:

{{Definición
|nombre= Filtro resonante
|imagen=Filtroresonante.jpg
|tamaño=
|concepto= En el procesamiento electrónico de señales eléctricas, son los dispositivos que usando el efecto de la resonancia magnética son capases de seleccionar las señales por sus frecuencias.
}}
<div align=justify>
'''Filtro resonante.''' El procesamiento electrónico de señales eléctricas requiere de dispositivos capases de seleccionar las señales por su frecuencias. Estos dispositivos se denominan filtros. La resonancia magnética es el efecto más usado para éste propósito.
==Introducción==
En relación con el sonido, se denominará, timbre a la sensación que permite diferenciar las voces de distintas personas o diferenciar el sonido, por ejemplo de un clarinete o una trompeta. La sensación de timbre responde a la composición espectral del sonio y no a su dependencia temporal específica, pues el oído humano es insensible a las fases de las componentes espectrales. Dos sonidos con dependencias temporales distintas, se oyen igual si tienen el mismo [[espectro]]. Al conjunto de las amplitudes de las corrientes o los potenciales alternos que componen una [[señal eléctrica]], se le denomina espectro y a la dependencia de la respuesta de un circuito ante la frecuencia de los componentes, [[respuesta de frecuencia]]. El comportamiento del circuito se puede describir con ayuda de estos dos conceptos.
El intervalo de frecuencia en que se procesan las señales eléctricas está cubierto por cuatro sistemas electromagnéticos resonantes.
*Circuito LRC, en [[electrodinámica]] es un circuito lineal que contiene una [[resistencia eléctrica]], una [[bobina]] (inductancia) y un [[condensador]] (capacidad).
*Secciones de [[línea de transmisión]].
*[[Cavidad Resonante]].
*[[Resonador de Fabri-Perot]].
La resonancia es la tendencia de un cuerpo físico a vibrar en una o más frecuencias específicas.
Los filtros resonantes simulan la resonancia de cuerpos físicos introduciendo realimentación (feedback) que potencia una banda de frecuencias alrededor de la frecuencia de corte del filtro. La cantidad de resonancia generalmente afecta el ancho de la banda de frecuencias que se amplifica, valores bajos resaltarán una banda más ancha mientras que valores altos de resonancia destacarán bandas más estrechas.
Los sistemas electromagnéticos resonantes se caracterizan por su factor de calidad o factor de selectividad Q que se define como f<sub>0</sub>/∆f, donde ∆f es el intervalo de frecuencias en que el sistema responde apreciablemente y f<sub>0</sub> es la [[frecuencia de resonancia]]. La calidad de un sistema resonante depende de su construcción, aumentando con (f<sub>0</sub>)<sup>1/2</sup>.

==Comportamiento de los circuitos resonantes RLC serie y paralelo==
===Análisis de los circuitos resonantes RLC===
Los circuitos resonantes RLC cubren un intervalo de siete órdenes de frecuencia. Los detalles constructivos de los circuitos RLC para baja frecuencia difieren grandemente de los circuitos para alta frecuencia, pero las ecuaciones que describen su comportamiento son idénticas.
Los circuitos resonantes RLC en serie (figura. 2 a) y el circuitos RLC paralelo (figura. 2 b) guardan una completa analogía por lo que son denominados duales.

[[Archivo: Fig._2_Circuitos_a)_en_paralelo,_b)_en_serie.PNG]]

Fig. 2 Circuitos: a) en paralelo, b) en serie.

===Obteniendo la respuesta como una función del estímulo===
Para obtener Ũ=f(Ĩ<sub>0</sub>) IMG E utilizamos la ley de Kirchhoff de los nodos para el circuito RLC en paralelo:
IMG F
Para obtener IMG G utilizamos la ley de Kirchhoff de las mallas en el circuito RLC serie:
IMG H
Según la [[ley de Ohm]] para corrientes y potenciales alternos en cada elemento, obtenemos:
IMG I
Las ecuaciones son idénticas si cambiamos: IMG J
Lo analizado en el circuito en paralelo para IMG K, será cierto en el circuito en serie para IMG L
IMG M
La ecuación anterior relaciona el fasor respuesta con el fasor estímulo y la frecuencia. El fasor es un número complejo que se determina por dos números reales, la amplitud y la fase. El análisis de estas dos magnitudes por separado para el circuito en paralelo, y las conclusiones para el circuito en serie se obtendrán haciendo uso de la analogía.

===Análisis de la amplitud y la fase para el circuito en paralelo===
Hallando la dependencia de la amplitud de la respuesta con la frecuencia IMG N
IMG O
La curva de respuesta de frecuencia es una lorentziana con máximo en IMG P para ambos circuitos (figura 3). El ancho de banda es la diferencia entre las dos frecuencias para las cuales la amplitud del estimulo cae a IMG Q de su valor máximo. Igualando el denominador de la ecuación (4) a IMG R obtenemos:
IMG S
Fig. 3 Respuesta de frecuencia del circuito resonante.
tomando raíz en ambos miembros:
IMG T
MG U
que tiene como soluciones:
IMG V
De las cuatro soluciones, solo dos son positivas:
IMG W
IMG X
IMG Y
Por analogía:
IMG Z
Observar que el ancho de banda es inversamente proporcional al tiempo de respuesta del circuito RC. Resulta una ley general que el ancho de banda en frecuencia de un sistema es inversamente proporcional al tiempo que demora en responder.
===Comportamiento de la fase con la frecuencia para el circuito en paralelo===
El denominador de la ecuación (4) se puede expresar como IMG Z1 y queda:
IMG Z2
La diferencia de fase entre IMG Z3 en el circuito en paralelo vale:
IMG Z4
La diferencia de fase entre IMG Z5 en el circuito en vale:
IMG Z6
Utilizando la ecuación 12 y 4 obtenemos:
IMG Z7
===Magnitudes que simplifican las expresiones y facilitan el razonamiento cualitativo===
Impedancia característica del circuito, valor de las reactancias inductivas o capacitivas a la frecuencia de resonancia y se simboliza por la letra ρ:
IMG Z8
Efectuando los cambios correspondientes para pasar del circuito en paralelo al circuito en serie, sé verá que la expresión para ρ se mantiene; la impedancia característica de un circuito en serie con los mismos parámetros que uno en paralelo es la misma.
La calidad del circuito IMG 1A que ya fue definido como IMG A o multiplicando por 2π el numerador y el denominador IMG Z9. Si sustituimos IMG Z10 por IMG Z11 y IMG Z12 por IMG Z13 para el circuito en paralelo:
IMG Z14
Las corrientes en R, L y C durante la resonancia valen:
IMG Z15
Durante la resonancia, las corrientes, en las componentes reactivas son IMG Z15 veces mayores que la fuente; por eso la resonancia en un circuito RLC en paralelo se le suele llamar resonancia de corrientes.
La dependencia con la frecuencia de las corrientes por los elementos reactivos se puede conocer dividiendo IMG Z18 por las reactancias respectivas:
IMG Z18
En el circuito en serie:
IMG Z19
Los voltajes en IMG Z20 durante la resonancia valen:
IMG Z21
Durante la resonancia, los voltajes en las componentes reactivas son IMG Z22 veces mayores que la fuente.
Por eso a la resonancia en un circuito RLC en serie se le suele llamar resonancia de voltaje.
La dependencia con la frecuencia de los voltajes en los elementos reactivos, se puede conocer multiplicando IMG Z23 por sus respectivas reactancias:
IMG Z24
===Problemas en el circuito real===
La teoría anterior mente estudiada no es aplicable directamente a los circuitos reales debido a las siguientes razones.
En el circuito en paralelo consiste en que un inductor real tiene pérdidas resistivas que hacen que su aproximación circuital más simple se la mostrada en la figura 4 a.
No obstante, si el inductor es de suficiente calidad a la frecuencia que va a operar se deberá cumplirse que:
IMG Z25
La admitancia IMG Z26 del inductor valdrá:
IMG Z27
Consiste en que un capacitor real tiene fugas a través del dieléctrico u otras pérdidas, que hacen que su aproximación circuital más simple sea como la mostrada en la figura 4 b.
Fig. 4 Aproximación circuital: a) de un inductor real, b) de un capacitor real.
No obstante, si el capacitor es de suficiente calidad a la frecuencia que va a operar se deberá cumplirse que:
IMG Z28
La impedancia IMG Z29 del capacitor valdrá:
IMG Z 30
Las siguientes equivalencias circuitales serán ciertas, figura 5.
Si este inductor forma parte de un circuito resonante, para las frecuencias cercanas a la resonancia se cumplirá que:
IMG Z 31
ya que:
IMG Z 32
Fig. 5 Equivalencias circuitales: a) de un inductor real, b) de un capacitor real.
Si este capacitor forma parte de algún circuito resonante para las frecuencias cercanas a la resonancia, se cumplirá que:
IMG Z 33
==Aplicaciones de los filtros resonantes==
*El sistema más elemental para selector de estaciones de radio es un circuito tanque con un capacitor variable conectado a la salida de una antena.
*Los [transformadores] no funcionan a alta frecuencia. Sin embargo muchas veces es necesario aumentar la amplitud de una señal de alta frecuencia. Para resolver este problema se emplea un circuito resonante en serie.
*Los filtros permiten modificar el timbre del sonido. Con filtros resonantes se pueden crear resonadores que le dan mucha más calidez a un sonido generado electrónicamente.

==Fuente==

*Dean, K.S.: Integrated electronics. Chapman and Hall LTD, G.B., 1967.
*Millmann Y Halkias: Integrated electronics, analog and digital circuits and systems. Mc Graw-Hill Book Company, EE.UU, 1972.

[[Category: Electrónica]][[Category:Elementos de circuitos]]

Aseguramiento algorítmico

2019-12-13T21:22:30Z

Novelis jc.jiguani1:

{{Definición
|nombre= Aseguramiento algorítmico
|imagen=
|concepto=Parte del aseguramiento matemático que está formado por los algoritmos, mediante los cuales se realizan las diferentes funciones del sistema automatizado de dirección de procesos tecnológicos y del complejo tecnológico automatizado, así como el algoritmo general de funcionamiento de ambos.
}}
<div align=justify>
'''Aseguramiento algorítmico'''. La efectividad de un sistema automatizado de dirección de procesos tecnológicos (SADPT) depende fuertemente de la efectividad de los algoritmos utilizados para la dirección del proceso. El aseguramiento algorítmico constituye un todo armónico donde los diferentes algoritmos que lo componen estén relacionados y se complementen mutuamente. También debe estar basado en modelos matemáticos adecuados.

== Características ==
Teniendo en cuenta que los [[SADPT]] constituyen un estadio superior en la dirección de los procesos tecnológicos que se apoyan en un conjunto de las más avanzadas técnicas desarrolladas por el hombre, se puede comprender que la elaboración del aseguramiento algorítmico es una tarea de gran complejidad. Las funciones del SADPT y del complejo tecnológico automatizado son realizadas por los algoritmos que constituyen el aseguramiento algorítmico, tanto el diseño de este como su elaboración tienen que hacerse sobre la base de sus características y de las necesidades del SADPT y del complejo tecnológico automatizado.

El aseguramiento algorítmico tiene que poder ser implementado por programas eficientes desde el punto de vista de los medios de la técnica de computación. Debe lograrse con baja utilización de la memoria para el almacenamiento de los datos y los propios programas y con una alta velocidad de ejecución. El personal que trabaja en el aseguramiento algorítmico debe tener un profundo conocimiento del proceso productivo, que incluye tanto los aspectos tecnológicos como económicos y de dirección de este. Además exige amplios conocimientos de las técnicas de programación por parte de dicho personal.

== Elaboración ==
La elaboración del aseguramiento algorítmico requiere igualmente del conocimiento teórico y práctico de la [[teoría de control]] tanto clásica como moderna y de las técnicas de modelación y técnicas de optimización. También es necesario el conocimiento de los aspectos relativos a la [[instrumentación industrial]], el análisis de señales y el aseguramiento técnico de los SAPDT.

Es una tarea compleja por su contenido, no puede ser llevada a cabo por un solo especialista, tiene que ser realizada por grupos multidisciplinarios integrado por especialistas con un profundo conocimiento de las técnicas mencionadas.

==Componentes algorítmicos==
Para el estudio de los algoritmos que componen el aseguramiento algorítmico de los SADPT se considera conveniente dividirlos en:

#Algoritmo de recolección de datos.
#Algoritmo de tratamiento primario de la información.
#Algoritmo de alarma.
#Algoritmo de regulación.
#Algoritmo de control lógico secuencial.
#Algoritmo de optimización.

El adecuado trabajo del complejo tecnológico automatizado requiere que los diferentes algoritmos mencionados conformen el aseguramiento algorítmico como un conjunto armónico donde las tareas se enlacen y complementen. Además, es preciso que el aseguramiento algorítmico esté acorde con el resto de los componentes del SADPT. Los algoritmos de control lógico secuencial y algoritmos de optimización son los que presentan un desarrollo más dinámico desde el punto de vista de su contenido científico técnico.

===Algoritmo de recolección de datos===
Estos aseguran la entrada de la información de las [[variables]] del objeto tecnológico de dirección al SADPT. Estos algoritmos operan directamente con los subsistemas de entradas continuas y discretas y por tanto son altamente dependientes del aseguramiento técnico del SADPT. Dada sus características, la mayor complejidad se presenta para las variables continuas.
En cualquier caso es conveniente que los números de las variables que usualmente se utilizan en la comunicación hombre-máquina y en los programas que realizan los diferentes algoritmos como parámetros de entrada sean diferentes de los que identifican a los canales correspondientes en las unidades de entrada. Esto requiere que en la memoria de la máquina computadora electrónica exista una tabla similar a la siguiente:

[[Archivo:Variable_continua.JPG]]

La tabla anterior tendrá tantas palabras como variables existan en el sistema. Esta forma de tratar los números utilizados para designar las variables implica un aumento en el tiempo de procesamiento de los algoritmos de recolección de datos y la utilización de una cierta cantidad de memoria para la tabla descrita. No obstante tiene la gran ventaja de que ante cualquier cambio que sea preciso realizar en las conexiones de las unidades de entrada, no será necesario cambiar los números de las variables ya conocidos por el personal que se relaciona con el SADPT ni en las bases de datos en las que aparezcan números de variables, sino que solamente se requiere cambiar las palabras correspondientes a la variable afectada por el cambio. Esta ventaja resarce el aumento del tiempo de procesamiento y de utilización de memoria mencionados.

==== Lecturas de variables continuas ====

En general se realizan periódicamente a intervalos de tiempo discretos, lo cual está determinado por las características de la maquina computadora electrónica. El intervalo de lectura de las variables se denomina intervalo de muestreo (T), y la selección de su valor es un aspecto de gran importancia para el funcionamiento del sistema.

Si el intervalo de muestreo es muy grande, las mediciones pueden no reflejar con exactitud suficiente los valores de las variables del proceso. Un intervalo muy pequeño puede aumentar innecesariamente la carga de la maquina computadora electrónica. El teorema de muestreo establece que el intervalo de muestreo debe ser tal, que se cumpla que la frecuencia de muestreo (dada por W<sub>m</sub>=2π/T) sea igual o mayor que el duplo de la mayor frecuencia de interés en el espectro de frecuencia de la señal que representa el valor de la variable medida. En la práctica, la frecuencia debe ser mayor que el valor límite mencionado.
La lectura de las variables continuas se realiza de una de las tres formas siguientes: lectura secuencial, lectura secuencial mediante el acceso directo a memoria y lectura aleatoria.

==== Características de los métodos de lectura utilizados ====
*La lectura secuencial. Se realiza la lectura de todas las variables del sistema, almacenando los valores leídos en una tabla en palabras ubicadas una a continuación de otra según el orden de los números de los canales de entrada, siendo necesario en la mayoría de los casos reordenar dichos valores según los números empleados en la designación de las variables. Los valores de las variables son tomados de la tabla por el resto de los algoritmos del sistema en la medida que son requeridos por ellos. Esta forma de lectura es muy simple, aunque puede resultar poco conveniente desde el punto de vista de la estructuración de los programas del sistema. En general, la lectura de cada variable va a requerir la transferencia del [[número]] de canal de entrada y de una orden de lectura a la unidad de entradas continuas, así como la espera por el final de la conversación.
*Lectura secuencial mediante el acceso directo a memoria. Es similar a la lectura secuencial en cuanto a la organización de la lectura de las variables, pero difiere en que utiliza el acceso directo a memoria para realizar la transferencia desde la interfaz de entrada a la memoria de la máquina computadora digital. En este caso el tiempo de ocupación del procesador central es sensiblemente menor que en el anterior ya que solo es necesario que esta dé la orden para el inicio del proceso de lectura. El fin de esta orden se informa al procesador central por medio del sistema de interrupción. Los valores leídos son almacenados en memoria sin la intervención del procesador central de la máquina computadora electrónica en una tabla, de forma semejante a la descrita en la lectura secuencial. Este método es más eficiente desde el punto de vista de utilización del procesador central a expensas de una electrónica más compleja y por su puesto más costosa, y se justifica cuando es muy elevado el número de variables a leer y los requerimientos de tiempo de lectura son críticos.
*Lectura aleatoria. Cuando se utiliza este método la lectura de las variables se realiza por los programas que lo requieran al cumplirse el período de muestreo de cada variable o en cualquier otro instante que sea necesario. Los valores leídos pueden ser almacenados en tablas o no según las necesidades.

==== Lectura de las variables discretas ====

En este caso la forma de realizar la recolección de datos depende de que las variables sean binarias o no.

*Lectura de variables binarias. Las variables binarias se leen de forma relativamente sencilla, dado de que de un octeto o en una palabra de la máquina computadora electrónica es posible representar más de una variable binaria (cada variable binaria solo requiere de un dígito binario). De acuerdo con esto a través de una transferencia de la unidad de entrada discreta se realiza la lectura de más de una variable binaria. De acuerdo con las necesidades, la lectura de las variables binarias pude hacerse periódicamente o cuando se genera un cambio en una variable binaria que represente el estado de un mecanismo de gran importancia para el funcionamiento del objeto tecnológico de dirección. En este último caso el cambio activaría el sistema de interrupción de la máquina computadora electrónica a fin de realizar la transferencia a esta y el tratamiento que se requiera. Esta forma de leer las variables implica, por su puesto, una mayor complejidad de la unidad de entradas discretas.
*Lectura de variables no binarias. Para estas variables la lectura es muy dependiente de las características del subsistema de entradas discretas y en última instancias de las necesidades del objeto tecnológico de dirección. Usualmente, estas variables se captan del proceso a través de contadores, que van incrementándose cada vez que se producen los eventos correspondientes. Lógicamente, el número máximo de eventos que es posible contar es 2<sup>n</sup>, siendo n el número de dígitos binarios del contador. Esto quiere decir, que hay que asegurar la transferencia del contenido del contador a la máquina computadora electrónica antes de que transcurra el número máximo de eventos que es posible contar.

===Algoritmo de tratamiento primario de la información===
Una vez realizada la recolección de datos de las variables continuas y como complemento de esta, corresponde realizar las operaciones necesarias para que la información recogida refleje lo más exactamente posible los valores de las variables del proceso. Las operaciones más frecuentes que se realizan son: validación de las lecturas, conversión a unidades de ingeniería, linealización y filtrado.

===Algoritmos de alarma===
Se encargan de la detección de las condiciones anormales del proceso que pueden provocar perdidas económicas por producción deficiente o daño en los equipos que componen el proceso tecnológico, o lo que es más grabe aún, poner en peligro la integridad de personas que trabajan en la operación, dirección o mantenimiento de la instalación tecnológica.
Una vez detectada la condición anormal, esta se señaliza al personal de operación, pudiendo operarse los sistemas de protección y bloqueo correspondientes.

Usualmente resulta necesario señalizar tanto la aparición de las condiciones anormales como su desaparición, lo que implica que aunque los algoritmos de alarma sean muy parecidos a los utilizados para la validación de variables, resultan más complejos. Una cuestión de vital importancia para la adecuada operación de los algoritmos de alarma es la determinación de las condiciones bajo las cuales se va a considerar que se produce una condición anormal.

*Alarma por límites
*Alarma por tendencia
*Alarma compleja
*Alarma con variables binarias

==== Ventajas ====
Ventajas de la alarma por un SADPT con respecto a la alarma convencional:

Con respecto a la señalización de las condiciones anormales es oportuno decir que es altamente conveniente utilizar para ello los dispositivos de visualización con que esté equipado el SADPT, siendo posible y adecuado la emisión de los mensajes por los medios de impresión en papel (copia dura), a fin de dejar constancia de estos. También puede activarse un sistema de señalización convencional (lámpara y señal sonora) por medio de una variable binaria operada a través de la unidad de salidas discretas.

En ocasiones es necesario, cuando se produce una situación de emergencia, conocer los valores de las variables asociadas a las fallas anteriores y posteriores a estas, a fin de poder analizar las causas que la provocaron. En este caso es posible mantener un registro permanente de los valores mencionados durante un cierto intervalo de tiempo, usualmente varios minutos, lo cual se realiza eliminando en cada lectura los valores más viejos e incorporando los nuevos.

Por otra parte dadas las amplias posibilidades existentes de trabajo con las máquinas computadoras digitales, la información de las condiciones anormales (hora variables afectadas, desviaciones detectadas, etcétera) puede almacenarse en memoria para almacenar resúmenes y emitir reportes periódicos o eventuales que permiten analizar el comportamiento del proceso y tomar las medidas necesarias para aumentar la efectividad de este. Al analizar los algoritmos expuestos se puede apreciar las ventajas que ofrece la realización de la alarma por un SADPT en relación a los sistemas convencionales.

===Algoritmos de regulación===
La regulación en los SADPT se realiza mediante la regulación retroalimentada o de lazo cerrado de forma similar a los sistemas de control convencional. Otra forma de realizar la regulación es mediante los lazos especiales como son el control en cascada, el control anticipatorio y el control de relación.

La existencia de lazos de regulación caracteriza el régimen de SADPT denominado de dirección directa.

El valor de la variable controlada llega a la máquina [[computadora]] electrónica a través de la unidad de salidas continuas y es procesado por los programas correspondientes a los algoritmos de recolección de datos y de tratamiento primario de la información. Después de ello, el valor de la variable controlada es comparado con el valor deseado e introducido al [[algoritmo]] de regulación. El valor de salida del programa que procesa dicho algoritmo es transferido a los elementos de acción final a través de la unidad de salida continua a fin de actuar en el sistema controlado y completar el proceso de regulación. El valor deseado es informado a la máquina computadora electrónica por el personal de operaciones a través de los medios para la comunicación hombre-complejo de computación, aunque puede ser fijado también por los algoritmos de control lógico secuencial o los de optimización.

Una característica de vital importancia de los SADPT es que permiten realizar algoritmos de regulación de complejidad prácticamente ilimitada, con la posibilidad de variación tanto de ellos como de sus parámetros de ajuste. Además, es posible la modificación de la estructura de lazos.

==== Selección del intervalo de muestreo ====
El intervalo de [[muestreo]] es un parámetro de importancia para el ajuste de los algoritmos de regulación, por los que existen diferentes criterios para su selección. Una posibilidad es fijar el intervalo de muestreo de acuerdo con la naturaleza física de la variable controlada, en relación con las gamas que se indican a continuación:
#Flujo: 1 a 3 segundos.
#Nivel: 5 a 10 segundos
#Presión: 1 a 5 segundos
#Temperatura: 20 a 40 segundos.

También el intervalo de muestreo se puede calcular a partir del tiempo de subida de la respuesta, del sistema en lazo abierto, de forma tal que el número de muestras en dicho tiempo esté entre 2 y 4. Otra forma de determinar el intervalo de muestreo puede ser considerando que la respuesta del sistema en lazo cerrado es similar a la de un sistema de segundo orden de función transferencial dada por: (W n2 )/(s2+2ζWns+W2n). En este caso la relación entre el periodo de la componente sinusoidal de la respuesta, dado por 2π/Wn(1-ζ2)1/2 y el intervalo de muestreo debe ser alrededor de 20. Los valores anteriores de intervalo de muestreo constituyen en todos los casos valores iniciales para el ajuste, debiendo lograrse el definitivo a partir del análisis de respuesta transitoria del sistema controlado, determinada analíticamente por los métodos estudiados por la teoría de control o mediante las técnicas de simulación.

===Algoritmo de control lógico secuencial===
Estos algoritmos se encargan de realizar secuencias de acciones en el objeto tecnológico de dirección y en el SADPT, fundamentalmente para la puesta en marcha y parada de los subprocesos y equipos que componen el primero. En el caso de los procesos discontinuos también se realizan acciones de esta naturaleza durante la operación. Durante la secuencia de operaciones que componen los algoritmos de control secuencial, como parte de ellos, se procesan algoritmo de recolección de información, tratamiento primario de esta, etcétera.

La elaboración de los algoritmos de control secuencial exige el análisis minucioso del proceso al cual se apliquen para asegurar su correcta operación, por lo que es necesario definir tanto las acciones a realizar como los eventos que las generan.

==== Eventos ====
Como eventos cuya ocurrencia determina la necesidad de realizar alguna acción pueden señalarse los siguientes:

*Transcurso de un intervalo de tiempo dado.
*Llegada a una hora determinada.
*Violación de los límites de validación de una variable de entrada.
*Violación de los límites de alarma de una variable de entrada.
*Retorno a la gama normal de una variable de entrada.
*Cambio de valor de una variable binaria de entrada.
*Llegada a un valor dado de una variable discreta de entrada.
*Orden del personal de operación.

==== Acciones ====
Las acciones a realizar más frecuentes son las siguientes:
*Cambio del valor deseado de una variable siguiendo una ley determinada.
*Cambio del valor de una variable binaria de salida.
*Suspensión o inicio de la medición periódica de una variable.
*Emisión de mensajes a través de los medios para la comunicación hombre máquina.
*Conexión o desconexión de variables o lazos.
*Iniciar o terminar de inmediato o después de transcurrido un intervalo de tiempo la realización de una tarea cualquiera del SADPT.

===Algoritmo de optimización===
Por optimización se entiende la determinación de los regímenes óptimos del proceso tecnológico desde el punto de vista de la calidad y cantidad de la producción, la seguridad del personal de operación y las instalaciones tecnológicas, el ahorro de fuerza de trabajo, materiales y energía, la protección del medio ambiente, etcétera.
Los algoritmos de optimización en los SADPT se relacionan con el resto de los componentes.

Así, los algoritmos de recolección de datos y de tratamiento primario de la información realizan la tarea de toma de información del objeto tecnológico de dirección y la preparación de esta para el resto de los algoritmos que componen el aseguramiento algorítmico.
A su vez los algoritmos de control secuencial incluyen los de alarmas y regulación, mientras que los de optimización interactúan principalmente con estos últimos.

El aseguramiento algorítmico no puede ser un elemento estático que se diseña en las etapas de proyección del SADPT y permanezca inalterable una vez que este en operación. Por el contrario el propio funcionamiento del SADPT indica las deficiencias que es preciso corregir y los ajustes que deben ser realizados. Incluso en el caso poco probable de que el aseguramiento algorítmico concebido inicialmente no presente fallas, el propio funcionamiento del SADPT, al elevar la calidad de la dirección del objeto tecnológico de dirección con una toma de información más completa sobre este, permite la aplicación de algoritmos más efectivos.
==Fuentes==
*Andino, M.: Aseguramiento Técnico de los SADPT. Editorial Pueblo y Educación. Ciudad de La Habana, 1988.
*Astrom, K.J. y B. Wittenmark: Computer Controlled System-Theory and Design. Prentice Hall Inc. Englewood Cliffs, New Jersey, 1984.

[[Category:Ciencias_informáticas]] [[Category:Tecnología_de_la_automatización]]

Bomba dosificadora

2018-12-14T19:27:58Z

Novelis jc.jiguani1: /* Bombas dosificadoras según su cabezal */

<div align="justify">
{{Objeto
|nombre=Bomba dosificadora
|imagen=
|tamaño=
|descripcion= Ejemplo de Bomba dosificadora.
}}

'''Bomba dosificadora '''. Es un tipo de bomba diseñada para inyectar un químico líquido en el seno de un [[fluido]], en pequeña cantidad, y de la cual se requiere de un control preciso del volumen añadido por sus efectos en el proceso y o por coste del químico. La bomba debe posibilitar un control preciso a la hora de la [[inyección]].
En una instalación de dosificación se preparan materia sólida, líquidos o gases en una determinada cantidad. Una planta instalación de dosificación se compone de varios dispositivos, de los cuales uno siempre está presente el elemento dosificador. Este componente principal de una [[planta]] de dosificación permite el flujo, lo limita o lo corta.

==Tipos de bombas dosificadoras==
*[[Bomba de pistón]], en esta bomba de dosificación se desplaza un émbolo en un movimiento recto del medio. El émbolo se mueve hacia un cilindro equipado con una entrada y salida. En el primer ciclo es absorbido en la entrada y en el segundo ciclo es expulsado por la salida.
*[[Bomba peristáltica]], mediante el desplazamiento del medio por fuerzas mecánicas externas en un tubo de plástico flexible se transporta de forma precisa entre la entrada y la salida. Este transporte del medio se puede realizar de forma muy precisa, y se usa con más frecuencia en el ámbito de la [[medicina]] y [[laboratorio]].
*[[Bomba de membrana]], es la más sencilla entre las bombas dosificadoras. Se tensa una membrana sobre un cilindro rectangular, abierto lateralmente, que tiene montado en ambas extremidades la entrada y salida. Esta transporta en cuanto se aprieta el medio al exterior, y lo absorbe cuando la [[membrana]] es tensada hacia el exterior.
*[[Bomba de engranaje]], este tipo de bomba de dosificación absorbe a través de dos ruedas dentadas engarzadas entre sí el medio por la entrada y lo transporta con el mismo movimiento a la salida. Este procedimiento es especialmente apto para altas presiones.

==Características==
La bomba dosificadora puede ser de membrana o de émbolo, y ofrece gran precisión, siempre debe permitir el ajuste del caudal de una manera lineal y su diseño debe garantizar la reproducibilidad, la repetitividad y la precisión del volumen desplazado, a bajos caudales y a altas presiones.
*Reproducibilidad, capacidad de dar el mismo resultado en las mediciones realizadas por diferentes operarios en distintos periodos de [[tiempo]] y siempre bajo las mismas condiciones.
*Repetitividad, son las mediciones realizadas por un mismo operario en un breve periodo de tiempo y bajo las mismas condiciones.
*Precisión, es la capacidad de dar los mismos resultados en diferentes mediciones realizadas en las mismas condiciones.
Además, todas las bombas dosificadoras deben ser a prueba de fugas y completamente seguras, ya que muchos de los químicos suelen ser peligrosos. El [[caudal]] ajustado debe ser preciso aun cuando la [[presión]] en la tubería o sistema donde se inyecte el químico varíe. Por consiguiente, debe ser seleccionada para que sea capaz de producir una presión igual o superior a la máxima que pueda tener el fluido en la tubería.
Todas estas características hacen que la bomba dosificadora pertenezca al grupo de [[desplazamiento positivo]] y esté dentro de las que se clasifican como reciprocantes. El flujo es producido por un [[pistón]] o émbolo reciprocante y es de forma sinusoidal, también conocido como flujo pulsante similar al del [[corazón]] humano el cual tiene muchas analogías con una bomba dosificadora.

==Unidades de flujo para dosificación de químicos==
Por lo general los flujos de dosificación son pequeños y suelen ser expresados en las siguientes unidades:
*l/h – litros por hora
*l/día – litros por día
*GPH – Galones US por hora
*GPD – Galones por día
Los tipos de bombas dosificadoras se clasifican de dos formas, según su impulsor, y según su cabezal:

==Bombas dosificadoras según su impulsor==
*Bombas electromagnéticas o de tipo solenoide, suelen ser usadas para bajas presiones y bajos caudales.
Presión: P < 300 psig (20 barg),
Caudal: Q < 20 GPH (60 l/h)
*Bombas accionadas por motor, por pasos (step motor), el motor paso a paso (stepper) hace girar el eje lo que hace mover el diafragma hacia arriba y hacia abajo. Este movimiento vertical genera cambios de presión en la cámara de la bomba lo cual junto a las válvulas de admisión y escape genera la operación de la bomba.
*Bombas accionadas por motor eléctrico, los rangos suelen ser.
Presión: P hasta 3500 psig (250 barg),
Caudal: Q desde 1.5 l/h (0.4 GPH) hasta 3500 l/h (925 GPH).

El ajuste del caudal puede ser realizado bien por cambios en la velocidad de desplazamiento (carrera) o en la longitud del desplazamiento, o ambas. El ajuste de la carrera usualmente se hace mediante un micrómetro o perilla micrométrica, que ajustan la relación de engranajes en el mecanismo moto-reductor o mediante el uso de medios electrónicos como el [[potenciómetro]] en motores de [[corriente continua]] y más recientemente con [[variador de frecuencia]] en motores de [[corriente alterna]].
Cuando se requiere ajuste automático de la carrera de la bomba dosificadora los fabricantes suelen colocar un posicionador, de funcionamiento similar a los usados en válvulas automáticas, en donde se ubica el [[micrómetro]]. Dicho posicionador puede ser accionado con una señal proveniente de un [[PLC]], permitiendo así control PID (Proporcionales – Integrales - Derivativos) de variables de proceso, tales como pH, conductividad, etcétera.
Algunos modelos ofrecen un amplio abanico de caudales con proporción 1:3000 entre el caudal más bajo y el más alto, siendo válidas para pequeñas dosificaciones como para choques de alto caudal.

==Bombas dosificadoras según su cabezal==
*Bombas dosificadoras de membrana.
*Bombas dosificadoras de pistón.
En función del fluido y la presión de operación, se emplean diferentes materiales en el cabezal de la bomba dosificadora.
*Bombas dosificadoras en [[acero inoxidable]] AISI316.
*Bombas dosificadoras en [[Hastelloy]].
*Bombas dosificadoras en [[polipropileno]] PP.
*Bombas dosificadoras en [[PVC]]
*Bombas dosificadoras en PVDF (fluorocarbono).

==Usos de las Bombas dosificadoras==
Las industrias en las que se puede emplear una bomba dosificadora son petróleo y gas, industria química, cosmética, farmacéutica, alimentos y las bebidas. Las bombas dosificadoras se usan en varios ámbitos para la dosificación exacta de un medio. Tanto en la industria como en el laboratorio, con las bombas dosificadoras se aplica pegamento, se dosifica medicamentos o se introduce sustancias químicas en un proceso. Estas bombas dosificadoras también se usan en la agricultura para la dosificación exacta de abono o en la cría de animales para repartir medicamentos. El procedimiento sencillo y preciso de las bombas dosificadoras permite usarlas en muchos campos de aplicación. Estas bombas dosificadoras permiten medir de forma constante en el tiempo el mismo volumen. Las bombas dosificadoras mejoran el resultado y reducen o evitan fallos subjetivos o insuficiencias, que se producen inevitablemente por el factor humano. Además, las bombas dosificadoras evitan el contacto con medios agresivos que el usuario debe introducir en un proceso. La experiencia muestra que la inversión en bombas dosificadoras se rentabiliza en poco tiempo.

== Fuentes ==
*[http://es.wikipedia.org/wiki/Bomba_perist%C3%A1ltica es.wikipedia.org]
*[http://www.sumiowater.com/bomba-dosificadora/]
*[http://fluideco.com/que-es-una-bomba-dosificadora/]

[[Category:Aparatos]]

Bomba dosificadora

2018-12-11T01:39:56Z

Novelis jc.jiguani1: /* Fuentes */

<div align="justify">
{{Objeto
|nombre=Bomba dosificadora
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|descripcion= Ejemplo de Bomba dosificadora.
}}

'''Bomba dosificadora '''. Es un tipo de bomba diseñada para inyectar un químico líquido en el seno de un [[fluido]], en pequeña cantidad, y de la cual se requiere de un control preciso del volumen añadido por sus efectos en el proceso y o por coste del químico. La bomba debe posibilitar un control preciso a la hora de la [[inyección]].
En una instalación de dosificación se preparan materia sólida, líquidos o gases en una determinada cantidad. Una planta instalación de dosificación se compone de varios dispositivos, de los cuales uno siempre está presente el elemento dosificador. Este componente principal de una [[planta]] de dosificación permite el flujo, lo limita o lo corta.

==Tipos de bombas dosificadoras==
*[[Bomba de pistón]], en esta bomba de dosificación se desplaza un émbolo en un movimiento recto del medio. El émbolo se mueve hacia un cilindro equipado con una entrada y salida. En el primer ciclo es absorbido en la entrada y en el segundo ciclo es expulsado por la salida.
*[[Bomba peristáltica]], mediante el desplazamiento del medio por fuerzas mecánicas externas en un tubo de plástico flexible se transporta de forma precisa entre la entrada y la salida. Este transporte del medio se puede realizar de forma muy precisa, y se usa con más frecuencia en el ámbito de la [[medicina]] y [[laboratorio]].
*[[Bomba de membrana]], es la más sencilla entre las bombas dosificadoras. Se tensa una membrana sobre un cilindro rectangular, abierto lateralmente, que tiene montado en ambas extremidades la entrada y salida. Esta transporta en cuanto se aprieta el medio al exterior, y lo absorbe cuando la [[membrana]] es tensada hacia el exterior.
*[[Bomba de engranaje]], este tipo de bomba de dosificación absorbe a través de dos ruedas dentadas engarzadas entre sí el medio por la entrada y lo transporta con el mismo movimiento a la salida. Este procedimiento es especialmente apto para altas presiones.

==Características==
La bomba dosificadora puede ser de membrana o de émbolo, y ofrece gran precisión, siempre debe permitir el ajuste del caudal de una manera lineal y su diseño debe garantizar la reproducibilidad, la repetitividad y la precisión del volumen desplazado, a bajos caudales y a altas presiones.
*Reproducibilidad, capacidad de dar el mismo resultado en las mediciones realizadas por diferentes operarios en distintos periodos de [[tiempo]] y siempre bajo las mismas condiciones.
*Repetitividad, son las mediciones realizadas por un mismo operario en un breve periodo de tiempo y bajo las mismas condiciones.
*Precisión, es la capacidad de dar los mismos resultados en diferentes mediciones realizadas en las mismas condiciones.
Además, todas las bombas dosificadoras deben ser a prueba de fugas y completamente seguras, ya que muchos de los químicos suelen ser peligrosos. El [[caudal]] ajustado debe ser preciso aun cuando la [[presión]] en la tubería o sistema donde se inyecte el químico varíe. Por consiguiente, debe ser seleccionada para que sea capaz de producir una presión igual o superior a la máxima que pueda tener el fluido en la tubería.
Todas estas características hacen que la bomba dosificadora pertenezca al grupo de [[desplazamiento positivo]] y esté dentro de las que se clasifican como reciprocantes. El flujo es producido por un [[pistón]] o émbolo reciprocante y es de forma sinusoidal, también conocido como flujo pulsante similar al del [[corazón]] humano el cual tiene muchas analogías con una bomba dosificadora.

==Unidades de flujo para dosificación de químicos==
Por lo general los flujos de dosificación son pequeños y suelen ser expresados en las siguientes unidades:
*l/h – litros por hora
*l/día – litros por día
*GPH – Galones US por hora
*GPD – Galones por día
Los tipos de bombas dosificadoras se clasifican de dos formas, según su impulsor, y según su cabezal:

==Bombas dosificadoras según su impulsor==
*Bombas electromagnéticas o de tipo solenoide, suelen ser usadas para bajas presiones y bajos caudales.
Presión: P < 300 psig (20 barg),
Caudal: Q < 20 GPH (60 l/h)
*Bombas accionadas por motor, por pasos (step motor), el motor paso a paso (stepper) hace girar el eje lo que hace mover el diafragma hacia arriba y hacia abajo. Este movimiento vertical genera cambios de presión en la cámara de la bomba lo cual junto a las válvulas de admisión y escape genera la operación de la bomba.
*Bombas accionadas por motor eléctrico, los rangos suelen ser.
Presión: P hasta 3500 psig (250 barg),
Caudal: Q desde 1.5 l/h (0.4 GPH) hasta 3500 l/h (925 GPH).

El ajuste del caudal puede ser realizado bien por cambios en la velocidad de desplazamiento (carrera) o en la longitud del desplazamiento, o ambas. El ajuste de la carrera usualmente se hace mediante un micrómetro o perilla micrométrica, que ajustan la relación de engranajes en el mecanismo moto-reductor o mediante el uso de medios electrónicos como el [[potenciómetro]] en motores de [[corriente continua]] y más recientemente con [[variador de frecuencia]] en motores de [[corriente alterna]].
Cuando se requiere ajuste automático de la carrera de la bomba dosificadora los fabricantes suelen colocar un posicionador, de funcionamiento similar a los usados en válvulas automáticas, en donde se ubica el [[micrómetro]]. Dicho posicionador puede ser accionado con una señal proveniente de un [[PLC]], permitiendo así control PID (Proporcionales – Integrales - Derivativos) de variables de proceso, tales como pH, conductividad, etcétera.
Algunos modelos ofrecen un amplio abanico de caudales con proporción 1:3000 entre el caudal más bajo y el más alto, siendo válidas para pequeñas dosificaciones como para choques de alto caudal.

==Bombas dosificadoras según su cabezal==
*Bombas dosificadoras de membrana.
*Bombas dosificadoras de pistón.
En función del fluido y la presión de operación, se emplean diferentes materiales en el cabezal de la bomba dosificadora.
*Bombas dosificadoras en acero inoxidable AISI316.
*Bombas dosificadoras en [[Hastelloy]].
*Bombas dosificadoras en [[polipropileno]] PP.
*Bombas dosificadoras en [[PVC]]
*Bombas dosificadoras en PVDF (fluorocarbono).

==Usos de las Bombas dosificadoras==
Las industrias en las que se puede emplear una bomba dosificadora son petróleo y gas, industria química, cosmética, farmacéutica, alimentos y las bebidas. Las bombas dosificadoras se usan en varios ámbitos para la dosificación exacta de un medio. Tanto en la industria como en el laboratorio, con las bombas dosificadoras se aplica pegamento, se dosifica medicamentos o se introduce sustancias químicas en un proceso. Estas bombas dosificadoras también se usan en la agricultura para la dosificación exacta de abono o en la cría de animales para repartir medicamentos. El procedimiento sencillo y preciso de las bombas dosificadoras permite usarlas en muchos campos de aplicación. Estas bombas dosificadoras permiten medir de forma constante en el tiempo el mismo volumen. Las bombas dosificadoras mejoran el resultado y reducen o evitan fallos subjetivos o insuficiencias, que se producen inevitablemente por el factor humano. Además, las bombas dosificadoras evitan el contacto con medios agresivos que el usuario debe introducir en un proceso. La experiencia muestra que la inversión en bombas dosificadoras se rentabiliza en poco tiempo.

== Fuentes ==
*[http://es.wikipedia.org/wiki/Bomba_perist%C3%A1ltica es.wikipedia.org]
*[http://www.sumiowater.com/bomba-dosificadora/]
*[http://fluideco.com/que-es-una-bomba-dosificadora/]

[[Category:Aparatos]]

Bomba dosificadora

2018-12-11T01:36:17Z

Novelis jc.jiguani1: /* Bombas dosificadoras según su impulsor */

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{{Objeto
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|descripcion= Ejemplo de Bomba dosificadora.
}}

'''Bomba dosificadora '''. Es un tipo de bomba diseñada para inyectar un químico líquido en el seno de un [[fluido]], en pequeña cantidad, y de la cual se requiere de un control preciso del volumen añadido por sus efectos en el proceso y o por coste del químico. La bomba debe posibilitar un control preciso a la hora de la [[inyección]].
En una instalación de dosificación se preparan materia sólida, líquidos o gases en una determinada cantidad. Una planta instalación de dosificación se compone de varios dispositivos, de los cuales uno siempre está presente el elemento dosificador. Este componente principal de una [[planta]] de dosificación permite el flujo, lo limita o lo corta.

==Tipos de bombas dosificadoras==
*[[Bomba de pistón]], en esta bomba de dosificación se desplaza un émbolo en un movimiento recto del medio. El émbolo se mueve hacia un cilindro equipado con una entrada y salida. En el primer ciclo es absorbido en la entrada y en el segundo ciclo es expulsado por la salida.
*[[Bomba peristáltica]], mediante el desplazamiento del medio por fuerzas mecánicas externas en un tubo de plástico flexible se transporta de forma precisa entre la entrada y la salida. Este transporte del medio se puede realizar de forma muy precisa, y se usa con más frecuencia en el ámbito de la [[medicina]] y [[laboratorio]].
*[[Bomba de membrana]], es la más sencilla entre las bombas dosificadoras. Se tensa una membrana sobre un cilindro rectangular, abierto lateralmente, que tiene montado en ambas extremidades la entrada y salida. Esta transporta en cuanto se aprieta el medio al exterior, y lo absorbe cuando la [[membrana]] es tensada hacia el exterior.
*[[Bomba de engranaje]], este tipo de bomba de dosificación absorbe a través de dos ruedas dentadas engarzadas entre sí el medio por la entrada y lo transporta con el mismo movimiento a la salida. Este procedimiento es especialmente apto para altas presiones.

==Características==
La bomba dosificadora puede ser de membrana o de émbolo, y ofrece gran precisión, siempre debe permitir el ajuste del caudal de una manera lineal y su diseño debe garantizar la reproducibilidad, la repetitividad y la precisión del volumen desplazado, a bajos caudales y a altas presiones.
*Reproducibilidad, capacidad de dar el mismo resultado en las mediciones realizadas por diferentes operarios en distintos periodos de [[tiempo]] y siempre bajo las mismas condiciones.
*Repetitividad, son las mediciones realizadas por un mismo operario en un breve periodo de tiempo y bajo las mismas condiciones.
*Precisión, es la capacidad de dar los mismos resultados en diferentes mediciones realizadas en las mismas condiciones.
Además, todas las bombas dosificadoras deben ser a prueba de fugas y completamente seguras, ya que muchos de los químicos suelen ser peligrosos. El [[caudal]] ajustado debe ser preciso aun cuando la [[presión]] en la tubería o sistema donde se inyecte el químico varíe. Por consiguiente, debe ser seleccionada para que sea capaz de producir una presión igual o superior a la máxima que pueda tener el fluido en la tubería.
Todas estas características hacen que la bomba dosificadora pertenezca al grupo de [[desplazamiento positivo]] y esté dentro de las que se clasifican como reciprocantes. El flujo es producido por un [[pistón]] o émbolo reciprocante y es de forma sinusoidal, también conocido como flujo pulsante similar al del [[corazón]] humano el cual tiene muchas analogías con una bomba dosificadora.

==Unidades de flujo para dosificación de químicos==
Por lo general los flujos de dosificación son pequeños y suelen ser expresados en las siguientes unidades:
*l/h – litros por hora
*l/día – litros por día
*GPH – Galones US por hora
*GPD – Galones por día
Los tipos de bombas dosificadoras se clasifican de dos formas, según su impulsor, y según su cabezal:

==Bombas dosificadoras según su impulsor==
*Bombas electromagnéticas o de tipo solenoide, suelen ser usadas para bajas presiones y bajos caudales.
Presión: P < 300 psig (20 barg),
Caudal: Q < 20 GPH (60 l/h)
*Bombas accionadas por motor, por pasos (step motor), el motor paso a paso (stepper) hace girar el eje lo que hace mover el diafragma hacia arriba y hacia abajo. Este movimiento vertical genera cambios de presión en la cámara de la bomba lo cual junto a las válvulas de admisión y escape genera la operación de la bomba.
*Bombas accionadas por motor eléctrico, los rangos suelen ser.
Presión: P hasta 3500 psig (250 barg),
Caudal: Q desde 1.5 l/h (0.4 GPH) hasta 3500 l/h (925 GPH).

El ajuste del caudal puede ser realizado bien por cambios en la velocidad de desplazamiento (carrera) o en la longitud del desplazamiento, o ambas. El ajuste de la carrera usualmente se hace mediante un micrómetro o perilla micrométrica, que ajustan la relación de engranajes en el mecanismo moto-reductor o mediante el uso de medios electrónicos como el [[potenciómetro]] en motores de [[corriente continua]] y más recientemente con [[variador de frecuencia]] en motores de [[corriente alterna]].
Cuando se requiere ajuste automático de la carrera de la bomba dosificadora los fabricantes suelen colocar un posicionador, de funcionamiento similar a los usados en válvulas automáticas, en donde se ubica el [[micrómetro]]. Dicho posicionador puede ser accionado con una señal proveniente de un [[PLC]], permitiendo así control PID (Proporcionales – Integrales - Derivativos) de variables de proceso, tales como pH, conductividad, etcétera.
Algunos modelos ofrecen un amplio abanico de caudales con proporción 1:3000 entre el caudal más bajo y el más alto, siendo válidas para pequeñas dosificaciones como para choques de alto caudal.

==Bombas dosificadoras según su cabezal==
*Bombas dosificadoras de membrana.
*Bombas dosificadoras de pistón.
En función del fluido y la presión de operación, se emplean diferentes materiales en el cabezal de la bomba dosificadora.
*Bombas dosificadoras en acero inoxidable AISI316.
*Bombas dosificadoras en [[Hastelloy]].
*Bombas dosificadoras en [[polipropileno]] PP.
*Bombas dosificadoras en [[PVC]]
*Bombas dosificadoras en PVDF (fluorocarbono).

==Usos de las Bombas dosificadoras==
Las industrias en las que se puede emplear una bomba dosificadora son petróleo y gas, industria química, cosmética, farmacéutica, alimentos y las bebidas. Las bombas dosificadoras se usan en varios ámbitos para la dosificación exacta de un medio. Tanto en la industria como en el laboratorio, con las bombas dosificadoras se aplica pegamento, se dosifica medicamentos o se introduce sustancias químicas en un proceso. Estas bombas dosificadoras también se usan en la agricultura para la dosificación exacta de abono o en la cría de animales para repartir medicamentos. El procedimiento sencillo y preciso de las bombas dosificadoras permite usarlas en muchos campos de aplicación. Estas bombas dosificadoras permiten medir de forma constante en el tiempo el mismo volumen. Las bombas dosificadoras mejoran el resultado y reducen o evitan fallos subjetivos o insuficiencias, que se producen inevitablemente por el factor humano. Además, las bombas dosificadoras evitan el contacto con medios agresivos que el usuario debe introducir en un proceso. La experiencia muestra que la inversión en bombas dosificadoras se rentabiliza en poco tiempo.

== Fuentes ==
*[http://es.wikipedia.org/wiki/Bomba_perist%C3%A1ltica es.wikipedia.org]
*[http://www.sumiowater.com/bomba-dosificadora/]
*[http://fluideco.com/que-es-una-bomba-dosificadora/]
[[Category:Aparatos]]

Bomba dosificadora

2018-12-11T01:30:11Z

Novelis jc.jiguani1: Página creada con «<div align="justify"> {{Objeto |nombre=Bomba dosificadora |imagen= |tamaño= |descripcion= Ejemplo de Bomba dosificadora. }} '''Bomba dosificadora '''. Es un tipo de bomb…»

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'''Bomba dosificadora '''. Es un tipo de bomba diseñada para inyectar un químico líquido en el seno de un [[fluido]], en pequeña cantidad, y de la cual se requiere de un control preciso del volumen añadido por sus efectos en el proceso y o por coste del químico. La bomba debe posibilitar un control preciso a la hora de la [[inyección]].
En una instalación de dosificación se preparan materia sólida, líquidos o gases en una determinada cantidad. Una planta instalación de dosificación se compone de varios dispositivos, de los cuales uno siempre está presente el elemento dosificador. Este componente principal de una [[planta]] de dosificación permite el flujo, lo limita o lo corta.

==Tipos de bombas dosificadoras==
*[[Bomba de pistón]], en esta bomba de dosificación se desplaza un émbolo en un movimiento recto del medio. El émbolo se mueve hacia un cilindro equipado con una entrada y salida. En el primer ciclo es absorbido en la entrada y en el segundo ciclo es expulsado por la salida.
*[[Bomba peristáltica]], mediante el desplazamiento del medio por fuerzas mecánicas externas en un tubo de plástico flexible se transporta de forma precisa entre la entrada y la salida. Este transporte del medio se puede realizar de forma muy precisa, y se usa con más frecuencia en el ámbito de la [[medicina]] y [[laboratorio]].
*[[Bomba de membrana]], es la más sencilla entre las bombas dosificadoras. Se tensa una membrana sobre un cilindro rectangular, abierto lateralmente, que tiene montado en ambas extremidades la entrada y salida. Esta transporta en cuanto se aprieta el medio al exterior, y lo absorbe cuando la [[membrana]] es tensada hacia el exterior.
*[[Bomba de engranaje]], este tipo de bomba de dosificación absorbe a través de dos ruedas dentadas engarzadas entre sí el medio por la entrada y lo transporta con el mismo movimiento a la salida. Este procedimiento es especialmente apto para altas presiones.

==Características==
La bomba dosificadora puede ser de membrana o de émbolo, y ofrece gran precisión, siempre debe permitir el ajuste del caudal de una manera lineal y su diseño debe garantizar la reproducibilidad, la repetitividad y la precisión del volumen desplazado, a bajos caudales y a altas presiones.
*Reproducibilidad, capacidad de dar el mismo resultado en las mediciones realizadas por diferentes operarios en distintos periodos de [[tiempo]] y siempre bajo las mismas condiciones.
*Repetitividad, son las mediciones realizadas por un mismo operario en un breve periodo de tiempo y bajo las mismas condiciones.
*Precisión, es la capacidad de dar los mismos resultados en diferentes mediciones realizadas en las mismas condiciones.
Además, todas las bombas dosificadoras deben ser a prueba de fugas y completamente seguras, ya que muchos de los químicos suelen ser peligrosos. El [[caudal]] ajustado debe ser preciso aun cuando la [[presión]] en la tubería o sistema donde se inyecte el químico varíe. Por consiguiente, debe ser seleccionada para que sea capaz de producir una presión igual o superior a la máxima que pueda tener el fluido en la tubería.
Todas estas características hacen que la bomba dosificadora pertenezca al grupo de [[desplazamiento positivo]] y esté dentro de las que se clasifican como reciprocantes. El flujo es producido por un [[pistón]] o émbolo reciprocante y es de forma sinusoidal, también conocido como flujo pulsante similar al del [[corazón]] humano el cual tiene muchas analogías con una bomba dosificadora.

==Unidades de flujo para dosificación de químicos==
Por lo general los flujos de dosificación son pequeños y suelen ser expresados en las siguientes unidades:
*l/h – litros por hora
*l/día – litros por día
*GPH – Galones US por hora
*GPD – Galones por día
Los tipos de bombas dosificadoras se clasifican de dos formas, según su impulsor, y según su cabezal:

==Bombas dosificadoras según su impulsor==
*Bombas electromagnéticas o de tipo solenoide, suelen ser usadas para bajas presiones y bajos caudales.
Presión: P < 300 psig (20 barg),
Caudal: Q < 20 GPH (60 l/h)
*Bombas accionadas por motor, por pasos (step motor), el motor paso a paso (stepper) hace girar el eje lo que hace mover el diafragma hacia arriba y hacia abajo. Este movimiento vertical genera cambios de presión en la cámara de la bomba lo cual junto a las válvulas de admisión y escape genera la operación de la bomba.
*Bombas accionadas por motor eléctrico, los rangos suelen ser.
Presión: P hasta 3500 psig (250 barg)
Caudal: Q desde 1.5 l/h (0.4 GPH) hasta 3500 l/h (925 GPH).

El ajuste del caudal puede ser realizado bien por cambios en la velocidad de desplazamiento (carrera) o en la longitud del desplazamiento, o ambas. El ajuste de la carrera usualmente se hace mediante un micrómetro o perilla micrométrica, que ajustan la relación de engranajes en el mecanismo moto-reductor o mediante el uso de medios electrónicos como el [[potenciómetro]] en motores de [[corriente continua]] y más recientemente con [[variador de frecuencia]] en motores de [[corriente alterna]].
Cuando se requiere ajuste automático de la carrera de la bomba dosificadora los fabricantes suelen colocar un posicionador, de funcionamiento similar a los usados en válvulas automáticas, en donde se ubica el [[micrómetro]]. Dicho posicionador puede ser accionado con una señal proveniente de un [[PLC]], permitiendo así control PID (Proporcionales – Integrales - Derivativos) de variables de proceso, tales como pH, conductividad, etcétera.
Algunos modelos ofrecen un amplio abanico de caudales con proporción 1:3000 entre el caudal más bajo y el más alto, siendo válidas para pequeñas dosificaciones como para choques de alto caudal.

==Bombas dosificadoras según su cabezal==
*Bombas dosificadoras de membrana.
*Bombas dosificadoras de pistón.
En función del fluido y la presión de operación, se emplean diferentes materiales en el cabezal de la bomba dosificadora.
*Bombas dosificadoras en acero inoxidable AISI316.
*Bombas dosificadoras en [[Hastelloy]].
*Bombas dosificadoras en [[polipropileno]] PP.
*Bombas dosificadoras en [[PVC]]
*Bombas dosificadoras en PVDF (fluorocarbono).

==Usos de las Bombas dosificadoras==
Las industrias en las que se puede emplear una bomba dosificadora son petróleo y gas, industria química, cosmética, farmacéutica, alimentos y las bebidas. Las bombas dosificadoras se usan en varios ámbitos para la dosificación exacta de un medio. Tanto en la industria como en el laboratorio, con las bombas dosificadoras se aplica pegamento, se dosifica medicamentos o se introduce sustancias químicas en un proceso. Estas bombas dosificadoras también se usan en la agricultura para la dosificación exacta de abono o en la cría de animales para repartir medicamentos. El procedimiento sencillo y preciso de las bombas dosificadoras permite usarlas en muchos campos de aplicación. Estas bombas dosificadoras permiten medir de forma constante en el tiempo el mismo volumen. Las bombas dosificadoras mejoran el resultado y reducen o evitan fallos subjetivos o insuficiencias, que se producen inevitablemente por el factor humano. Además, las bombas dosificadoras evitan el contacto con medios agresivos que el usuario debe introducir en un proceso. La experiencia muestra que la inversión en bombas dosificadoras se rentabiliza en poco tiempo.

== Fuentes ==
*[http://es.wikipedia.org/wiki/Bomba_perist%C3%A1ltica es.wikipedia.org]
*[http://www.sumiowater.com/bomba-dosificadora/]
*[http://fluideco.com/que-es-una-bomba-dosificadora/]
[[Category:Aparatos]]

Klistrón

2018-12-07T22:41:45Z

Novelis jc.jiguani1: Página creada con «{{Definición |nombre= Klistrón |imagen= |tamaño= |concepto= Tubo de electrones utilizado principalmente como un tubo transmisor para generar y amplificar microondas…»

{{Definición
|nombre= Klistrón
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|tamaño=
|concepto= Tubo de electrones utilizado principalmente como un tubo transmisor para generar y amplificar [[microondas]].
}}
<div align="justify">
''' Klistrón'''. Tubo de electrones que utiliza el tiempo de propagación de los electrones para generar o amplificar señales de alta [[frecuencia]].
==Estudio del klistrón==
El principio básico fue publicado por [[Oskar Heil]] en [[1935]]. Fue desarrollado en [[1937]] por los hermanos Russell y Sigurd Varian quienes estudiaban y trabajaban en la [[Universidad de Stanford]], Estados Unidos, contando además con la ayuda de [[W. W. Hansen]].
==Principio de funcionamiento==
En el klystron, una corriente de electrones generada al [[vacío]] y acelerada por alta tensión experimenta una modulación de velocidad por un campo alterno eléctrico de alta [[frecuencia]]. Para este propósito, pasa a través de una [[cavidad resonante]] alimentada con una señal de alta frecuencia. Después de un cierto retardo, la modulación de velocidad provoca una modulación de densidad. La corriente de electrones modulada puede pasar a través de una o más cavidades resonantes adicionales, y en la cavidad resonante de salida, se extrae la señal amplificada.
==Se distinguen dos tipos de klistrones==
*Klistrón de dos cavidades: en una cavidad se modula el haz de electrones por la señal de entrada, y en la segunda cavidad se extrae la señal amplificada.
*Klistrón reflex: sólo contiene una cavidad. El haz de electrones la atraviesa dos veces, en la primera se modula con la señal; se refleja en un [[electrodo]] negativo, llamado reflector, y regresa a la cavidad, donde se extrae la señal.
==Usos comunes==
Utilizado en la generación y amplificación de señales de muy altas frecuencia, como [[amplificador]] en la banda de microondas o como [[oscilador]]. El Klistrón réflex, fue de amplio uso como oscilador de microondas en radares y equipos de laboratorio. Los klystron pueden trabajar a frecuencias que superan los 200 GHz.
==Fuente==
*Dean, K.S.: Integrated electronics. Chapman and Hall LTD, G.B., 1967.
*Millmann Y Halkias: Integrated electronics, analog and digital circuits and systems. Mc Graw-Hill Book Company, EE.UU, 1972.
* https://es.wikipedia.org/wiki/Klistr%C3%B3n
*https://studylib.es/doc/692215/klystron#
[[Category: Electrónica]]
[[Category:Elementos de circuitos]]

Cavidad resonante

2018-12-06T17:44:48Z

Novelis jc.jiguani1: /* Estudio de las cavidades resonantes */

{{Definición
|nombre= Cavidad resonante
|imagen=
|tamaño=
|concepto= En electromagnetismo, el circuito resonante para ondas electromagnéticas de frecuencias muy altas por ejemplo, VHF y UHF.
}}
<div align="justify">
'''Cavidad resonante'''. En [[electromagnetismo]], circuito resonante para ondas electromagnéticas de frecuencias muy altas por ejemplo, [[VHF]] y [[UHF]]. O puede decirse, un volumen cerrado por paredes conductoras dentro del cual se introduce y se extrae energía por diversos métodos es una cavidad resonante.

==Estudio de las cavidades resonantes==
El estudio de las cavidades resonantes, es una ciencia ingenieril relativamente nueva, aunque la teoría fundamental se remonta a los tiempos de [[Maxwell]]. La falta de interés ingenieril en las cavidades resonantes probablemente se debe a las frecuencias extremadamente altas requeridas para estructuras resonantes de tamaños razonables. Estas fuentes de alta frecuencias y sus equipos de pruebas asociados no estaban disponibles hasta hace poco, de manera que el trabajo experimental en este área no fue posible. El interés en las cavidades resonantes empezó en los años 30 del siglo pasado, cuando [[W. W. Hansen]] publicó dos artículos sobre resonadores eléctricos y son la base del estudio de las cavidades resonantes de nuestros tiempos.

==Principio de funcionamiento==
Se puede demostrar que una [[línea de transmisión]] cortocircuitada en ambos extremos exhibe propiedades resonantes a frecuencias cuando la [[longitud de onda]] λ, es λ/2 o un múltiple de λ/2. De la analogía directo se espera que el mismo fenómeno ocurre cuando una sección de guía de onda es cortocircuitado en ambos extremos. Cuando se colocan placas metálicas sobre los extremos de las guías, hay una región dieléctrica completamente envuelta por una superficie conductora. Hay una gran cantidad de modos de resonancia posible, de hecho, una infinidad de ellos. Para cada modo de guía de onda habrá un número [[infinito]] de múltiples de λ/2 que caben en la dirección longitudinal entre los dos extremos. Entonces una infinidad de modos es posible. Normalmente sólo los modos de orden bajo son de interés, y el de la [[frecuencia]] resonante más bajo se refiere como el modo dominante.
En la solución [[matemática]] de casos geométricos sencillos como la cavidad rectangular y cavidad cilíndrica, se debe mencionar que este método de analizar las cavidades resonantes es algo restrictivo. Conduce a una solución de esas configuraciones geométricas que tengan propiedades cilíndricas generales, es decir, los que tengan la misma sección transversal arbitraria cuando se ve en cualquier punto a lo largo del eje longitudinal. En realidad una región dieléctrica de cualquier forma que se encierra por una superficie conductora exhibe propiedades resonantes y esto es la forma más general de la cavidad resonante. La solución de tal problema general es bastante difícil; enfocados en estos casos sencillos se pueden resolver utilizando la teoría de [[guía de onda]].

==Tipos de cavidades resonantes==
*Cavidad Coaxial.
*Cavidades de Guía de Onda.
*Cavidad de Segundo Armónico.

==Usos comunes==
*Para seleccionar determinadas frecuencias del conjunto de ondas electromagnéticas.
*Oscila a unas determinadas frecuencias con una amplitud más grande para generar ondas electromagnéticas.
*Para seleccionar frecuencias específicas de una señal.
*Eliminar ondas como filtro pasa banda.

==Importancia==
Las cavidades resonantes son fundamentales para la producción de oscilaciones en el rango de las [[microondas]], ondas electromagnéticas; generalmente de entre 300 MHz y 30 GHz, que supone un período de oscilación de 3 ns a 33 ps y una longitud de onda en el rango de 1 m a 10 mm. Las cavidades, de dimensión y forma apropiadas, forman parte central del [[magnetrón]] y [[klistrón]] o klystron, que son los dispositivos generadores de microondas.

==Fuente==
*Dean, K.S.: Integrated electronics. Chapman and Hall LTD, G.B., 1967.
*Millmann Y Halkias: Integrated electronics, analog and digital circuits and systems. Mc Graw-Hill Book Company, EE.UU, 1972.
*http://es.wikipedia.org/wiki/Electromagnetismo
*https://www.biodic.net/palabra/cavidad-resonante/#.W123Pvk3HIU
[[Category: Electrónica]]
[[Category:Elementos de circuitos]]

Cavidad resonante

2018-12-06T17:36:06Z

Novelis jc.jiguani1: /* Importancia */

{{Definición
|nombre= Cavidad resonante
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|tamaño=
|concepto= En electromagnetismo, el circuito resonante para ondas electromagnéticas de frecuencias muy altas por ejemplo, VHF y UHF.
}}
<div align="justify">
'''Cavidad resonante'''. En [[electromagnetismo]], circuito resonante para ondas electromagnéticas de frecuencias muy altas por ejemplo, [[VHF]] y [[UHF]]. O puede decirse, un volumen cerrado por paredes conductoras dentro del cual se introduce y se extrae energía por diversos métodos es una cavidad resonante.

==Estudio de las cavidades resonantes==
El estudio de las cavidades resonantes, es una ciencia ingenieril relativamente nueva, aunque la teoría fundamental se remonta a los tiempos de [[Maxwell]]. La falta de interés ingenieril en las cavidades resonantes probablemente se debe a las frecuencias extremadamente altas requeridas para estructuras resonantes de tamaños razonables. Estas fuentes de alta frecuencias y sus equipos de pruebas asociados no estaban disponibles hasta hace poco, de manera que el trabajo experimental en este área no fue posible. El interés en las cavidades resonantes empezó en los años 30 del siglo pasado, cuando [[W. W. Hansen]] publicó dos artículos sobre resonadores eléctricos y son la base del estudio de las cavidades resonantes de nuestros tiempos.

Se puede demostrar que una [[línea de transmisión]] cortocircuitada en ambos extremos exhibe propiedades resonantes a frecuencias cuando la [[longitud de onda]] λ, es λ/2 o un múltiple de λ/2. De la analogía directo se espera que el mismo fenómeno ocurre cuando una sección de guía de onda es cortocircuitado en ambos extremos. Cuando se colocan placas metálicas sobre los extremos de las guías, hay una región dieléctrica completamente envuelta por una superficie conductora. Hay una gran cantidad de modos de resonancia posible, de hecho, una infinidad de ellos. Para cada modo de guía de onda habrá un número [[infinito]] de múltiples de λ/2 que caben en la dirección longitudinal entre los dos extremos. Entonces una infinidad de modos es posible. Normalmente sólo los modos de orden bajo son de interés, y el de la [[frecuencia]] resonante más bajo se refiere como el modo dominante.
En la solución [[matemática]] de casos geométricos sencillos como la cavidad rectangular y cavidad cilíndrica, se debe mencionar que este método de analizar las cavidades resonantes es algo restrictivo. Conduce a una solución de esas configuraciones geométricas que tengan propiedades cilíndricas generales, es decir, los que tengan la misma sección transversal arbitraria cuando se ve en cualquier punto a lo largo del eje longitudinal. En realidad una región dieléctrica de cualquier forma que se encierra por una superficie conductora exhibe propiedades resonantes y esto es la forma más general de la cavidad resonante. La solución de tal problema general es bastante difícil; enfocados en estos casos sencillos se pueden resolver utilizando la teoría de [[guía de onda]].

==Tipos de cavidades resonantes==
*Cavidad Coaxial.
*Cavidades de Guía de Onda.
*Cavidad de Segundo Armónico.

==Usos comunes==
*Para seleccionar determinadas frecuencias del conjunto de ondas electromagnéticas.
*Oscila a unas determinadas frecuencias con una amplitud más grande para generar ondas electromagnéticas.
*Para seleccionar frecuencias específicas de una señal.
*Eliminar ondas como filtro pasa banda.

==Importancia==
Las cavidades resonantes son fundamentales para la producción de oscilaciones en el rango de las [[microondas]], ondas electromagnéticas; generalmente de entre 300 MHz y 30 GHz, que supone un período de oscilación de 3 ns a 33 ps y una longitud de onda en el rango de 1 m a 10 mm. Las cavidades, de dimensión y forma apropiadas, forman parte central del [[magnetrón]] y [[klistrón]] o klystron, que son los dispositivos generadores de microondas.

==Fuente==
*Dean, K.S.: Integrated electronics. Chapman and Hall LTD, G.B., 1967.
*Millmann Y Halkias: Integrated electronics, analog and digital circuits and systems. Mc Graw-Hill Book Company, EE.UU, 1972.
*http://es.wikipedia.org/wiki/Electromagnetismo
*https://www.biodic.net/palabra/cavidad-resonante/#.W123Pvk3HIU
[[Category: Electrónica]]
[[Category:Elementos de circuitos]]

Infinitos

2018-12-06T02:04:02Z

Novelis jc.jiguani1:

{{Definición
|nombre=Infinito
|imagen=
|tamaño=
|concepto=Una función f(x) se llama infinita para x = a cuando tiende a infinito, es decir lim<sub>x->a</sub>f(x) = ∞.
}}
<div align="justify">
'''Infinito'''. Si para un número cualquiera N, tan grande como desee, que existe tal δ(N), para 0< Ι x – a Ι< δ(N) se verifica la desigualdad Ιf(x)Ι> N, la función f(x) recibe el nombre de infinita (infinitamente grande) cuando x→a.
Análogamente, f(x) se determina como infinita (infinitamente grande) cuando x→ ∞.

==Concepto==
Este concepto de infinito es utilizado en el [[Análisis Matemático]] cuando se quiere expresar que los términos de una [[Sucesiones numéricas|sucesión ordenada]], o los valores que toma una función al tomar la variable dependiente valores cercanos a uno fijado previamente "diverge" ("tiende a infinito", o su límite es infinito). En este contexto, se considera ∞ para representar al límite que tiende a infinito y 0 al límite cuando tiende a 0; y no al número 0).

Ejemplo: lim<sub>x->2</sub> 3/(x-2) = ∞ => 3/(x-2) es un infinito cuando x tiende a 2, (x→2).

==Infinitos fundamentales==
*Infinito logarítmico:
[[Archivo:IMG_1_Infinitos.JPG]]
*Infinito potencial, n natural y n≠0
[[Archivo:IMG_2_Infinitos.JPG]]
*Infinito exponencial, a perteneciente a R+
[[Archivo:IMG_3_Infinito.JPG]]
*Infinito potencial exponencial, n natural y n≠0
[[Archivo:IMG_4_Infinito.JPG]]

==Comparación de infinitos ==
Al comparar infinitos todas las funciones tienden al infinito, a continuación tenemos los siguientes casos, el mayor orden es para la función que más rápido crece al infinito. Sean las funciones f(x) y g(x) dos infinitos en a.
*Se dice que f(x) y g(x) tienen el mismo orden si
[[Archivo:IMG_6_Infinito.JPG]]
*Se dice que el orden de f(x) es mayor que el orden de g(x) si
[[Archivo:IMG_7_Infinito.JPG]]
*Se dice que el orden de f(x) es menor que el orden de g(x) si
[[Archivo:IMG_8_Infinito.JPG]]
*Cuando no existe el límite se dice que los infinitos no son comparables.
[[Archivo:IMG_9_Infinito.JPG]]
===Comparación de infinitos fundamentales===
A continuación se muestran según ordenes del tipo de infinito, de mayor a menor:
*orden del tipo x <sup>k x</sup> > orden del tipo b <sup>x</sup> > orden del tipo x <sup>m</sup> > orden del tipo log<sub>a</sub> x <sup>c</sup>
'''Ejemplo de órdenes de infinitos'''
*Órdenes del tipo b<sup>x</sup>: 4<sup>x</sup> y 1,5<sup>x</sup> es mayor el que tenga mayor su base 4<sup>x</sup>> 1,5<sup>x</sup>
*Órdenes del tipo x<sup>m</sup>: 2x<sup>3</sup>, x<sup>2</sup> y x<sup>1/2</sup> es mayor el que tenga mayor grado 2x<sup>3</sup> > x<sup>2</sup> > x<sup>1/2</sup>
Ordenando los tipos anteriores descendentemente: 4<sup>x</sup> > 1,5<sup>x</sup> > 2x<sup>3</sup> > x<sup>2</sup> > x<sup>1/2</sup>> log<sub>2</sub> x

El siguiente ejemplo muestra como es calculado un límite aplicando el concepto de órdenes de infinito.
[[Archivo:IMG_10_Infinito.JPG]]
*orden x<sup>m</sup>> orden log<sub>a</sub> x<sup>c</sup>, luego x> lnx que corresponde al caso en que el orden de f(x) es menor que el orden de g(x) por lo que esta crece más rápido al infinito resultando:
[[Archivo:IMG_11_Infinito.JPG]]
*Infinitos equivalentes: Se dice que dos infinitos f(x) y g(x) son equivalentes si el
[[Archivo:IMG_5_Infinito.JPG]]
*La suma de dos infinitos de distinto orden es equivalente al infinito de mayor orden.

==Véase también==
*[[Infinitésimos]]

==Fuentes==
*Baranenkov, G., Deminovich B., Efimenco, V., Kogan, S., Lunts, G., Porshneva, E., Sichova, E., Frolov, S., Shostak, R. y A. Yampolski: Problemas y ejercicios de análisis matemático. Editorial Mir, [[Moscú]], [[1977]], pp. 31 – 32
*Ministerio de Educación Superior. Departamento de textos y Materiales Didácticos. Análisis Matemático 1 Tomo I

[[Category:Análisis_y_Análisis_funcional]]

Cavidad resonante

2018-12-06T01:56:52Z

Novelis jc.jiguani1: /* Estudio de las cavidades resonantes */

{{Definición
|nombre= Cavidad resonante
|imagen=
|tamaño=
|concepto= En electromagnetismo, el circuito resonante para ondas electromagnéticas de frecuencias muy altas por ejemplo, VHF y UHF.
}}
<div align="justify">
'''Cavidad resonante'''. En [[electromagnetismo]], circuito resonante para ondas electromagnéticas de frecuencias muy altas por ejemplo, [[VHF]] y [[UHF]]. O puede decirse, un volumen cerrado por paredes conductoras dentro del cual se introduce y se extrae energía por diversos métodos es una cavidad resonante.

==Estudio de las cavidades resonantes==
El estudio de las cavidades resonantes, es una ciencia ingenieril relativamente nueva, aunque la teoría fundamental se remonta a los tiempos de [[Maxwell]]. La falta de interés ingenieril en las cavidades resonantes probablemente se debe a las frecuencias extremadamente altas requeridas para estructuras resonantes de tamaños razonables. Estas fuentes de alta frecuencias y sus equipos de pruebas asociados no estaban disponibles hasta hace poco, de manera que el trabajo experimental en este área no fue posible. El interés en las cavidades resonantes empezó en los años 30 del siglo pasado, cuando [[W. W. Hansen]] publicó dos artículos sobre resonadores eléctricos y son la base del estudio de las cavidades resonantes de nuestros tiempos.

Se puede demostrar que una [[línea de transmisión]] cortocircuitada en ambos extremos exhibe propiedades resonantes a frecuencias cuando la [[longitud de onda]] λ, es λ/2 o un múltiple de λ/2. De la analogía directo se espera que el mismo fenómeno ocurre cuando una sección de guía de onda es cortocircuitado en ambos extremos. Cuando se colocan placas metálicas sobre los extremos de las guías, hay una región dieléctrica completamente envuelta por una superficie conductora. Hay una gran cantidad de modos de resonancia posible, de hecho, una infinidad de ellos. Para cada modo de guía de onda habrá un número [[infinito]] de múltiples de λ/2 que caben en la dirección longitudinal entre los dos extremos. Entonces una infinidad de modos es posible. Normalmente sólo los modos de orden bajo son de interés, y el de la [[frecuencia]] resonante más bajo se refiere como el modo dominante.
En la solución [[matemática]] de casos geométricos sencillos como la cavidad rectangular y cavidad cilíndrica, se debe mencionar que este método de analizar las cavidades resonantes es algo restrictivo. Conduce a una solución de esas configuraciones geométricas que tengan propiedades cilíndricas generales, es decir, los que tengan la misma sección transversal arbitraria cuando se ve en cualquier punto a lo largo del eje longitudinal. En realidad una región dieléctrica de cualquier forma que se encierra por una superficie conductora exhibe propiedades resonantes y esto es la forma más general de la cavidad resonante. La solución de tal problema general es bastante difícil; enfocados en estos casos sencillos se pueden resolver utilizando la teoría de [[guía de onda]].

==Tipos de cavidades resonantes==
*Cavidad Coaxial.
*Cavidades de Guía de Onda.
*Cavidad de Segundo Armónico.

==Usos comunes==
*Para seleccionar determinadas frecuencias del conjunto de ondas electromagnéticas.
*Oscila a unas determinadas frecuencias con una amplitud más grande para generar ondas electromagnéticas.
*Para seleccionar frecuencias específicas de una señal.
*Eliminar ondas como filtro pasa banda.

==Importancia==
Las cavidades resonantes son fundamentales para la producción de oscilaciones en el rango de las [[microondas]], ondas electromagnéticas; generalmente de entre 300 MHz y 30 GHz, que supone un período de oscilación de 3 ns a 33 ps y una longitud de onda en el rango de 1 m a 10 mm. Las cavidades, de dimensión y forma apropiadas, forman parte central del [[magnetrón]] y [[klystron]], que son los dispositivos generadores de microondas.

==Fuente==
*Dean, K.S.: Integrated electronics. Chapman and Hall LTD, G.B., 1967.
*Millmann Y Halkias: Integrated electronics, analog and digital circuits and systems. Mc Graw-Hill Book Company, EE.UU, 1972.
*http://es.wikipedia.org/wiki/Electromagnetismo
*https://www.biodic.net/palabra/cavidad-resonante/#.W123Pvk3HIU
[[Category: Electrónica]]
[[Category:Elementos de circuitos]]

Cavidad resonante

2018-12-04T20:35:55Z

Novelis jc.jiguani1: /* Tipos de cavidades resonantes */

{{Definición
|nombre= Cavidad resonante
|imagen=
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|concepto= En electromagnetismo, el circuito resonante para ondas electromagnéticas de frecuencias muy altas por ejemplo, VHF y UHF.
}}
<div align="justify">
'''Cavidad resonante'''. En [[electromagnetismo]], circuito resonante para ondas electromagnéticas de frecuencias muy altas por ejemplo, [[VHF]] y [[UHF]]. O puede decirse, un volumen cerrado por paredes conductoras dentro del cual se introduce y se extrae energía por diversos métodos es una cavidad resonante.

==Estudio de las cavidades resonantes==
El estudio de las cavidades resonantes, es una ciencia ingenieril relativamente nueva, aunque la teoría fundamental se remonta a los tiempos de [[Maxwell]]. La falta de interés ingenieril en las cavidades resonantes probablemente se debe a las frecuencias extremadamente altas requeridas para estructuras resonantes de tamaños razonables. Estas fuentes de alta frecuencias y sus equipos de pruebas asociados no estaban disponibles hasta hace poco, de manera que el trabajo experimental en este área no fue posible. El interés en las cavidades resonantes empezó en los años 30 del siglo pasado, cuando [[W. W. Hansen]] publicó dos artículos sobre resonadores eléctricos y son la base del estudio de las cavidades resonantes de nuestros tiempos.

Se puede demostrar que una [[línea de transmisión]] cortocircuitada en ambos extremos exhibe propiedades resonantes a frecuencias cuando la [[longitud de onda]] λ, es λ/2 o un múltiple de λ/2. De la analogía directo se espera que el mismo fenómeno ocurre cuando una sección de guía de onda es cortocircuitado en ambos extremos. Cuando se colocan placas metálicas sobre los extremos de las guías, hay una región dieléctrica completamente envuelta por una superficie conductora. Hay una gran cantidad de modos de resonancia posible, de hecho, una infinidad de ellos. Para cada modo de guía de onda habrá un número [[infinito]] de múltiples de λ/2 que caben en la dirección longitudinal entre los dos extremos. Entonces una infinidad de modos es posible. Normalmente sólo los modos de orden bajo son de interés, y el de la [[frecuencia]] resonante más bajo se refiere como el modo dominante.
En la solución [[matemática]] de casos geométricos sencillos como la cavidad rectangular y cavidad cilíndrica, se debe mencionar que este método de analizar las cavidades resonantes es algo restrictivo. Conduce a una solución de esas configuraciones geométricas que tengan propiedades cilíndricas generales, es decir, los que tengan la misma sección transversal arbitraria cuando se ve en cualquier punto a lo largo del eje longitudinal. En realidad una región dieléctrica de cualquier forma que se encierra por una superficie conductora exhibe propiedades resonantes y esto es la forma más general de la cavidad resonante. La solución de tal problema general es bastante difícil; enfocados en estos casos sencillos se pueden resolver utilizando la teoría de [[guía de ondas]].

==Tipos de cavidades resonantes==
*Cavidad Coaxial.
*Cavidades de Guía de Onda.
*Cavidad de Segundo Armónico.

==Usos comunes==
*Para seleccionar determinadas frecuencias del conjunto de ondas electromagnéticas.
*Oscila a unas determinadas frecuencias con una amplitud más grande para generar ondas electromagnéticas.
*Para seleccionar frecuencias específicas de una señal.
*Eliminar ondas como filtro pasa banda.

==Importancia==
Las cavidades resonantes son fundamentales para la producción de oscilaciones en el rango de las [[microondas]], ondas electromagnéticas; generalmente de entre 300 MHz y 30 GHz, que supone un período de oscilación de 3 ns a 33 ps y una longitud de onda en el rango de 1 m a 10 mm. Las cavidades, de dimensión y forma apropiadas, forman parte central del [[magnetrón]] y [[klystron]], que son los dispositivos generadores de microondas.

==Fuente==
*Dean, K.S.: Integrated electronics. Chapman and Hall LTD, G.B., 1967.
*Millmann Y Halkias: Integrated electronics, analog and digital circuits and systems. Mc Graw-Hill Book Company, EE.UU, 1972.
*http://es.wikipedia.org/wiki/Electromagnetismo
*https://www.biodic.net/palabra/cavidad-resonante/#.W123Pvk3HIU
[[Category: Electrónica]]
[[Category:Elementos de circuitos]]

Cavidad resonante

2018-12-04T20:17:14Z

Novelis jc.jiguani1:

{{Definición
|nombre= Cavidad resonante
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|tamaño=
|concepto= En electromagnetismo, el circuito resonante para ondas electromagnéticas de frecuencias muy altas por ejemplo, VHF y UHF.
}}
<div align="justify">
'''Cavidad resonante'''. En [[electromagnetismo]], circuito resonante para ondas electromagnéticas de frecuencias muy altas por ejemplo, [[VHF]] y [[UHF]]. O puede decirse, un volumen cerrado por paredes conductoras dentro del cual se introduce y se extrae energía por diversos métodos es una cavidad resonante.

==Estudio de las cavidades resonantes==
El estudio de las cavidades resonantes, es una ciencia ingenieril relativamente nueva, aunque la teoría fundamental se remonta a los tiempos de [[Maxwell]]. La falta de interés ingenieril en las cavidades resonantes probablemente se debe a las frecuencias extremadamente altas requeridas para estructuras resonantes de tamaños razonables. Estas fuentes de alta frecuencias y sus equipos de pruebas asociados no estaban disponibles hasta hace poco, de manera que el trabajo experimental en este área no fue posible. El interés en las cavidades resonantes empezó en los años 30 del siglo pasado, cuando [[W. W. Hansen]] publicó dos artículos sobre resonadores eléctricos y son la base del estudio de las cavidades resonantes de nuestros tiempos.

Se puede demostrar que una [[línea de transmisión]] cortocircuitada en ambos extremos exhibe propiedades resonantes a frecuencias cuando la [[longitud de onda]] λ, es λ/2 o un múltiple de λ/2. De la analogía directo se espera que el mismo fenómeno ocurre cuando una sección de guía de onda es cortocircuitado en ambos extremos. Cuando se colocan placas metálicas sobre los extremos de las guías, hay una región dieléctrica completamente envuelta por una superficie conductora. Hay una gran cantidad de modos de resonancia posible, de hecho, una infinidad de ellos. Para cada modo de guía de onda habrá un número [[infinito]] de múltiples de λ/2 que caben en la dirección longitudinal entre los dos extremos. Entonces una infinidad de modos es posible. Normalmente sólo los modos de orden bajo son de interés, y el de la [[frecuencia]] resonante más bajo se refiere como el modo dominante.
En la solución [[matemática]] de casos geométricos sencillos como la cavidad rectangular y cavidad cilíndrica, se debe mencionar que este método de analizar las cavidades resonantes es algo restrictivo. Conduce a una solución de esas configuraciones geométricas que tengan propiedades cilíndricas generales, es decir, los que tengan la misma sección transversal arbitraria cuando se ve en cualquier punto a lo largo del eje longitudinal. En realidad una región dieléctrica de cualquier forma que se encierra por una superficie conductora exhibe propiedades resonantes y esto es la forma más general de la cavidad resonante. La solución de tal problema general es bastante difícil; enfocados en estos casos sencillos se pueden resolver utilizando la teoría de [[guía de ondas]].

==Tipos de cavidades resonantes==
*Cavidad Coaxial.
*Cavidades de Guía de Onda.
*Cavidad de Segundo Armónico.
==Usos comunes==
*Para seleccionar determinadas frecuencias del conjunto de ondas electromagnéticas.
*Oscila a unas determinadas frecuencias con una amplitud más grande para generar ondas electromagnéticas.
*Para seleccionar frecuencias específicas de una señal.
*Eliminar ondas como filtro pasa banda.

==Importancia==
Las cavidades resonantes son fundamentales para la producción de oscilaciones en el rango de las [[microondas]], ondas electromagnéticas; generalmente de entre 300 MHz y 30 GHz, que supone un período de oscilación de 3 ns a 33 ps y una longitud de onda en el rango de 1 m a 10 mm. Las cavidades, de dimensión y forma apropiadas, forman parte central del [[magnetrón]] y [[klystron]], que son los dispositivos generadores de microondas.

==Fuente==
*Dean, K.S.: Integrated electronics. Chapman and Hall LTD, G.B., 1967.
*Millmann Y Halkias: Integrated electronics, analog and digital circuits and systems. Mc Graw-Hill Book Company, EE.UU, 1972.
*http://es.wikipedia.org/wiki/Electromagnetismo
*https://www.biodic.net/palabra/cavidad-resonante/#.W123Pvk3HIU
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Cavidad resonante

2018-12-04T01:42:58Z

Novelis jc.jiguani1:

{{Definición
|nombre= Cavidad resonante
|imagen=
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|concepto= En electromagnetismo, el circuito resonante para ondas electromagnéticas de frecuencias muy altas por ejemplo, VHF y UHF.
}}
<div align="justify">
'''Cavidad resonante''' En [[electromagnetismo]], circuito resonante para ondas electromagnéticas de frecuencias muy altas por ejemplo, [[VHF]] y [[UHF]]. O puede decirse, un volumen cerrado por paredes conductoras dentro del cual se introduce y se extrae energía por diversos métodos es una cavidad resonante.

==Introducción==
El estudio de las cavidades resonantes, es una ciencia ingenieril relativamente nueva, aunque la teoría fundamental se remonta a los tiempos de [[Maxwell]]. La falta de interés ingenieril en las cavidades resonantes probablemente se debe a las frecuencias extremadamente altas requeridas para estructuras resonantes de tamaños razonables. Estas fuentes de alta frecuencias y sus equipos de pruebas asociados no estaban disponibles hasta hace poco, de manera que el trabajo experimental en este área no fue posible. El interés en las cavidades resonantes empezó en los años 30 del siglo pasado, cuando [[W. W. Hansen]] publicó dos artículos sobre resonadores eléctricos y son la base del estudio de las cavidades resonantes de nuestros tiempos.
Se puede demostrar que una línea de transmisión cortocircuitada en ambos extremos exhibe propiedades resonantes a frecuencias cuando la [[longitud de onda]] λ, es λ/2 o un múltiple de λ/2. De la analogía directo se espera que el mismo fenómeno ocurre cuando una sección de guía de onda es cortocircuitado en ambos extremos. Cuando se colocan placas metálicas sobre los extremos de las guías, hay una región dieléctrica completamente envuelta por una superficie conductora. Hay una gran cantidad de modos de resonancia posible, de hecho, una infinidad de ellos. Para cada modo de guía de onda habrá un número [[infinito]] de múltiples de λ/2 que caben en la dirección longitudinal entre los dos extremos. Entonces una infinidad de modos es posible. Normalmente sólo los modos de orden bajo son de interés, y el de la [[frecuencia]] resonante más bajo se refiere como el modo dominante.
En la solución [[matemática]] de casos geométricos sencillos como la cavidad rectangular y cavidad cilíndrica, se debe mencionar que este método de analizar las cavidades resonantes es algo restrictivo. Conduce a una solución de esas configuraciones geométricas que tengan propiedades cilíndricas generales, es decir, los que tengan la misma sección transversal arbitraria cuando se ve en cualquier punto a lo largo del eje longitudinal. En realidad una región dieléctrica de cualquier forma que se encierra por una superficie conductora exhibe propiedades resonantes y esto es la forma más general de la cavidad resonante. La solución de tal problema general es bastante difícil; enfocados en estos casos sencillos se pueden resolver utilizando la teoría de [[guía de ondas]].

==Tipos de cavidades resonantes==
*Cavidad Coaxial.
*Cavidades de Guía de Onda.
*Cavidad de Segundo Armónico.
==Usos comunes==
*Para seleccionar determinadas frecuencias del conjunto de ondas electromagnéticas.
*Oscila a unas determinadas frecuencias con una amplitud más grande para generar ondas electromagnéticas.
*Para seleccionar frecuencias específicas de una señal.
*Eliminar ondas como filtro pasa banda.

==Importancia==
Las cavidades resonantes son fundamentales para la producción de oscilaciones en el rango de las [[microondas]], ondas electromagnéticas; generalmente de entre 300 MHz y 30 GHz, que supone un período de oscilación de 3 ns a 33 ps y una longitud de onda en el rango de 1 m a 10 mm. Las cavidades, de dimensión y forma apropiadas, forman parte central del [[magnetrón]] y [[klystron]], que son los dispositivos generadores de microondas.

==Fuente==
*Dean, K.S.: Integrated electronics. Chapman and Hall LTD, G.B., 1967.
*Millmann Y Halkias: Integrated electronics, analog and digital circuits and systems. Mc Graw-Hill Book Company, EE.UU, 1972.
*http://es.wikipedia.org/wiki/Electromagnetismo
*https://www.biodic.net/palabra/cavidad-resonante/#.W123Pvk3HIU
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Cavidad resonante

2018-12-04T01:18:01Z

Novelis jc.jiguani1:

{{Definición
|nombre= Cavidad resonante
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|concepto= En electromagnetismo, el circuito resonante para ondas electromagnéticas de frecuencias muy altas por ejemplo, VHF y UHF.
}}
<div align="justify">
'''Cavidad resonante''' En [[electromagnetismo]], circuito resonante para ondas electromagnéticas de frecuencias muy altas por ejemplo, [[VHF]] y [[UHF]]. O puede decirse, un volumen cerrado por paredes conductoras dentro del cual se introduce y se extrae energía por diversos métodos es una cavidad resonante.

==Introducción==
El estudio de las cavidades resonantes, es una ciencia ingenieril relativamente nueva, aunque la teoría fundamental se remonta a los tiempos de [[Maxwell]]. La falta de interés ingenieril en las cavidades resonantes probablemente se debe a las frecuencias extremadamente altas requeridas para estructuras resonantes de tamaños razonables. Estas fuentes de alta frecuencias y sus equipos de pruebas asociados no estaban disponibles hasta hace poco, de manera que el trabajo experimental en este área no fue posible. El interés en las cavidades resonantes empezó en los años 30 del siglo pasado, cuando [[W. W. Hansen]] (William Webster Hansen) publicó dos artículos sobre resonadores eléctricos y son la base del estudio de las cavidades resonantes de nuestros tiempos.
Se puede demostrar que una línea de transmisión cortocircuitada en ambos extremos exhibe propiedades resonantes a frecuencias cuando la [[longitud de onda]] λ, es λ/2 o un múltiple de λ/2. De la analogía directo se espera que el mismo fenómeno ocurre cuando una sección de guía de onda es cortocircuitado en ambos extremos. Cuando se colocan placas metálicas sobre los extremos de las guías, hay una región dieléctrica completamente envuelta por una superficie conductora. Hay una gran cantidad de modos de resonancia posible, de hecho, una infinidad de ellos. Para cada modo de guía de onda habrá un número [[infinito]] de múltiples de λ/2 que caben en la dirección longitudinal entre los dos extremos. Entonces una infinidad de modos es posible. Normalmente sólo los modos de orden bajo son de interés, y el de la [[frecuencia]] resonante más bajo se refiere como el modo dominante.
En la solución [[matemática]] de casos geométricos sencillos como la cavidad rectangular y cavidad cilíndrica, se debe mencionar que este método de analizar las cavidades resonantes es algo restrictivo. Conduce a una solución de esas configuraciones geométricas que tengan propiedades cilíndricas generales, es decir, los que tengan la misma sección transversal arbitraria cuando se ve en cualquier punto a lo largo del eje longitudinal. En realidad una región dieléctrica de cualquier forma que se encierra por una superficie conductora exhibe propiedades resonantes y esto es la forma más general de la cavidad resonante. La solución de tal problema general es bastante difícil; enfocados en estos casos sencillos se pueden resolver utilizando la teoría de [[guía de ondas]].

==Tipos de cavidades resonantes==
*Cavidad Coaxial.
*Cavidades de Guía de Onda.
*Cavidad de Segundo Armónico.
==Usos comunes==
*Para seleccionar determinadas frecuencias del conjunto de ondas electromagnéticas.
*Oscila a unas determinadas frecuencias con una amplitud más grande para generar ondas electromagnéticas.
*Para seleccionar frecuencias específicas de una señal.
*Eliminar ondas como filtro pasa banda.

==Importancia==
Las cavidades resonantes son fundamentales para la producción de oscilaciones en el rango de las [[microondas]], ondas electromagnéticas; generalmente de entre 300 MHz y 30 GHz, que supone un período de oscilación de 3 ns a 33 ps y una longitud de onda en el rango de 1 m a 10 mm. Las cavidades, de dimensión y forma apropiadas, forman parte central del [[magnetrón]] y [[klystron]], que son los dispositivos generadores de microondas.

==Fuente==
*Dean, K.S.: Integrated electronics. Chapman and Hall LTD, G.B., 1967.
*Millmann Y Halkias: Integrated electronics, analog and digital circuits and systems. Mc Graw-Hill Book Company, EE.UU, 1972.
*http://es.wikipedia.org/wiki/Electromagnetismo
*https://www.biodic.net/palabra/cavidad-resonante/#.W123Pvk3HIU
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[[Category:Elementos de circuitos]]

Cavidad resonante

2018-12-04T01:11:44Z

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{{Definición
|nombre= Cavidad resonante
|imagen=
|tamaño=
|concepto= En electromagnetismo, el circuito resonante para ondas electromagnéticas de frecuencias muy altas por ejemplo, VHF y UHF.
}}
<div align="justify">
'''Cavidad resonante''' En [[electromagnetismo]], dícese del [[circuito resonante]] para ondas electromagnéticas de frecuencias muy altas por ejemplo, [[VHF]] y [[UHF]]. O puede decirse, un volumen cerrado por paredes conductoras dentro del cual se introduce y se extrae energía por diversos métodos es una cavidad resonante.

==Introducción==
El estudio de las cavidades resonantes, es una ciencia ingenieril relativamente nueva, aunque la teoría fundamental se remonta a los tiempos de [[Maxwell]]. La falta de interés ingenieril en las cavidades resonantes probablemente se debe a las frecuencias extremadamente altas requeridas para estructuras resonantes de tamaños razonables. Estas fuentes de alta frecuencias y sus equipos de pruebas asociados no estaban disponibles hasta hace poco, de manera que el trabajo experimental en este área no fue posible. El interés en las cavidades resonantes empezó en los años 30 del siglo pasado, cuando [[W. W. Hansen]] (William Webster Hansen) publicó dos artículos sobre resonadores eléctricos y son la base del estudio de las cavidades resonantes de nuestros tiempos.
Se puede demostrar que una línea de transmisión cortocircuitada en ambos extremos exhibe propiedades resonantes a frecuencias cuando la [[longitud de onda]] λ, es λ/2 o un múltiple de λ/2. De la analogía directo se espera que el mismo fenómeno ocurre cuando una sección de guía de onda es cortocircuitado en ambos extremos. Cuando se colocan placas metálicas sobre los extremos de las guías, hay una región dieléctrica completamente envuelta por una superficie conductora. Hay una gran cantidad de modos de resonancia posible, de hecho, una infinidad de ellos. Para cada modo de guía de onda habrá un número [[infinito]] de múltiples de λ/2 que caben en la dirección longitudinal entre los dos extremos. Entonces una infinidad de modos es posible. Normalmente sólo los modos de orden bajo son de interés, y el de la [[frecuencia]] resonante más bajo se refiere como el modo dominante.
En la solución [[matemática]] de casos geométricos sencillos como la cavidad rectangular y cavidad cilíndrica, se debe mencionar que este método de analizar las cavidades resonantes es algo restrictivo. Conduce a una solución de esas configuraciones geométricas que tengan propiedades cilíndricas generales, es decir, los que tengan la misma sección transversal arbitraria cuando se ve en cualquier punto a lo largo del eje longitudinal. En realidad una región dieléctrica de cualquier forma que se encierra por una superficie conductora exhibe propiedades resonantes y esto es la forma más general de la cavidad resonante. La solución de tal problema general es bastante difícil; enfocados en estos casos sencillos se pueden resolver utilizando la teoría de [[guía de ondas]].

==Tipos de cavidades resonantes==
*Cavidad Coaxial.
*Cavidades de Guía de Onda.
*Cavidad de Segundo Armónico.
==Usos comunes==
*Para seleccionar determinadas frecuencias del conjunto de ondas electromagnéticas.
*Oscila a unas determinadas frecuencias con una amplitud más grande para generar ondas electromagnéticas.
*Para seleccionar frecuencias específicas de una señal.
*Eliminar ondas como filtro pasa banda.

==Importancia==
Las cavidades resonantes son fundamentales para la producción de oscilaciones en el rango de las [[microondas]], ondas electromagnéticas; generalmente de entre 300 MHz y 30 GHz, que supone un período de oscilación de 3 ns a 33 ps y una longitud de onda en el rango de 1 m a 10 mm. Las cavidades, de dimensión y forma apropiadas, forman parte central del [[magnetrón]] y [[klystron]], que son los dispositivos generadores de microondas.

==Fuente==
*Dean, K.S.: Integrated electronics. Chapman and Hall LTD, G.B., 1967.
*Millmann Y Halkias: Integrated electronics, analog and digital circuits and systems. Mc Graw-Hill Book Company, EE.UU, 1972.
*http://es.wikipedia.org/wiki/Electromagnetismo
*https://www.biodic.net/palabra/cavidad-resonante/#.W123Pvk3HIU
[[Category: Electrónica]][[Category:Elementos de circuitos]]

Filtro resonante

2018-07-29T19:53:58Z

Novelis jc.jiguani1: /* Introducción */

{{Definición
|nombre= Filtro resonante
|imagen=Filtroresonante.jpg
|tamaño=
|concepto= En el procesamiento electrónico de señales eléctricas, son los dispositivos que usando el efecto de la resonancia magnética son capases de seleccionar las señales por sus frecuencias.
}}
<div align="justify">
'''Filtro resonante.''' El procesamiento electrónico de señales eléctricas requiere de dispositivos capases de seleccionar las señales por su frecuencias. Estos dispositivos se denominan filtros. La resonancia magnética es el efecto más usado para éste propósito.
==Introducción==
En relación con el sonido, se denominará, timbre a la sensación que permite diferenciar las voces de distintas personas o diferenciar el sonido, por ejemplo de un clarinete o una trompeta. La sensación de timbre responde a la composición espectral del sonio y no a su dependencia temporal específica, pues el oído humano es insensible a las fases de las componentes espectrales. Dos sonidos con dependencias temporales distintas, se oyen igual si tienen el mismo [[espectro]]. Al conjunto de las amplitudes de las corrientes o los potenciales alternos que componen una [[señal eléctrica]], se le denomina espectro y a la dependencia de la respuesta de un circuito ante la frecuencia de los componentes, [[respuesta de frecuencia]]. El comportamiento del circuito se puede describir con ayuda de estos dos conceptos.
El intervalo de frecuencia en que se procesan las señales eléctricas está cubierto por cuatro sistemas electromagnéticos resonantes.
*Circuito LRC, en [[electrodinámica]] es un circuito lineal que contiene una [[resistencia eléctrica]], una [[bobina]] (inductancia) y un [[condensador]] (capacidad).
*Secciones de [[línea de transmisión]].
*[[Cavidad Resonante]].
*[[Resonador de Fabri-Perot]].
La resonancia es la tendencia de un cuerpo físico a vibrar en una o más frecuencias específicas.
Los filtros resonantes simulan la resonancia de cuerpos físicos introduciendo realimentación (feedback) que potencia una banda de frecuencias alrededor de la frecuencia de corte del filtro. La cantidad de resonancia generalmente afecta el ancho de la banda de frecuencias que se amplifica, valores bajos resaltarán una banda más ancha mientras que valores altos de resonancia destacarán bandas más estrechas.
Los sistemas electromagnéticos resonantes se caracterizan por su factor de calidad o factor de selectividad Q que se define como f<sub>0</sub>/∆f, donde ∆f es el intervalo de frecuencias en que el sistema responde apreciablemente y f<sub>0</sub> es la [[frecuencia de resonancia]]. La calidad de un sistema resonante depende de su construcción, aumentando con (f<sub>0</sub>)<sup>1/2</sup>.

==Comportamiento de los circuitos resonantes RLC serie y paralelo==
===Análisis de los circuitos resonantes RLC===
Los circuitos resonantes RLC cubren un intervalo de siete órdenes de frecuencia. Los detalles constructivos de los circuitos RLC para baja frecuencia difieren grandemente de los circuitos para alta frecuencia, pero las ecuaciones que describen su comportamiento son idénticas.
Los circuitos resonantes RLC en serie (figura. 2 a) y el circuitos RLC paralelo (figura. 2 b) guardan una completa analogía por lo que son denominados duales.

[[Archivo: Fig._2_Circuitos_a)_en_paralelo,_b)_en_serie.PNG]]

Fig. 2 Circuitos: a) en paralelo, b) en serie.

===Obteniendo la respuesta como una función del estímulo===
Para obtener Ũ=f(Ĩ<sub>0</sub>) IMG E utilizamos la ley de Kirchhoff de los nodos para el circuito RLC en paralelo:
IMG F
Para obtener IMG G utilizamos la ley de Kirchhoff de las mallas en el circuito RLC serie:
IMG H
Según la [[ley de Ohm]] para corrientes y potenciales alternos en cada elemento, obtenemos:
IMG I
Las ecuaciones son idénticas si cambiamos: IMG J
Lo analizado en el circuito en paralelo para IMG K, será cierto en el circuito en serie para IMG L
IMG M
La ecuación anterior relaciona el fasor respuesta con el fasor estímulo y la frecuencia. El fasor es un número complejo que se determina por dos números reales, la amplitud y la fase. El análisis de estas dos magnitudes por separado para el circuito en paralelo, y las conclusiones para el circuito en serie se obtendrán haciendo uso de la analogía.

===Análisis de la amplitud y la fase para el circuito en paralelo===
Hallando la dependencia de la amplitud de la respuesta con la frecuencia IMG N
IMG O
La curva de respuesta de frecuencia es una lorentziana con máximo en IMG P para ambos circuitos (figura 3). El ancho de banda es la diferencia entre las dos frecuencias para las cuales la amplitud del estimulo cae a IMG Q de su valor máximo. Igualando el denominador de la ecuación (4) a IMG R obtenemos:
IMG S
Fig. 3 Respuesta de frecuencia del circuito resonante.
tomando raíz en ambos miembros:
IMG T
MG U
que tiene como soluciones:
IMG V
De las cuatro soluciones, solo dos son positivas:
IMG W
IMG X
IMG Y
Por analogía:
IMG Z
Observar que el ancho de banda es inversamente proporcional al tiempo de respuesta del circuito RC. Resulta una ley general que el ancho de banda en frecuencia de un sistema es inversamente proporcional al tiempo que demora en responder.
===Comportamiento de la fase con la frecuencia para el circuito en paralelo===
El denominador de la ecuación (4) se puede expresar como IMG Z1 y queda:
IMG Z2
La diferencia de fase entre IMG Z3 en el circuito en paralelo vale:
IMG Z4
La diferencia de fase entre IMG Z5 en el circuito en vale:
IMG Z6
Utilizando la ecuación 12 y 4 obtenemos:
IMG Z7
===Magnitudes que simplifican las expresiones y facilitan el razonamiento cualitativo===
Impedancia característica del circuito, valor de las reactancias inductivas o capacitivas a la frecuencia de resonancia y se simboliza por la letra ρ:
IMG Z8
Efectuando los cambios correspondientes para pasar del circuito en paralelo al circuito en serie, sé verá que la expresión para ρ se mantiene; la impedancia característica de un circuito en serie con los mismos parámetros que uno en paralelo es la misma.
La calidad del circuito IMG 1A que ya fue definido como IMG A o multiplicando por 2π el numerador y el denominador IMG Z9. Si sustituimos IMG Z10 por IMG Z11 y IMG Z12 por IMG Z13 para el circuito en paralelo:
IMG Z14
Las corrientes en R, L y C durante la resonancia valen:
IMG Z15
Durante la resonancia, las corrientes, en las componentes reactivas son IMG Z15 veces mayores que la fuente; por eso la resonancia en un circuito RLC en paralelo se le suele llamar resonancia de corrientes.
La dependencia con la frecuencia de las corrientes por los elementos reactivos se puede conocer dividiendo IMG Z18 por las reactancias respectivas:
IMG Z18
En el circuito en serie:
IMG Z19
Los voltajes en IMG Z20 durante la resonancia valen:
IMG Z21
Durante la resonancia, los voltajes en las componentes reactivas son IMG Z22 veces mayores que la fuente.
Por eso a la resonancia en un circuito RLC en serie se le suele llamar resonancia de voltaje.
La dependencia con la frecuencia de los voltajes en los elementos reactivos, se puede conocer multiplicando IMG Z23 por sus respectivas reactancias:
IMG Z24
===Problemas en el circuito real===
La teoría anterior mente estudiada no es aplicable directamente a los circuitos reales debido a las siguientes razones.
En el circuito en paralelo consiste en que un inductor real tiene pérdidas resistivas que hacen que su aproximación circuital más simple se la mostrada en la figura 4 a.
No obstante, si el inductor es de suficiente calidad a la frecuencia que va a operar se deberá cumplirse que:
IMG Z25
La admitancia IMG Z26 del inductor valdrá:
IMG Z27
Consiste en que un capacitor real tiene fugas a través del dieléctrico u otras pérdidas, que hacen que su aproximación circuital más simple sea como la mostrada en la figura 4 b.
Fig. 4 Aproximación circuital: a) de un inductor real, b) de un capacitor real.
No obstante, si el capacitor es de suficiente calidad a la frecuencia que va a operar se deberá cumplirse que:
IMG Z28
La impedancia IMG Z29 del capacitor valdrá:
IMG Z 30
Las siguientes equivalencias circuitales serán ciertas, figura 5.
Si este inductor forma parte de un circuito resonante, para las frecuencias cercanas a la resonancia se cumplirá que:
IMG Z 31
ya que:
IMG Z 32
Fig. 5 Equivalencias circuitales: a) de un inductor real, b) de un capacitor real.
Si este capacitor forma parte de algún circuito resonante para las frecuencias cercanas a la resonancia, se cumplirá que:
IMG Z 33
==Aplicaciones de los filtros resonantes==
*El sistema más elemental para selector de estaciones de radio es un circuito tanque con un capacitor variable conectado a la salida de una antena.
*Los [transformadores] no funcionan a alta frecuencia. Sin embargo muchas veces es necesario aumentar la amplitud de una señal de alta frecuencia. Para resolver este problema se emplea un circuito resonante en serie.
*Los filtros permiten modificar el timbre del sonido. Con filtros resonantes se pueden crear resonadores que le dan mucha más calidez a un sonido generado electrónicamente.

==Fuente==

*Dean, K.S.: Integrated electronics. Chapman and Hall LTD, G.B., 1967.
*Millmann Y Halkias: Integrated electronics, analog and digital circuits and systems. Mc Graw-Hill Book Company, EE.UU, 1972.

[[Category: Electrónica]][[Category:Elementos de circuitos]]

Filtro resonante

2018-07-29T19:36:59Z

Novelis jc.jiguani1: /* Introducción */

{{Definición
|nombre= Filtro resonante
|imagen=Filtroresonante.jpg
|tamaño=
|concepto= En el procesamiento electrónico de señales eléctricas, son los dispositivos que usando el efecto de la resonancia magnética son capases de seleccionar las señales por sus frecuencias.
}}
<div align="justify">
'''Filtro resonante.''' El procesamiento electrónico de señales eléctricas requiere de dispositivos capases de seleccionar las señales por su frecuencias. Estos dispositivos se denominan filtros. La resonancia magnética es el efecto más usado para éste propósito.
==Introducción==
En relación con el sonido, se denominará, timbre a la sensación que permite diferenciar las voces de distintas personas o diferenciar el sonido, por ejemplo de un clarinete o una trompeta. La sensación de timbre responde a la composición espectral del sonio y no a su dependencia temporal específica, pues el oído humano es insensible a las fases de las componentes espectrales. Dos sonidos con dependencias temporales distintas, se oyen igual si tienen el mismo [[espectro]]. Al conjunto de las amplitudes de las corrientes o los potenciales alternos que componen una [[señal]], se le denomina espectro y a la dependencia de la respuesta de un circuito ante la frecuencia de los componentes, [[respuesta de frecuencia]]. El comportamiento del circuito se puede describir con ayuda de estos dos conceptos.
El intervalo de frecuencia en que se procesan las señales eléctricas está cubierto por cuatro sistemas electromagnéticos resonantes.
*Circuito LRC, en [[electrodinámica]] es un circuito lineal que contiene una [[resistencia eléctrica]], una [[bobina]] (inductancia) y un [[condensador]] (capacidad).
*Secciones de [[línea de transmisión]].
*[[Cavidad Resonante]].
*[[Resonador de Fabri-Perot]].
La resonancia es la tendencia de un cuerpo físico a vibrar en una o más frecuencias específicas.
Los filtros resonantes simulan la resonancia de cuerpos físicos introduciendo realimentación (feedback) que potencia una banda de frecuencias alrededor de la frecuencia de corte del filtro. La cantidad de resonancia generalmente afecta el ancho de la banda de frecuencias que se amplifica, valores bajos resaltarán una banda más ancha mientras que valores altos de resonancia destacarán bandas más estrechas.
Los sistemas electromagnéticos resonantes se caracterizan por su factor de calidad o factor de selectividad Q que se define como f<sub>0</sub>/∆f, donde ∆f es el intervalo de frecuencias en que el sistema responde apreciablemente y f<sub>0</sub> es la [[frecuencia de resonancia]]. La calidad de un sistema resonante depende de su construcción, aumentando con (f<sub>0</sub>)<sup>1/2</sup>.

==Comportamiento de los circuitos resonantes RLC serie y paralelo==
===Análisis de los circuitos resonantes RLC===
Los circuitos resonantes RLC cubren un intervalo de siete órdenes de frecuencia. Los detalles constructivos de los circuitos RLC para baja frecuencia difieren grandemente de los circuitos para alta frecuencia, pero las ecuaciones que describen su comportamiento son idénticas.
Los circuitos resonantes RLC en serie (figura. 2 a) y el circuitos RLC paralelo (figura. 2 b) guardan una completa analogía por lo que son denominados duales.

[[Archivo: Fig._2_Circuitos_a)_en_paralelo,_b)_en_serie.PNG]]

Fig. 2 Circuitos: a) en paralelo, b) en serie.

===Obteniendo la respuesta como una función del estímulo===
Para obtener Ũ=f(Ĩ<sub>0</sub>) IMG E utilizamos la ley de Kirchhoff de los nodos para el circuito RLC en paralelo:
IMG F
Para obtener IMG G utilizamos la ley de Kirchhoff de las mallas en el circuito RLC serie:
IMG H
Según la [[ley de Ohm]] para corrientes y potenciales alternos en cada elemento, obtenemos:
IMG I
Las ecuaciones son idénticas si cambiamos: IMG J
Lo analizado en el circuito en paralelo para IMG K, será cierto en el circuito en serie para IMG L
IMG M
La ecuación anterior relaciona el fasor respuesta con el fasor estímulo y la frecuencia. El fasor es un número complejo que se determina por dos números reales, la amplitud y la fase. El análisis de estas dos magnitudes por separado para el circuito en paralelo, y las conclusiones para el circuito en serie se obtendrán haciendo uso de la analogía.

===Análisis de la amplitud y la fase para el circuito en paralelo===
Hallando la dependencia de la amplitud de la respuesta con la frecuencia IMG N
IMG O
La curva de respuesta de frecuencia es una lorentziana con máximo en IMG P para ambos circuitos (figura 3). El ancho de banda es la diferencia entre las dos frecuencias para las cuales la amplitud del estimulo cae a IMG Q de su valor máximo. Igualando el denominador de la ecuación (4) a IMG R obtenemos:
IMG S
Fig. 3 Respuesta de frecuencia del circuito resonante.
tomando raíz en ambos miembros:
IMG T
MG U
que tiene como soluciones:
IMG V
De las cuatro soluciones, solo dos son positivas:
IMG W
IMG X
IMG Y
Por analogía:
IMG Z
Observar que el ancho de banda es inversamente proporcional al tiempo de respuesta del circuito RC. Resulta una ley general que el ancho de banda en frecuencia de un sistema es inversamente proporcional al tiempo que demora en responder.
===Comportamiento de la fase con la frecuencia para el circuito en paralelo===
El denominador de la ecuación (4) se puede expresar como IMG Z1 y queda:
IMG Z2
La diferencia de fase entre IMG Z3 en el circuito en paralelo vale:
IMG Z4
La diferencia de fase entre IMG Z5 en el circuito en vale:
IMG Z6
Utilizando la ecuación 12 y 4 obtenemos:
IMG Z7
===Magnitudes que simplifican las expresiones y facilitan el razonamiento cualitativo===
Impedancia característica del circuito, valor de las reactancias inductivas o capacitivas a la frecuencia de resonancia y se simboliza por la letra ρ:
IMG Z8
Efectuando los cambios correspondientes para pasar del circuito en paralelo al circuito en serie, sé verá que la expresión para ρ se mantiene; la impedancia característica de un circuito en serie con los mismos parámetros que uno en paralelo es la misma.
La calidad del circuito IMG 1A que ya fue definido como IMG A o multiplicando por 2π el numerador y el denominador IMG Z9. Si sustituimos IMG Z10 por IMG Z11 y IMG Z12 por IMG Z13 para el circuito en paralelo:
IMG Z14
Las corrientes en R, L y C durante la resonancia valen:
IMG Z15
Durante la resonancia, las corrientes, en las componentes reactivas son IMG Z15 veces mayores que la fuente; por eso la resonancia en un circuito RLC en paralelo se le suele llamar resonancia de corrientes.
La dependencia con la frecuencia de las corrientes por los elementos reactivos se puede conocer dividiendo IMG Z18 por las reactancias respectivas:
IMG Z18
En el circuito en serie:
IMG Z19
Los voltajes en IMG Z20 durante la resonancia valen:
IMG Z21
Durante la resonancia, los voltajes en las componentes reactivas son IMG Z22 veces mayores que la fuente.
Por eso a la resonancia en un circuito RLC en serie se le suele llamar resonancia de voltaje.
La dependencia con la frecuencia de los voltajes en los elementos reactivos, se puede conocer multiplicando IMG Z23 por sus respectivas reactancias:
IMG Z24
===Problemas en el circuito real===
La teoría anterior mente estudiada no es aplicable directamente a los circuitos reales debido a las siguientes razones.
En el circuito en paralelo consiste en que un inductor real tiene pérdidas resistivas que hacen que su aproximación circuital más simple se la mostrada en la figura 4 a.
No obstante, si el inductor es de suficiente calidad a la frecuencia que va a operar se deberá cumplirse que:
IMG Z25
La admitancia IMG Z26 del inductor valdrá:
IMG Z27
Consiste en que un capacitor real tiene fugas a través del dieléctrico u otras pérdidas, que hacen que su aproximación circuital más simple sea como la mostrada en la figura 4 b.
Fig. 4 Aproximación circuital: a) de un inductor real, b) de un capacitor real.
No obstante, si el capacitor es de suficiente calidad a la frecuencia que va a operar se deberá cumplirse que:
IMG Z28
La impedancia IMG Z29 del capacitor valdrá:
IMG Z 30
Las siguientes equivalencias circuitales serán ciertas, figura 5.
Si este inductor forma parte de un circuito resonante, para las frecuencias cercanas a la resonancia se cumplirá que:
IMG Z 31
ya que:
IMG Z 32
Fig. 5 Equivalencias circuitales: a) de un inductor real, b) de un capacitor real.
Si este capacitor forma parte de algún circuito resonante para las frecuencias cercanas a la resonancia, se cumplirá que:
IMG Z 33
==Aplicaciones de los filtros resonantes==
*El sistema más elemental para selector de estaciones de radio es un circuito tanque con un capacitor variable conectado a la salida de una antena.
*Los [transformadores] no funcionan a alta frecuencia. Sin embargo muchas veces es necesario aumentar la amplitud de una señal de alta frecuencia. Para resolver este problema se emplea un circuito resonante en serie.
*Los filtros permiten modificar el timbre del sonido. Con filtros resonantes se pueden crear resonadores que le dan mucha más calidez a un sonido generado electrónicamente.

==Fuente==

*Dean, K.S.: Integrated electronics. Chapman and Hall LTD, G.B., 1967.
*Millmann Y Halkias: Integrated electronics, analog and digital circuits and systems. Mc Graw-Hill Book Company, EE.UU, 1972.

[[Category: Electrónica]][[Category:Elementos de circuitos]]

Telemetría

2015-04-29T13:53:19Z

Novelis jc.jiguani1: /* Aplicaciones */

<div align="justify">
{{Definición
|nombre= Telemetría
|imagen=
|tamaño=
|concepto= Es una tecnología que permite la medición remota de magnitudes físicas y el posterior envío de la información hacia el operador del sistema.
}}''' Telemetría.''' Es una tecnología que permite la medición remota de magnitudes físicas y el posterior envío de la información hacia el operador del sistema. La palabra telemetría procede de las palabras griegas tele ("lejos") y metrón ("medida").
==Principio de funcionamiento==
La telemetría es una de las áreas de la ingeniería que está orientada a la medición de cualquier cantidad física, utilizando interfaces electrónicas que conectadas a través de alguna [[línea de transmisión]] ya sea un medio guiado o no guiado permiten enviar la información a un centro de gestión. Esta técnica utiliza comúnmente transmisión inalámbrica, aunque original de los sistemas de transmisión utilizados por cable.
Un sistema de telemetría normalmente consiste de un transductor como un dispositivo de entrada, un medio de transmisión en forma de líneas de cable o las ondas de radio, dispositivos de procesamiento de señales, y dispositivos de grabación o visualización de datos. El transductor convierte una magnitud física como la temperatura, presión o vibraciones en una señal eléctrica correspondiente, que es transmitida a una distancia a efectos de medición y registro.
==Aplicaciones==
*El uso de la telemetría en el área [[aeronáutica]] se remonta a la década de [[1930]], cuando se utilizó un globo como equipo para recopilar datos sobre las condiciones atmosféricas. Esta forma de telemetría se amplió para su uso en los satélites de observación en la década de [[1950]].
*También se puede decir que la Telemetría es una técnica automatizada de las comunicaciones con la ayuda de las mediciones y recopilación de datos que se realizan en lugares remotos y de transmisión para la vigilancia. Los usos más importantes de telemetría han sido la recopilación de [[datos]] del clima, supervisión de plantas de generación de energía y hacer el seguimiento de vuelos espaciales tripulados y no tripulados.
*Gracias a la telemetría, la tele gestión es posible en los procesos industriales porque a partir de estos datos transmitidos se puede realizar un procesamiento adecuado para obtener modelos estadísticos de comportamiento del [[sistema]], y según el análisis de toda la [[información]], los procesos controlados van en un mejoramiento continuo del control de las distintas [[variables]] en cualquier proceso industrial, en una estrecha relación con la instrumentación, que es un campo de la ingeniería desarrollado para que todos los procesos, automatizados o no, funcionen de acuerdo con parametrizaciones, las cuales se basan en máquinas diseñadas por el hombre; para entender la variación de los distintos fenómenos físicos dentro de un [[proceso]], y de acuerdo con ello tomar la posición preventiva o correctiva dentro de un modelo de gestión.
*La Telemetría en la [[biomedicina]], busca fundamentalmente recopilar datos provenientes de los órganos internos de un paciente a través de los dispositivos que se implantan quirúrgicamente dentro de ese órgano. Otro apasionante campo de aplicación es el de la oceanografía, que implica la recopilación de datos remotamente relacionadas con los aspectos bajo el mar, como la composición química de las rocas submarinas o su comportamiento sísmico.

==Fuentes==
*[7Quintero, H., L.F. Telemetría y tele gestión en procesos industriales mediante canales inalámbricos Wi-Fi utilizando instrumentación virtual y dispositivos PDA. Desarrollo de Grandes Aplicaciones de Red. III Jornadas, JDARE 2006. Alicante, España, mayo, 2006. Disponible en: http://www.dtic.ua.es/grupoM/recursos/articulos/JDARE-06-J.pdf]
*[8R C Net. Telemetría [En línea]. [Consultado Junio de 2012]. Disponible en: http://www.radiocomunicaciones.net/telemetria.html]
[[Category:Ciencias_informáticas_y_Telecomunicaciones]]

Telemetría

2015-04-29T13:48:54Z

Novelis jc.jiguani1: /* Aplicaciones */

<div align="justify">
{{Definición
|nombre= Telemetría
|imagen=
|tamaño=
|concepto= Es una tecnología que permite la medición remota de magnitudes físicas y el posterior envío de la información hacia el operador del sistema.
}}''' Telemetría.''' Es una tecnología que permite la medición remota de magnitudes físicas y el posterior envío de la información hacia el operador del sistema. La palabra telemetría procede de las palabras griegas tele ("lejos") y metrón ("medida").
==Principio de funcionamiento==
La telemetría es una de las áreas de la ingeniería que está orientada a la medición de cualquier cantidad física, utilizando interfaces electrónicas que conectadas a través de alguna [[línea de transmisión]] ya sea un medio guiado o no guiado permiten enviar la información a un centro de gestión. Esta técnica utiliza comúnmente transmisión inalámbrica, aunque original de los sistemas de transmisión utilizados por cable.
Un sistema de telemetría normalmente consiste de un transductor como un dispositivo de entrada, un medio de transmisión en forma de líneas de cable o las ondas de radio, dispositivos de procesamiento de señales, y dispositivos de grabación o visualización de datos. El transductor convierte una magnitud física como la temperatura, presión o vibraciones en una señal eléctrica correspondiente, que es transmitida a una distancia a efectos de medición y registro.
==Aplicaciones==
*El uso de la telemetría en el área [[aeronáutica]] se remonta a la década de [[1930]], cuando se utilizó un globo como equipo para recopilar datos sobre las condiciones atmosféricas. Esta forma de telemetría se amplió para su uso en los satélites de observación en la década de [[1950]].
*También se puede decir que la Telemetría es una técnica automatizada de las comunicaciones con la ayuda de las mediciones y recopilación de datos que se realizan en lugares remotos y de transmisión para la vigilancia. Los usos más importantes de telemetría han sido la recopilación de [[datos]] del clima, supervisión de plantas de generación de energía y hacer el seguimiento de vuelos espaciales tripulados y no tripulados.
*Gracias a la telemetría, la tele gestión es posible en los procesos industriales porque a partir de estos datos transmitidos se puede realizar un procesamiento adecuado para obtener modelos estadísticos de comportamiento del [[sistema]], y según el análisis de toda la [[información]], los procesos controlados van en un mejoramiento continuo del control de las distintas [[variables]] en cualquier proceso industrial, en una estrecha relación con la instrumentación, que es un campo de la ingeniería desarrollado para que todos los procesos, automatizados o no, funcionen de acuerdo con parametrizaciones, las cuales se basan en máquinas diseñadas por el hombre; para entender la variación de los distintos fenómenos físicos dentro de un [[proceso]], y de acuerdo con ello tomar la posición preventiva o correctiva dentro de un modelo de gestión.
*La Telemetría en la biomedicina, busca fundamentalmente recopilar datos provenientes de los órganos internos de un paciente a través de los dispositivos que se implantan quirúrgicamente dentro de ese órgano. Otro apasionante campo de aplicación es el de la oceanografía, que implica la recopilación de datos remotamente relacionadas con los aspectos bajo el mar, como la composición química de las rocas submarinas o su comportamiento sísmico.

==Fuentes==
*[7Quintero, H., L.F. Telemetría y tele gestión en procesos industriales mediante canales inalámbricos Wi-Fi utilizando instrumentación virtual y dispositivos PDA. Desarrollo de Grandes Aplicaciones de Red. III Jornadas, JDARE 2006. Alicante, España, mayo, 2006. Disponible en: http://www.dtic.ua.es/grupoM/recursos/articulos/JDARE-06-J.pdf]
*[8R C Net. Telemetría [En línea]. [Consultado Junio de 2012]. Disponible en: http://www.radiocomunicaciones.net/telemetria.html]
[[Category:Ciencias_informáticas_y_Telecomunicaciones]]

Telemetría

2015-04-29T13:43:04Z

Novelis jc.jiguani1: Página creada con «<div align="justify"> {{Definición |nombre= Telemetría |imagen= |tamaño= |concepto= Es una tecnología que permite la medición remota de magnitudes físicas y el poster...»

<div align="justify">
{{Definición
|nombre= Telemetría
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|tamaño=
|concepto= Es una tecnología que permite la medición remota de magnitudes físicas y el posterior envío de la información hacia el operador del sistema.
}}''' Telemetría.''' Es una tecnología que permite la medición remota de magnitudes físicas y el posterior envío de la información hacia el operador del sistema. La palabra telemetría procede de las palabras griegas tele ("lejos") y metrón ("medida").
==Principio de funcionamiento==
La telemetría es una de las áreas de la ingeniería que está orientada a la medición de cualquier cantidad física, utilizando interfaces electrónicas que conectadas a través de alguna [[línea de transmisión]] ya sea un medio guiado o no guiado permiten enviar la información a un centro de gestión. Esta técnica utiliza comúnmente transmisión inalámbrica, aunque original de los sistemas de transmisión utilizados por cable.
Un sistema de telemetría normalmente consiste de un transductor como un dispositivo de entrada, un medio de transmisión en forma de líneas de cable o las ondas de radio, dispositivos de procesamiento de señales, y dispositivos de grabación o visualización de datos. El transductor convierte una magnitud física como la temperatura, presión o vibraciones en una señal eléctrica correspondiente, que es transmitida a una distancia a efectos de medición y registro.
==Aplicaciones==
Gracias a la telemetría, la tele gestión es posible en los procesos industriales porque a partir de estos datos transmitidos se puede realizar un procesamiento adecuado para obtener modelos estadísticos de comportamiento del [[sistema]], y según el análisis de toda la [[información]], los procesos controlados van en un mejoramiento continuo del control de las distintas [[variables]] en cualquier proceso industrial, en una estrecha relación con la instrumentación, que es un campo de la ingeniería desarrollado para que todos los procesos, automatizados o no, funcionen de acuerdo con parametrizaciones, las cuales se basan en máquinas diseñadas por el hombre; para entender la variación de los distintos fenómenos físicos dentro de un [[proceso]], y de acuerdo con ello tomar la posición preventiva o correctiva dentro de un modelo de gestión.
También se puede decir que la Telemetría es una técnica automatizada de las comunicaciones con la ayuda de las mediciones y recopilación de datos que se realizan en lugares remotos y de transmisión para la vigilancia. Los usos más importantes de telemetría han sido la recopilación de [[datos]] del clima, supervisión de plantas de generación de energía y hacer el seguimiento de vuelos espaciales tripulados y no tripulados.
El uso de la telemetría en el área [[aeronáutica]] se remonta a la década de 1930, cuando se utilizó un globo como equipo para recopilar datos sobre las condiciones atmosféricas. Esta forma de telemetría se amplió para su uso en los satélites de observación en la década de 1950.
La Telemetría en la biomedicina, busca fundamentalmente recopilar datos provenientes de los órganos internos de un paciente a través de los dispositivos que se implantan quirúrgicamente dentro de ese órgano. Otro apasionante campo de aplicación es el de la oceanografía, que implica la recopilación de datos remotamente relacionadas con los aspectos bajo el mar, como la composición química de las rocas submarinas o su comportamiento sísmico.

==Fuentes==
*[7Quintero, H., L.F. Telemetría y tele gestión en procesos industriales mediante canales inalámbricos Wi-Fi utilizando instrumentación virtual y dispositivos PDA. Desarrollo de Grandes Aplicaciones de Red. III Jornadas, JDARE 2006. Alicante, España, mayo, 2006. Disponible en: http://www.dtic.ua.es/grupoM/recursos/articulos/JDARE-06-J.pdf]
*[8R C Net. Telemetría [En línea]. [Consultado Junio de 2012]. Disponible en: http://www.radiocomunicaciones.net/telemetria.html]
[[Category:Ciencias_informáticas_y_Telecomunicaciones]]

Ganancia (electrónica)

2013-12-29T14:25:49Z

Novelis jc.jiguani1: /* Tipos de ganancia */

{{Definición
|nombre= Ganancia (electrónica)
|imagen=
|tamaño=
|concepto= Magnitud que caracteriza la amplificación en potencia, intensidad o tención que da un dispositivo ante una determinada señal.
}}
<div align=justify>

'''Ganancia (electrónica).''' Cuando dos personas hablan, la comunicación se establece gracias a transferencias de energía que va en las ondas de sonidos. Los cambios en está onda son la señal. En caso de que los interlocutores se encuentren a un metro de distancia, la transferencia de energía es suficiente para que el oído sea sensible y capaz de interpretar el mensaje contenido en los cambios de energía recibida por vía de [[ondas sonoras]]. Si, en cambio, los interlocutores se encuentran a 1000 metros de distancia la energía transferida será 10<sup>6</sup> veces menor y el mensaje no podrá ser interpretado por no ser el oído sensible a las señales de tan poca energía. Para establecer la comunicación es necesario amplificar un millón de veces la señal en el receptor o en el trasmisor o parte y parte. Se dice que se requiere un [[amplificador]] con una ganancia de potencia de 10<sup>6</sup>.

==Unidades==
La ganancia es una magnitud [[adimensional]] que se mide en unidades como [[belio]] (símbolo: B) o múltiplos de éste como el [[decibelio]] (símbolo: dB). La ganancia de potencia se suele expresar en la unidad logarítmica llamada decibel, cuya abreviatura es dB.
El decibel es una unidad de medida definida para cuantificar el incremento de la potencia en amplificadores o su pérdida en los atenuadores. La magnitud en dB se obtiene por la expresión: ap(dB)=10log<sub>10</sub>Ap.
Donde ''ap'' es la amplificación en ''dB'', mientras ''Ap'' es la ganancia o relación entre la potencia de salida (Po) y la de entrada (Pi) al circuito; o sea: Ap=Po/Pi.

*Ejemplo: Ap=2... ap=3dB y Ap=1/10... ap=10dB.

También las ganancias de tensión (voltaje como es mayormente conocido) y de corriente (intensidad) pueden expresarse en esta unidad, a partir de la definición inicial referida a la potencia y se tiene en cuenta la relación que guardan con el voltaje y la intensidad. Entonces, las expresiones correspondientes serían: av=10log<sub>10</sub>Av, donde Av=Vo/Vi (Vo, voltaje de salida y Vi, de entrada). Por lo que: Av=2 y av=3dB.
De igual manera, si Ai=Io/Ii, la ganancia ''ai'' en ''dB'' se obtiene con la expresión: ai=10log<sub>10</sub>Ai ó ai=10log<sub>10</sub>Io/Ii.

Tanto las expresiones dadas para la ganancia de voltaje como para la de corriente en ''dB'', son válidas si tenemos en cuenta que la resistencia de entrada es igual a la de salida del circuito, que los valores de ap, ai y av (en dB) son
numéricamente semejantes entre sí.

==Tipos de ganancia==
Aunque la ganancia, es adimensional, se refiere a cierta magnitud, con lo que tenemos:
*Ganancia de potencia, definida como A<sub>p</sub>=Po/Pi y expresada en decibelios es A<sub>p</sub>(dB)=10log<sub>10</sub>Po/Pi
*Ganacia en tensión, de forma similar a la anterior A<sub>v</sub>=Vo/Vi: y expresada en decibelios es A<sub>v</sub>(dB)=10log<sub>10</sub>Vo/Vi
*Ganacia en corriente, de forma similar A<sub>i</sub>=Io/Ii: y expresada en decibelios es A<sub>i</sub>(dB)=10log<sub>10</sub>Io/Ii
Estas ganancias se relacionan entre ellas a través de las [[impedancia]] de entrada y salida del circuito, pero se tiene una idea de sus magnitudes mediante las relaciones siguientes: A<sub>p</sub>=A<sub>v</sub>*A<sub>i</sub> y, si las impedancias son iguales, A<sub>p</sub>=(A<sub>v</sub>)<sup>2</sup>

Además existen ganancias "especiales" para determinados componentes:
*Ganancia de antena. Es la relación entre la potencia entregada por la antena y la potencia que entregaría una antena isotrópica.
*Ganancia de conversión. En el caso de mezcladores, determina la potencia de salida, a la frecuencia 2, dividida por la potencia de entrada, a frecuencia 1.
*Ganancia de transducción. Es la relación entre la potencia de una magnitud de entrada, por ejemplo: presión, y la potencia eléctrica entregada.

==Ver además==
*[[Amplificador Operacional]]
*[[Amplificador de audio 90W]]
*[[Amplificador de audio 70Wx2 ecualizado]]
*[[Amplificador de audio 50 W]]
*[[Amplificador de 25w con pre y control de tonos]]
*[[Amplificador de 8W EN 12V]]
*[[El amplificador de radiofrecuencia en los receptores de amplitud modulada (AM)]]
*[[Amplificador de 100 W]]
*[[Amplificador de audio de 7 a 70 watts]]
*[[Amplificador de 25 W]]
*[[Amplificador de frecuencia intermedia en los receptores de radio de Amplitud Modulada (AM)]]
*[[Amplificador de audio de amplitud modulada]]
*[[Amplificador Atlanta 50w]]
*[[Amplificador clase A]]
*[[Amplificador diferencial]]
*[[Amplificador UHF]]
*[[Amplificadores]]
*[[Amplificadores operacionales]]
*[[Limitador con amplificadores operacionales]]

== Fuente ==
* Markus, John : Manual de Circuitos Electrónicos. Alfaomega, Marcombo.
* Millman , Jacob: Electronic Devices and Circuits. Habana, Cuba [[1967]].
* Principios de la Electrónica – 6° Edición – [[1999]] Malvino – Editorial Mc Graw Hill
* Electrónica General – Dispositivos Básicos y Analógicos - [[Antonio Gil Padilla]] – [[1989]] - Editorial Mc Graw Hill.
</div>
[[Category:Electrónica]]

Aseguramiento algorítmico

2013-12-17T16:52:42Z

Novelis jc.jiguani1: /* Algoritmo de recolección de datos */

{{Definición
|nombre= Aseguramiento algorítmico
|imagen=
|concepto=Parte del aseguramiento matemático que está formado por los algoritmos, mediante los cuales se realizan las diferentes funciones del sistema automatizado de dirección de procesos tecnológicos y del complejo tecnológico automatizado, así como el algoritmo general de funcionamiento de ambos..
}}
<div align="justify">
'''Aseguramiento algorítmico'''. La efectividad de un sistema automatizado de dirección de procesos tecnológicos (SADPT) depende fuertemente de la efectividad de los algoritmos utilizados para la dirección del proceso. El aseguramiento algorítmico tiene que constituir un todo armónico donde los diferentes algoritmos que lo componen estén relacionados y se complementen mutuamente. El aseguramiento algorítmico debe estar basado en modelos matemáticos adecuados.
Teniendo en cuenta que los [[SADPT]] constituyen un estadio superior en la dirección de los procesos tecnológicos que se apoyan en un conjunto de las más avanzadas técnicas desarrolladas por el hombre, se puede comprender que la elaboración del aseguramiento algorítmico es una tarea de gran complejidad. Las funciones del SADPT y del complejo tecnológico automatizado son realizadas por los algoritmos que constituyen el aseguramiento algorítmico, tanto el diseño de este como su elaboración tienen que hacerse sobre la base de sus características y de las necesidades del SADPT y del complejo tecnológico automatizado.

El aseguramiento algorítmico tiene que poder ser implementado por programas eficientes desde el punto de vista de los medios de la técnica de computación. Debe lograrse con baja utilización de la memoria para el almacenamiento de los datos y los propios programas y con una alta velocidad de ejecución. El personal que trabaja en el aseguramiento algorítmico debe tener un profundo conocimiento del proceso productivo, que incluye tanto los aspectos tecnológicos como económicos y de dirección de este. Además exige amplios conocimientos de las técnicas de programación por parte de dicho personal. La elaboración del aseguramiento algorítmico requiere igualmente del conocimiento teórico y práctico de la [[teoría de control]] tanto clásica como moderna y de las técnicas de modelación y técnicas de optimización. También es necesario el conocimiento de los aspectos relativos a la [[instrumentación industrial]], el análisis de señales y el aseguramiento técnico de los SAPDT.
De acuerdo con todo lo expuesto la elaboración del aseguramiento algorítmico de SADPT es una tarea compleja por su contenido, no puede ser llevada a cabo por un solo especialista, tiene que ser realizada por grupos multidisciplinarios integrado por especialistas con un profundo conocimiento de las técnicas mencionadas.
==Algoritmos que componen el aseguramiento algorítmico==
Para el estudio de los algoritmos que componen el aseguramiento algorítmico de los SADPT se considera conveniente dividirlos en:
*Algoritmo de recolección de datos.
*Algoritmo de tratamiento primario de la información.
*Algoritmo de alarma.
*Algoritmo de regulación.
*Algoritmo de control lógico secuencial.
*Algoritmo de optimización.
El adecuado trabajo del complejo tecnológico automatizado requiere que los diferentes algoritmos mencionados conformen el aseguramiento algorítmico como un conjunto armónico donde las tareas se enlacen y complementen. Además, es preciso que el aseguramiento algorítmico esté acorde con el resto de los componentes del SADPT. Los algoritmos de control lógico secuencial y algoritmos de optimización son los que presentan un desarrollo más dinámico desde el punto de vista de su contenido científico técnico.
==Algoritmo de recolección de datos==
Estos aseguran la entrada de la información de las [[variables]] del objeto tecnológico de dirección al SADPT. Estos algoritmos operan directamente con los subsistemas de entradas continuas y discretas y por tanto son altamente dependientes del aseguramiento técnico del SADPT. Dada sus características, la mayor complejidad se presenta para las variables continuas.
En cualquier caso es conveniente que los números de las variables que usualmente se utilizan en la comunicación hombre-máquina y en los programas que realizan los diferentes algoritmos como parámetros de entrada sean diferentes de los que identifican a los canales correspondientes en las unidades de entrada. Esto requiere que en la memoria de la máquina computadora electrónica exista una tabla similar a la siguiente:

[[Archivo:Variable_continua.JPG]]

La tabla anterior tendrá tantas palabras como variables existan en el sistema. Esta forma de tratar los números utilizados para designar las variables implica un aumento en el tiempo de procesamiento de los algoritmos de recolección de datos y la utilización de una cierta cantidad de memoria para la tabla descrita. No obstante tiene la gran ventaja de que ante cualquier cambio que sea preciso realizar en las conexiones de las unidades de entrada, no será necesario cambiar los números de las variables ya conocidos por el personal que se relaciona con el SADPT ni en las bases de datos en las que aparezcan números de variables, sino que solamente se requiere cambiar las palabras correspondientes a la variable afectada por el cambio. Esta ventaja resarce el aumento del tiempo de procesamiento y de utilización de memoria mencionados.

'''Lecturas de variables continuas'''

En general se realizan periódicamente a intervalos de tiempo discretos, lo cual está determinado por las características de la maquina computadora electrónica. El intervalo de lectura de las variables se denomina intervalo de muestreo (T), y la selección de su valor es un aspecto de gran importancia para el funcionamiento del sistema.
Si el intervalo de muestreo es muy grande, las mediciones pueden no reflejar con exactitud suficiente los valores de las variables del proceso. Un intervalo muy pequeño puede aumentar innecesariamente la carga de la maquina computadora electrónica. El teorema de muestreo establece que el intervalo de muestreo debe ser tal, que se cumpla que la frecuencia de muestreo (dada por W<sub>m</sub>=2π/T) sea igual o mayor que el duplo de la mayor frecuencia de interés en el espectro de frecuencia de la señal que representa el valor de la variable medida. En la práctica, la frecuencia debe ser mayor que el valor límite mencionado.
La lectura de las variables continuas se realiza de una de las tres formas siguientes: lectura secuencial, lectura secuencial mediante el acceso directo a memoria y lectura aleatoria.

'''Características de cada uno de los métodos de lectura utilizados'''
*La lectura secuencial. Se realiza la lectura de todas las variables del sistema, almacenando los valores leídos en una tabla en palabras ubicadas una a continuación de otra según el orden de los números de los canales de entrada, siendo necesario en la mayoría de los casos reordenar dichos valores según los números empleados en la designación de las variables. Los valores de las variables son tomados de la tabla por el resto de los algoritmos del sistema en la medida que son requeridos por ellos. Esta forma de lectura es muy simple, aunque puede resultar poco conveniente desde el punto de vista de la estructuración de los programas del sistema. En general, la lectura de cada variable va a requerir la transferencia del número de canal de entrada y de una orden de lectura a la unidad de entradas continuas, así como la espera por el final de la conversación.
*Lectura secuencial mediante el acceso directo a memoria. Es similar a la lectura secuencial en cuanto a la organización de la lectura de las variables, pero difiere en que utiliza el acceso directo a memoria para realizar la transferencia desde la interfaz de entrada a la memoria de la máquina computadora digital. En este caso el tiempo de ocupación del procesador central es sensiblemente menor que en el anterior ya que solo es necesario que esta dé la orden para el inicio del proceso de lectura. El fin de esta orden se informa al procesador central por medio del sistema de interrupción. Los valores leídos son almacenados en memoria sin la intervención del procesador central de la máquina computadora electrónica en una tabla, de forma semejante a la descrita en la lectura secuencial. Este método es más eficiente desde el punto de vista de utilización del procesador central a expensas de una electrónica más compleja y por su puesto más costosa, y se justifica cuando es muy elevado el número de variables a leer y los requerimientos de tiempo de lectura son críticos.
*Lectura aleatoria. Cuando se utiliza este método la lectura de las variables se realiza por los programas que lo requieran al cumplirse el período de muestreo de cada variable o en cualquier otro instante que sea necesario. Los valores leídos pueden ser almacenados en tablas o no según las necesidades.

'''Lectura de las variables discretas'''

En este caso la forma de realizar la recolección de datos depende de que las variables sean binarias o no.
*Lectura de variables binarias. Las variables binarias se leen de forma relativamente sencilla, dado de que de un octeto o en una palabra de la máquina computadora electrónica es posible representar más de una variable binaria (cada variable binaria solo requiere de un dígito binario). De acuerdo con esto a través de una transferencia de la unidad de entrada discreta se realiza la lectura de más de una variable binaria. De acuerdo con las necesidades, la lectura de las variables binarias pude hacerse periódicamente o cuando se genera un cambio en una variable binaria que represente el estado de un mecanismo de gran importancia para el funcionamiento del objeto tecnológico de dirección. En este último caso el cambio activaría el sistema de interrupción de la máquina computadora electrónica a fin de realizar la transferencia a esta y el tratamiento que se requiera. Esta forma de leer las variables implica, por su puesto, una mayor complejidad de la unidad de entradas discretas.

*Lectura de variables no binarias. Para estas variables la lectura es muy dependiente de las características del subsistema de entradas discretas y en última instancias de las necesidades del objeto tecnológico de dirección. Usualmente, estas variables se captan del proceso a través de contadores, que van incrementándose cada vez que se producen los eventos correspondientes. Lógicamente, el número máximo de eventos que es posible contar es 2<sup>n</sup>, siendo n el número de dígitos binarios del contador. Esto quiere decir, que hay que asegurar la transferencia del contenido del contador a la máquina computadora electrónica antes de que transcurra el número máximo de eventos que es posible contar.

==Algoritmo de tratamiento primario de la información==
Una vez realizada la recolección de datos de las variables continuas y como complemento de esta, corresponde realizar las operaciones necesarias para que la información recogida refleje lo más exactamente posible los valores de las variables del proceso. Las operaciones más frecuentes que se realizan son: Validación de las lecturas, conversión a unidades de ingeniería, linealización y filtrado.

==Algoritmos de alarma==
Se encargan de la detección de las condiciones anormales del proceso que pueden provocar perdidas económicas por producción deficiente o daño en los equipos que componen el proceso tecnológico, o lo que es más grabe aún, poner en peligro la integridad de personas que trabajan en la operación, dirección o mantenimiento de la instalación tecnológica.
Una vez detectada la condición anormal, esta se señaliza al personal de operación, pudiendo operarse los sistemas de protección y bloqueo correspondientes. Usualmente resulta necesario señalizar tanto la aparición de las condiciones anormales como su desaparición, lo que implica que aunque los algoritmos de alarma sean muy parecidos a los utilizados para la validación de variables, resultan más complejos. Una cuestión de vital importancia para la adecuada operación de los algoritmos de alarma es la determinación de las condiciones bajo las cuales se va a considerar que se produce una condición anormal.

*Alarma por límites
*Alarma por tendencia
*Alarma compleja
*Alarma con variables binarias

'''Ventajas de la alarma por un SADPT con respecto a la alarma convencional'''
Con respecto a la señalización de las condiciones anormales es oportuno decir que es altamente conveniente utilizar para ello los dispositivos de visualización con que esté equipado el SADPT, siendo posible y adecuado la emisión de los mensajes por los medios de impresión en papel (copia dura), a fin de dejar constancia de estos. También puede activarse un sistema de señalización convencional (lámpara y señal sonora) por medio de una variable binaria operada a través de la unidad de salidas discretas.
En ocasiones es necesario, cuando se produce una situación de emergencia, conocer los valores de las variables asociadas a las fallas anteriores y posteriores a estas, a fin de poder analizar las causas que la provocaron. En este caso es posible mantener un registro permanente de los valores mencionados durante un cierto intervalo de tiempo, usualmente varios minutos, lo cual se realiza eliminando en cada lectura los valores más viejos e incorporando los nuevos.
Por otra parte dadas las amplias posibilidades existentes de trabajo con las máquinas computadoras digitales, la información de las condiciones anormales (hora variables afectadas, desviaciones detectadas, etcétera) puede almacenarse en memoria para almacenar resúmenes y emitir reportes periódicos o eventuales que permiten analizar el comportamiento del proceso y tomar las medidas necesarias para aumentar la efectividad de este. Al analizar los algoritmos expuestos se puede apreciar las ventajas que ofrece la realización de la alarma por un SADPT en relación a los sistemas convencionales.

==Algoritmos de regulación==
La regulación en los SADPT se realiza mediante la regulación retroalimentada o de lazo cerrado de forma similar a los sistemas de control convencional (fig. 2.20). Otra forma de realizar la regulación es mediante los lazos especiales como son el control en cascada, el control anticipatorio y el control de relación.
(fig. 2.21) pagina 35.
La existencia de lazos de regulación caracteriza el régimen de SADPT denominado de dirección directa.
En la fig. 2.21se observa que el valor de la variable controlada llega a la máquina [[computadora]] electrónica a través de la unidad de salidas continuas y es procesado por los programas correspondientes a los algoritmos de recolección de datos y de tratamiento primario de la información. Después de ello, el valor de la variable controlada es comparado con el valor deseado e introducido al [[algoritmo]] de regulación. El valor de salida del programa que procesa dicho algoritmo es transferido a los elementos de acción final a través de la unidad de salida continua a fin de actuar en el sistema controlado y completar el proceso de regulación. El valor deseado es informado a la máquina computadora electrónica por el personal de operaciones a través de los medios para la comunicación hombre-complejo de computación, aunque puede ser fijado también por los algoritmos de control lógico secuencial o los de optimización.
Una característica de vital importancia de los SADPT es que permiten realizar algoritmos de regulación de complejidad prácticamente ilimitada, con la posibilidad de variación tanto de ellos como de sus parámetros de ajuste. Además, es posible la modificación de la estructura de lazos.

'''Selección del intervalo de muestreo'''
El intervalo de [[muestreo]] es un parámetro de importancia para el ajuste de los algoritmos de regulación, por los que existen diferentes criterios para su selección. Una posibilidad es fijar el intervalo de muestreo de acuerdo con la naturaleza física de la variable controlada, en relación con las gamas que se indican a continuación:
Flujo: 1 a 3 segundos.
Nivel: 5 a 10 segundos
Presión: 1 a 5 segundos
Temperatura: 20 a 40 segundos.
También el intervalo de muestreo se puede calcular a partir del tiempo de subida de la respuesta, del sistema en lazo abierto, de forma tal que el número de muestras en dicho tiempo esté entre 2 y 4. Otra forma de determinar el intervalo de muestreo puede ser considerando que la respuesta del sistema en lazo cerrado es similar a la de un sistema de segundo orden de función transferencial dada por: (W n2 )/(s2+2ζWns+W2n). En este caso la relación entre el periodo de la componente sinusoidal de la respuesta, dado por 2π/Wn(1-ζ2)1/2 y el intervalo de muestreo debe ser alrededor de 20. Los valores anteriores de intervalo de muestreo constituyen en todos los casos valores iniciales para el ajuste, debiendo lograrse el definitivo a partir del análisis de respuesta transitoria del sistema controlado, determinada analíticamente por los métodos estudiados por la teoría de control o mediante las técnicas de simulación.

==Algoritmo de control lógico secuencial==
Estos algoritmos se encargan de realizar secuencias de acciones en el objeto tecnológico de dirección y en el SADPT, fundamentalmente para la puesta en marcha y parada de los subprocesos y equipos que componen el primero. En el caso de los procesos discontinuos también se realizan acciones de esta naturaleza durante la operación. Durante la secuencia de operaciones que componen los algoritmos de control secuencial, como parte de ellos, se procesan algoritmo de recolección de información, tratamiento primario de esta, etcétera.
La elaboración de los algoritmos de control secuencial exige el análisis minucioso del proceso al cual se apliquen para asegurar su correcta operación, por lo que es necesario definir tanto las acciones a realizar como los eventos que las generan.

'''Como eventos cuya ocurrencia determina la necesidad de realizar alguna acción pueden señalarse los siguientes'''
*Transcurso de un intervalo de tiempo dado.
*Llegada a una hora determinada.
*Violación de los límites de validación de una variable de entrada.
*Violación de los límites de alarma de una variable de entrada.
*Retorno a la gama normal de una variable de entrada.
*Cambio de valor de una variable binaria de entrada.
*Llegada a un valor dado de una variable discreta de entrada.
*Orden del personal de operación.

'''Las acciones a realizar más frecuentes son las siguientes'''
*Cambio del valor deseado de una variable siguiendo una ley determinada.
*Cambio del valor de una variable binaria de salida.
*Suspensión o inicio de la medición periódica de una variable.
*Emisión de mensajes a través de los medios para la comunicación hombre máquina.
*Conexión o desconexión de variables o lazos.
*Iniciar o terminar de inmediato o después de transcurrido un intervalo de tiempo la realización de una tarea cualquiera del SADPT.

==Algoritmo de optimización==
Por optimización se entiende la determinación de los regímenes óptimos del proceso tecnológico desde el punto de vista de la calidad y cantidad de la producción, la seguridad del personal de operación y las instalaciones tecnológicas, el ahorro de fuerza de trabajo, materiales y energía, la protección del medio ambiente, etcétera.
Los algoritmos de optimización en los SADPT se relacionan con el resto de los componentes

Así, los algoritmos de recolección de datos y de tratamiento primario de la información realizan la tarea de toma de información del objeto tecnológico de dirección y la preparación de esta para el resto de los algoritmos que componen el aseguramiento algorítmico.
A su vez los algoritmos de control secuencial incluyen los de alarmas y regulación, mientras que los de optimización interactúan principalmente con estos últimos. El aseguramiento algorítmico no puede ser un elemento estático que se diseña en las etapas de proyección del SADPT y permanezca inalterable una vez que este en operación. Por el contrario el propio funcionamiento del SADPT indica las deficiencias que es preciso corregir y los ajustes que deben ser realizados. Incluso en el caso poco probable de que el aseguramiento algorítmico concebido inicialmente no presente fallas, el propio funcionamiento del SADPT, al elevar la calidad de la dirección del objeto tecnológico de dirección con una toma de información más completa sobre este, permite la aplicación de algoritmos más efectivos.
==Fuentes==
*Andino, M.: Aseguramiento Técnico de los SADPT. Editorial Pueblo y Educación. Ciudad de La Habana, 1988.
*Astrom, K.J. y B. Wittenmark: Computer Controlled System-Theory and Design. Prentice Hall Inc. Englewood Cliffs, New Jersey, 1984.

[[Category:Ciencias_informáticas]] [[Category:Tecnología_de_la_automatización]]

Aseguramiento algorítmico

2013-12-13T15:41:07Z

Novelis jc.jiguani1: /* Algoritmo de recolección de datos */

{{Definición
|nombre= Aseguramiento algorítmico
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|concepto=Parte del aseguramiento matemático que está formado por los algoritmos, mediante los cuales se realizan las diferentes funciones del sistema automatizado de dirección de procesos tecnológicos y del complejo tecnológico automatizado, así como el algoritmo general de funcionamiento de ambos..
}}
<div align="justify">
'''Aseguramiento algorítmico'''. La efectividad de un sistema automatizado de dirección de procesos tecnológicos (SADPT) depende fuertemente de la efectividad de los algoritmos utilizados para la dirección del proceso. El aseguramiento algorítmico tiene que constituir un todo armónico donde los diferentes algoritmos que lo componen estén relacionados y se complementen mutuamente. El aseguramiento algorítmico debe estar basado en modelos matemáticos adecuados.
Teniendo en cuenta que los [[SADPT]] constituyen un estadio superior en la dirección de los procesos tecnológicos que se apoyan en un conjunto de las más avanzadas técnicas desarrolladas por el hombre, se puede comprender que la elaboración del aseguramiento algorítmico es una tarea de gran complejidad. Las funciones del SADPT y del complejo tecnológico automatizado son realizadas por los algoritmos que constituyen el aseguramiento algorítmico, tanto el diseño de este como su elaboración tienen que hacerse sobre la base de sus características y de las necesidades del SADPT y del complejo tecnológico automatizado.

El aseguramiento algorítmico tiene que poder ser implementado por programas eficientes desde el punto de vista de los medios de la técnica de computación. Debe lograrse con baja utilización de la memoria para el almacenamiento de los datos y los propios programas y con una alta velocidad de ejecución. El personal que trabaja en el aseguramiento algorítmico debe tener un profundo conocimiento del proceso productivo, que incluye tanto los aspectos tecnológicos como económicos y de dirección de este. Además exige amplios conocimientos de las técnicas de programación por parte de dicho personal. La elaboración del aseguramiento algorítmico requiere igualmente del conocimiento teórico y práctico de la [[teoría de control]] tanto clásica como moderna y de las técnicas de modelación y técnicas de optimización. También es necesario el conocimiento de los aspectos relativos a la [[instrumentación industrial]], el análisis de señales y el aseguramiento técnico de los SAPDT.
De acuerdo con todo lo expuesto la elaboración del aseguramiento algorítmico de SADPT es una tarea compleja por su contenido, no puede ser llevada a cabo por un solo especialista, tiene que ser realizada por grupos multidisciplinarios integrado por especialistas con un profundo conocimiento de las técnicas mencionadas.
==Algoritmos que componen el aseguramiento algorítmico==
Para el estudio de los algoritmos que componen el aseguramiento algorítmico de los SADPT se considera conveniente dividirlos en:
*Algoritmo de recolección de datos.
*Algoritmo de tratamiento primario de la información.
*Algoritmo de alarma.
*Algoritmo de regulación.
*Algoritmo de control lógico secuencial.
*Algoritmo de optimización.
El adecuado trabajo del complejo tecnológico automatizado requiere que los diferentes algoritmos mencionados conformen el aseguramiento algorítmico como un conjunto armónico donde las tareas se enlacen y complementen. Además, es preciso que el aseguramiento algorítmico esté acorde con el resto de los componentes del SADPT. Los algoritmos de control lógico secuencial y algoritmos de optimización son los que presentan un desarrollo más dinámico desde el punto de vista de su contenido científico técnico.
==Algoritmo de recolección de datos==
Estos aseguran la entrada de la información de las [[variables]] del objeto tecnológico de dirección al SADPT. Estos algoritmos operan directamente con los subsistemas de entradas continuas y discretas y por tanto son altamente dependientes del aseguramiento técnico del SADPT. Dada sus características, la mayor complejidad se presenta para las variables continuas.
En cualquier caso es conveniente que los números de las variables que usualmente se utilizan en la comunicación hombre-máquina y en los programas que realizan los diferentes algoritmos como parámetros de entrada sean diferentes de los que identifican a los canales correspondientes en las unidades de entrada. Esto requiere que en la memoria de la máquina computadora electrónica exista una tabla similar a la siguiente:

[[Archivo:Variable_continua.JPG]]

La tabla anterior tendrá tantas palabras como variables existan en el sistema. Esta forma de tratar los números utilizados para designar las variables implica un aumento en el tiempo de procesamiento de los algoritmos de recolección de datos y la utilización de una cierta cantidad de memoria para la tabla descrita. No obstante tiene la gran ventaja de que ante cualquier cambio que sea preciso realizar en las conexiones de las unidades de entrada, no será necesario cambiar los números de las variables ya conocidos por el personal que se relaciona con el SADPT ni en las bases de datos en las que aparezcan números de variables, sino que solamente se requiere cambiar las palabras correspondientes a la variable afectada por el cambio. Esta ventaja resarce el aumento del tiempo de procesamiento y de utilización de memoria mencionados.

'''Lecturas de variables continuas'''

En general se realizan periódicamente a intervalos de tiempo discretos, lo cual está determinado por las características de la maquina computadora electrónica. El intervalo de lectura de las variables se denomina intervalo de muestreo (T), y la selección de su valor es un aspecto de gran importancia para el funcionamiento del sistema.
Si el intervalo de muestreo es muy grande, las mediciones pueden no reflejar con exactitud suficiente los valores de las variables del proceso. Un intervalo muy pequeño puede aumentar innecesariamente la carga de la maquina computadora electrónica. El teorema de muestreo establece que el intervalo de muestreo debe ser tal, que se cumpla que la frecuencia de muestreo (dada por W<sub>m</sub>=2π/T) sea igual o mayor que el duplo de la mayor frecuencia de interés en el espectro de frecuencia de la señal que representa el valor de la variable medida. En la práctica, la frecuencia debe ser mayor que el valor límite mencionado.
La lectura de las variables continuas se realiza de una de las tres formas siguientes: lectura secuencial, lectura secuencial mediante el acceso directo a memoria y lectura aleatoria. (Explicar las características de cada uno de los métodos utilizados, pagina 15)

'''Lectura de las variables discretas'''

En este caso la forma de realizar la recolección de datos depende de que las variables sean binarias o no.
*Lectura de variables binarias. Las variables binarias se leen de forma relativamente sencilla, dado de que de un octeto o en una palabra de la máquina computadora electrónica es posible representar más de una variable binaria (cada variable binaria solo requiere de un dígito binario). De acuerdo con esto a través de una transferencia de la unidad de entrada discreta se realiza la lectura de más de una variable binaria. De acuerdo con las necesidades, la lectura de las variables binarias pude hacerse periódicamente o cuando se genera un cambio en una variable binaria que represente el estado de un mecanismo de gran importancia para el funcionamiento del objeto tecnológico de dirección. En este último caso el cambio activaría el sistema de interrupción de la máquina computadora electrónica a fin de realizar la transferencia a esta y el tratamiento que se requiera. Esta forma de leer las variables implica, por su puesto, una mayor complejidad de la unidad de entradas discretas.

*Lectura de variables no binarias. Para estas variables la lectura es muy dependiente de las características del subsistema de entradas discretas y en última instancias de las necesidades del objeto tecnológico de dirección. Usualmente, estas variables se captan del proceso a través de contadores, que van incrementándose cada vez que se producen los eventos correspondientes. Lógicamente, el número máximo de eventos que es posible contar es 2<sup>n</sup>, siendo n el número de dígitos binarios del contador. Esto quiere decir, que hay que asegurar la transferencia del contenido del contador a la máquina computadora electrónica antes de que transcurra el número máximo de eventos que es posible contar.

==Algoritmo de tratamiento primario de la información==
Una vez realizada la recolección de datos de las variables continuas y como complemento de esta, corresponde realizar las operaciones necesarias para que la información recogida refleje lo más exactamente posible los valores de las variables del proceso. Las operaciones más frecuentes que se realizan son: Validación de las lecturas, conversión a unidades de ingeniería, linealización y filtrado.

==Algoritmos de alarma==
Se encargan de la detección de las condiciones anormales del proceso que pueden provocar perdidas económicas por producción deficiente o daño en los equipos que componen el proceso tecnológico, o lo que es más grabe aún, poner en peligro la integridad de personas que trabajan en la operación, dirección o mantenimiento de la instalación tecnológica.
Una vez detectada la condición anormal, esta se señaliza al personal de operación, pudiendo operarse los sistemas de protección y bloqueo correspondientes. Usualmente resulta necesario señalizar tanto la aparición de las condiciones anormales como su desaparición, lo que implica que aunque los algoritmos de alarma sean muy parecidos a los utilizados para la validación de variables, resultan más complejos. Una cuestión de vital importancia para la adecuada operación de los algoritmos de alarma es la determinación de las condiciones bajo las cuales se va a considerar que se produce una condición anormal.

*Alarma por límites
*Alarma por tendencia
*Alarma compleja
*Alarma con variables binarias

'''Ventajas de la alarma por un SADPT con respecto a la alarma convencional'''
Con respecto a la señalización de las condiciones anormales es oportuno decir que es altamente conveniente utilizar para ello los dispositivos de visualización con que esté equipado el SADPT, siendo posible y adecuado la emisión de los mensajes por los medios de impresión en papel (copia dura), a fin de dejar constancia de estos. También puede activarse un sistema de señalización convencional (lámpara y señal sonora) por medio de una variable binaria operada a través de la unidad de salidas discretas.
En ocasiones es necesario, cuando se produce una situación de emergencia, conocer los valores de las variables asociadas a las fallas anteriores y posteriores a estas, a fin de poder analizar las causas que la provocaron. En este caso es posible mantener un registro permanente de los valores mencionados durante un cierto intervalo de tiempo, usualmente varios minutos, lo cual se realiza eliminando en cada lectura los valores más viejos e incorporando los nuevos.
Por otra parte dadas las amplias posibilidades existentes de trabajo con las máquinas computadoras digitales, la información de las condiciones anormales (hora variables afectadas, desviaciones detectadas, etcétera) puede almacenarse en memoria para almacenar resúmenes y emitir reportes periódicos o eventuales que permiten analizar el comportamiento del proceso y tomar las medidas necesarias para aumentar la efectividad de este. Al analizar los algoritmos expuestos se puede apreciar las ventajas que ofrece la realización de la alarma por un SADPT en relación a los sistemas convencionales.

==Algoritmos de regulación==
La regulación en los SADPT se realiza mediante la regulación retroalimentada o de lazo cerrado de forma similar a los sistemas de control convencional (fig. 2.20). Otra forma de realizar la regulación es mediante los lazos especiales como son el control en cascada, el control anticipatorio y el control de relación.
(fig. 2.21) pagina 35.
La existencia de lazos de regulación caracteriza el régimen de SADPT denominado de dirección directa.
En la fig. 2.21se observa que el valor de la variable controlada llega a la máquina [[computadora]] electrónica a través de la unidad de salidas continuas y es procesado por los programas correspondientes a los algoritmos de recolección de datos y de tratamiento primario de la información. Después de ello, el valor de la variable controlada es comparado con el valor deseado e introducido al [[algoritmo]] de regulación. El valor de salida del programa que procesa dicho algoritmo es transferido a los elementos de acción final a través de la unidad de salida continua a fin de actuar en el sistema controlado y completar el proceso de regulación. El valor deseado es informado a la máquina computadora electrónica por el personal de operaciones a través de los medios para la comunicación hombre-complejo de computación, aunque puede ser fijado también por los algoritmos de control lógico secuencial o los de optimización.
Una característica de vital importancia de los SADPT es que permiten realizar algoritmos de regulación de complejidad prácticamente ilimitada, con la posibilidad de variación tanto de ellos como de sus parámetros de ajuste. Además, es posible la modificación de la estructura de lazos.

'''Selección del intervalo de muestreo'''
El intervalo de [[muestreo]] es un parámetro de importancia para el ajuste de los algoritmos de regulación, por los que existen diferentes criterios para su selección. Una posibilidad es fijar el intervalo de muestreo de acuerdo con la naturaleza física de la variable controlada, en relación con las gamas que se indican a continuación:
Flujo: 1 a 3 segundos.
Nivel: 5 a 10 segundos
Presión: 1 a 5 segundos
Temperatura: 20 a 40 segundos.
También el intervalo de muestreo se puede calcular a partir del tiempo de subida de la respuesta, del sistema en lazo abierto, de forma tal que el número de muestras en dicho tiempo esté entre 2 y 4. Otra forma de determinar el intervalo de muestreo puede ser considerando que la respuesta del sistema en lazo cerrado es similar a la de un sistema de segundo orden de función transferencial dada por: (W n2 )/(s2+2ζWns+W2n). En este caso la relación entre el periodo de la componente sinusoidal de la respuesta, dado por 2π/Wn(1-ζ2)1/2 y el intervalo de muestreo debe ser alrededor de 20. Los valores anteriores de intervalo de muestreo constituyen en todos los casos valores iniciales para el ajuste, debiendo lograrse el definitivo a partir del análisis de respuesta transitoria del sistema controlado, determinada analíticamente por los métodos estudiados por la teoría de control o mediante las técnicas de simulación.

==Algoritmo de control lógico secuencial==
Estos algoritmos se encargan de realizar secuencias de acciones en el objeto tecnológico de dirección y en el SADPT, fundamentalmente para la puesta en marcha y parada de los subprocesos y equipos que componen el primero. En el caso de los procesos discontinuos también se realizan acciones de esta naturaleza durante la operación. Durante la secuencia de operaciones que componen los algoritmos de control secuencial, como parte de ellos, se procesan algoritmo de recolección de información, tratamiento primario de esta, etcétera.
La elaboración de los algoritmos de control secuencial exige el análisis minucioso del proceso al cual se apliquen para asegurar su correcta operación, por lo que es necesario definir tanto las acciones a realizar como los eventos que las generan.

'''Como eventos cuya ocurrencia determina la necesidad de realizar alguna acción pueden señalarse los siguientes'''
*Transcurso de un intervalo de tiempo dado.
*Llegada a una hora determinada.
*Violación de los límites de validación de una variable de entrada.
*Violación de los límites de alarma de una variable de entrada.
*Retorno a la gama normal de una variable de entrada.
*Cambio de valor de una variable binaria de entrada.
*Llegada a un valor dado de una variable discreta de entrada.
*Orden del personal de operación.

'''Las acciones a realizar más frecuentes son las siguientes'''
*Cambio del valor deseado de una variable siguiendo una ley determinada.
*Cambio del valor de una variable binaria de salida.
*Suspensión o inicio de la medición periódica de una variable.
*Emisión de mensajes a través de los medios para la comunicación hombre máquina.
*Conexión o desconexión de variables o lazos.
*Iniciar o terminar de inmediato o después de transcurrido un intervalo de tiempo la realización de una tarea cualquiera del SADPT.

==Algoritmo de optimización==
Por optimización se entiende la determinación de los regímenes óptimos del proceso tecnológico desde el punto de vista de la calidad y cantidad de la producción, la seguridad del personal de operación y las instalaciones tecnológicas, el ahorro de fuerza de trabajo, materiales y energía, la protección del medio ambiente, etcétera.
Los algoritmos de optimización en los SADPT se relacionan con el resto de los componentes

Así, los algoritmos de recolección de datos y de tratamiento primario de la información realizan la tarea de toma de información del objeto tecnológico de dirección y la preparación de esta para el resto de los algoritmos que componen el aseguramiento algorítmico.
A su vez los algoritmos de control secuencial incluyen los de alarmas y regulación, mientras que los de optimización interactúan principalmente con estos últimos. El aseguramiento algorítmico no puede ser un elemento estático que se diseña en las etapas de proyección del SADPT y permanezca inalterable una vez que este en operación. Por el contrario el propio funcionamiento del SADPT indica las deficiencias que es preciso corregir y los ajustes que deben ser realizados. Incluso en el caso poco probable de que el aseguramiento algorítmico concebido inicialmente no presente fallas, el propio funcionamiento del SADPT, al elevar la calidad de la dirección del objeto tecnológico de dirección con una toma de información más completa sobre este, permite la aplicación de algoritmos más efectivos.
==Fuentes==
*Andino, M.: Aseguramiento Técnico de los SADPT. Editorial Pueblo y Educación. Ciudad de La Habana, 1988.
*Astrom, K.J. y B. Wittenmark: Computer Controlled System-Theory and Design. Prentice Hall Inc. Englewood Cliffs, New Jersey, 1984.

[[Category:Ciencias_informáticas]] [[Category:Tecnología_de_la_automatización]]

Aseguramiento algorítmico

2013-12-13T15:30:01Z

Novelis jc.jiguani1: /* Algoritmo de recolección de datos */

{{Definición
|nombre= Aseguramiento algorítmico
|imagen=
|concepto=Parte del aseguramiento matemático que está formado por los algoritmos, mediante los cuales se realizan las diferentes funciones del sistema automatizado de dirección de procesos tecnológicos y del complejo tecnológico automatizado, así como el algoritmo general de funcionamiento de ambos..
}}
<div align="justify">
'''Aseguramiento algorítmico'''. La efectividad de un sistema automatizado de dirección de procesos tecnológicos (SADPT) depende fuertemente de la efectividad de los algoritmos utilizados para la dirección del proceso. El aseguramiento algorítmico tiene que constituir un todo armónico donde los diferentes algoritmos que lo componen estén relacionados y se complementen mutuamente. El aseguramiento algorítmico debe estar basado en modelos matemáticos adecuados.
Teniendo en cuenta que los [[SADPT]] constituyen un estadio superior en la dirección de los procesos tecnológicos que se apoyan en un conjunto de las más avanzadas técnicas desarrolladas por el hombre, se puede comprender que la elaboración del aseguramiento algorítmico es una tarea de gran complejidad. Las funciones del SADPT y del complejo tecnológico automatizado son realizadas por los algoritmos que constituyen el aseguramiento algorítmico, tanto el diseño de este como su elaboración tienen que hacerse sobre la base de sus características y de las necesidades del SADPT y del complejo tecnológico automatizado.

El aseguramiento algorítmico tiene que poder ser implementado por programas eficientes desde el punto de vista de los medios de la técnica de computación. Debe lograrse con baja utilización de la memoria para el almacenamiento de los datos y los propios programas y con una alta velocidad de ejecución. El personal que trabaja en el aseguramiento algorítmico debe tener un profundo conocimiento del proceso productivo, que incluye tanto los aspectos tecnológicos como económicos y de dirección de este. Además exige amplios conocimientos de las técnicas de programación por parte de dicho personal. La elaboración del aseguramiento algorítmico requiere igualmente del conocimiento teórico y práctico de la [[teoría de control]] tanto clásica como moderna y de las técnicas de modelación y técnicas de optimización. También es necesario el conocimiento de los aspectos relativos a la [[instrumentación industrial]], el análisis de señales y el aseguramiento técnico de los SAPDT.
De acuerdo con todo lo expuesto la elaboración del aseguramiento algorítmico de SADPT es una tarea compleja por su contenido, no puede ser llevada a cabo por un solo especialista, tiene que ser realizada por grupos multidisciplinarios integrado por especialistas con un profundo conocimiento de las técnicas mencionadas.
==Algoritmos que componen el aseguramiento algorítmico==
Para el estudio de los algoritmos que componen el aseguramiento algorítmico de los SADPT se considera conveniente dividirlos en:
*Algoritmo de recolección de datos.
*Algoritmo de tratamiento primario de la información.
*Algoritmo de alarma.
*Algoritmo de regulación.
*Algoritmo de control lógico secuencial.
*Algoritmo de optimización.
El adecuado trabajo del complejo tecnológico automatizado requiere que los diferentes algoritmos mencionados conformen el aseguramiento algorítmico como un conjunto armónico donde las tareas se enlacen y complementen. Además, es preciso que el aseguramiento algorítmico esté acorde con el resto de los componentes del SADPT. Los algoritmos de control lógico secuencial y algoritmos de optimización son los que presentan un desarrollo más dinámico desde el punto de vista de su contenido científico técnico.
==Algoritmo de recolección de datos==
Estos aseguran la entrada de la información de las [[variables]] del objeto tecnológico de dirección al SADPT. Estos algoritmos operan directamente con los subsistemas de entradas continuas y discretas y por tanto son altamente dependientes del aseguramiento técnico del SADPT. Dada sus características, la mayor complejidad se presenta para las variables continuas.
En cualquier caso es conveniente que los números de las variables que usualmente se utilizan en la comunicación hombre-máquina y en los programas que realizan los diferentes algoritmos como parámetros de entrada sean diferentes de los que identifican a los canales correspondientes en las unidades de entrada. Esto requiere que en la memoria de la máquina computadora electrónica exista una tabla similar a la siguiente:

[[Archivo:Variable_continua.JPG]]

La tabla anterior tendrá tantas palabras como variables existan en el sistema. Esta forma de tratar los números utilizados para designar las variables implica un aumento en el tiempo de procesamiento de los algoritmos de recolección de datos y la utilización de una cierta cantidad de memoria para la tabla descrita. No obstante tiene la gran ventaja de que ante cualquier cambio que sea preciso realizar en las conexiones de las unidades de entrada, no será necesario cambiar los números de las variables ya conocidos por el personal que se relaciona con el SADPT ni en las bases de datos en las que aparezcan números de variables, sino que solamente se requiere cambiar las palabras correspondientes a la variable afectada por el cambio. Esta ventaja resarce el aumento del tiempo de procesamiento y de utilización de memoria mencionados.

'''Lecturas de variables continuas'''

En general se realizan periódicamente a intervalos de tiempo discretos, lo cual está determinado por las características de la maquina computadora electrónica. El intervalo de lectura de las variables se denomina intervalo de muestreo (T), y la selección de su valor es un aspecto de gran importancia para el funcionamiento del sistema.
Si el intervalo de muestreo es muy grande, las mediciones pueden no reflejar con exactitud suficiente los valores de las variables del proceso. Un intervalo muy pequeño puede aumentar innecesariamente la carga de la maquina computadora electrónica. El teorema de muestreo establece que el intervalo de muestreo debe ser tal, que se cumpla que la frecuencia de muestreo (dada por Wm=2π/T) se igual o mayor que el duplo de la mayor frecuencia de interés en el espectro de frecuencia de la señal que representa el valor de la variable medida. En la práctica, la frecuencia debe ser mayor que el valor límite mencionado.
La lectura de las variables continuas se realiza de una de las tres formas siguientes: lectura secuencial, lectura secuencial mediante el acceso directo a memoria y lectura aleatoria. (Explicar las características de cada uno de los métodos utilizados, pagina 15)

'''Lectura de las variables discretas'''

En este caso la forma de realizar la recolección de datos depende de que las variables sean binarias o no.
*Lectura de variables binarias. Las variables binarias se leen de forma relativamente sencilla, dado de que de un octeto o en una palabra de la máquina computadora electrónica es posible representar más de una variable binaria (cada variable binaria solo requiere de un dígito binario). De acuerdo con esto a través de una transferencia de la unidad de entrada discreta se realiza la lectura de más de una variable binaria. De acuerdo con las necesidades, la lectura de las variables binarias pude hacerse periódicamente o cuando se genera un cambio en una variable binaria que represente el estado de un mecanismo de gran importancia para el funcionamiento del objeto tecnológico de dirección. En este último caso el cambio activaría el sistema de interrupción de la máquina computadora electrónica a fin de realizar la transferencia a esta y el tratamiento que se requiera. Esta forma de leer las variables implica, por su puesto, una mayor complejidad de la unidad de entradas discretas.

*Lectura de variables no binarias. Para estas variables la lectura es muy dependiente de las características del subsistema de entradas discretas y en última instancias de las necesidades del objeto tecnológico de dirección. Usualmente, estas variables se captan del proceso a través de contadores, que van incrementándose cada vez que se producen los eventos correspondientes. Lógicamente, el número máximo de eventos que es posible contar es 2<sup>n</sup>, siendo n el número de dígitos binarios del contador. Esto quiere decir, que hay que asegurar la transferencia del contenido del contador a la máquina computadora electrónica antes de que transcurra el número máximo de eventos que es posible contar.

==Algoritmo de tratamiento primario de la información==
Una vez realizada la recolección de datos de las variables continuas y como complemento de esta, corresponde realizar las operaciones necesarias para que la información recogida refleje lo más exactamente posible los valores de las variables del proceso. Las operaciones más frecuentes que se realizan son: Validación de las lecturas, conversión a unidades de ingeniería, linealización y filtrado.

==Algoritmos de alarma==
Se encargan de la detección de las condiciones anormales del proceso que pueden provocar perdidas económicas por producción deficiente o daño en los equipos que componen el proceso tecnológico, o lo que es más grabe aún, poner en peligro la integridad de personas que trabajan en la operación, dirección o mantenimiento de la instalación tecnológica.
Una vez detectada la condición anormal, esta se señaliza al personal de operación, pudiendo operarse los sistemas de protección y bloqueo correspondientes. Usualmente resulta necesario señalizar tanto la aparición de las condiciones anormales como su desaparición, lo que implica que aunque los algoritmos de alarma sean muy parecidos a los utilizados para la validación de variables, resultan más complejos. Una cuestión de vital importancia para la adecuada operación de los algoritmos de alarma es la determinación de las condiciones bajo las cuales se va a considerar que se produce una condición anormal.

*Alarma por límites
*Alarma por tendencia
*Alarma compleja
*Alarma con variables binarias

'''Ventajas de la alarma por un SADPT con respecto a la alarma convencional'''
Con respecto a la señalización de las condiciones anormales es oportuno decir que es altamente conveniente utilizar para ello los dispositivos de visualización con que esté equipado el SADPT, siendo posible y adecuado la emisión de los mensajes por los medios de impresión en papel (copia dura), a fin de dejar constancia de estos. También puede activarse un sistema de señalización convencional (lámpara y señal sonora) por medio de una variable binaria operada a través de la unidad de salidas discretas.
En ocasiones es necesario, cuando se produce una situación de emergencia, conocer los valores de las variables asociadas a las fallas anteriores y posteriores a estas, a fin de poder analizar las causas que la provocaron. En este caso es posible mantener un registro permanente de los valores mencionados durante un cierto intervalo de tiempo, usualmente varios minutos, lo cual se realiza eliminando en cada lectura los valores más viejos e incorporando los nuevos.
Por otra parte dadas las amplias posibilidades existentes de trabajo con las máquinas computadoras digitales, la información de las condiciones anormales (hora variables afectadas, desviaciones detectadas, etcétera) puede almacenarse en memoria para almacenar resúmenes y emitir reportes periódicos o eventuales que permiten analizar el comportamiento del proceso y tomar las medidas necesarias para aumentar la efectividad de este. Al analizar los algoritmos expuestos se puede apreciar las ventajas que ofrece la realización de la alarma por un SADPT en relación a los sistemas convencionales.

==Algoritmos de regulación==
La regulación en los SADPT se realiza mediante la regulación retroalimentada o de lazo cerrado de forma similar a los sistemas de control convencional (fig. 2.20). Otra forma de realizar la regulación es mediante los lazos especiales como son el control en cascada, el control anticipatorio y el control de relación.
(fig. 2.21) pagina 35.
La existencia de lazos de regulación caracteriza el régimen de SADPT denominado de dirección directa.
En la fig. 2.21se observa que el valor de la variable controlada llega a la máquina [[computadora]] electrónica a través de la unidad de salidas continuas y es procesado por los programas correspondientes a los algoritmos de recolección de datos y de tratamiento primario de la información. Después de ello, el valor de la variable controlada es comparado con el valor deseado e introducido al [[algoritmo]] de regulación. El valor de salida del programa que procesa dicho algoritmo es transferido a los elementos de acción final a través de la unidad de salida continua a fin de actuar en el sistema controlado y completar el proceso de regulación. El valor deseado es informado a la máquina computadora electrónica por el personal de operaciones a través de los medios para la comunicación hombre-complejo de computación, aunque puede ser fijado también por los algoritmos de control lógico secuencial o los de optimización.
Una característica de vital importancia de los SADPT es que permiten realizar algoritmos de regulación de complejidad prácticamente ilimitada, con la posibilidad de variación tanto de ellos como de sus parámetros de ajuste. Además, es posible la modificación de la estructura de lazos.

'''Selección del intervalo de muestreo'''
El intervalo de [[muestreo]] es un parámetro de importancia para el ajuste de los algoritmos de regulación, por los que existen diferentes criterios para su selección. Una posibilidad es fijar el intervalo de muestreo de acuerdo con la naturaleza física de la variable controlada, en relación con las gamas que se indican a continuación:
Flujo: 1 a 3 segundos.
Nivel: 5 a 10 segundos
Presión: 1 a 5 segundos
Temperatura: 20 a 40 segundos.
También el intervalo de muestreo se puede calcular a partir del tiempo de subida de la respuesta, del sistema en lazo abierto, de forma tal que el número de muestras en dicho tiempo esté entre 2 y 4. Otra forma de determinar el intervalo de muestreo puede ser considerando que la respuesta del sistema en lazo cerrado es similar a la de un sistema de segundo orden de función transferencial dada por: (W n2 )/(s2+2ζWns+W2n). En este caso la relación entre el periodo de la componente sinusoidal de la respuesta, dado por 2π/Wn(1-ζ2)1/2 y el intervalo de muestreo debe ser alrededor de 20. Los valores anteriores de intervalo de muestreo constituyen en todos los casos valores iniciales para el ajuste, debiendo lograrse el definitivo a partir del análisis de respuesta transitoria del sistema controlado, determinada analíticamente por los métodos estudiados por la teoría de control o mediante las técnicas de simulación.

==Algoritmo de control lógico secuencial==
Estos algoritmos se encargan de realizar secuencias de acciones en el objeto tecnológico de dirección y en el SADPT, fundamentalmente para la puesta en marcha y parada de los subprocesos y equipos que componen el primero. En el caso de los procesos discontinuos también se realizan acciones de esta naturaleza durante la operación. Durante la secuencia de operaciones que componen los algoritmos de control secuencial, como parte de ellos, se procesan algoritmo de recolección de información, tratamiento primario de esta, etcétera.
La elaboración de los algoritmos de control secuencial exige el análisis minucioso del proceso al cual se apliquen para asegurar su correcta operación, por lo que es necesario definir tanto las acciones a realizar como los eventos que las generan.

'''Como eventos cuya ocurrencia determina la necesidad de realizar alguna acción pueden señalarse los siguientes'''
*Transcurso de un intervalo de tiempo dado.
*Llegada a una hora determinada.
*Violación de los límites de validación de una variable de entrada.
*Violación de los límites de alarma de una variable de entrada.
*Retorno a la gama normal de una variable de entrada.
*Cambio de valor de una variable binaria de entrada.
*Llegada a un valor dado de una variable discreta de entrada.
*Orden del personal de operación.

'''Las acciones a realizar más frecuentes son las siguientes'''
*Cambio del valor deseado de una variable siguiendo una ley determinada.
*Cambio del valor de una variable binaria de salida.
*Suspensión o inicio de la medición periódica de una variable.
*Emisión de mensajes a través de los medios para la comunicación hombre máquina.
*Conexión o desconexión de variables o lazos.
*Iniciar o terminar de inmediato o después de transcurrido un intervalo de tiempo la realización de una tarea cualquiera del SADPT.

==Algoritmo de optimización==
Por optimización se entiende la determinación de los regímenes óptimos del proceso tecnológico desde el punto de vista de la calidad y cantidad de la producción, la seguridad del personal de operación y las instalaciones tecnológicas, el ahorro de fuerza de trabajo, materiales y energía, la protección del medio ambiente, etcétera.
Los algoritmos de optimización en los SADPT se relacionan con el resto de los componentes

Así, los algoritmos de recolección de datos y de tratamiento primario de la información realizan la tarea de toma de información del objeto tecnológico de dirección y la preparación de esta para el resto de los algoritmos que componen el aseguramiento algorítmico.
A su vez los algoritmos de control secuencial incluyen los de alarmas y regulación, mientras que los de optimización interactúan principalmente con estos últimos. El aseguramiento algorítmico no puede ser un elemento estático que se diseña en las etapas de proyección del SADPT y permanezca inalterable una vez que este en operación. Por el contrario el propio funcionamiento del SADPT indica las deficiencias que es preciso corregir y los ajustes que deben ser realizados. Incluso en el caso poco probable de que el aseguramiento algorítmico concebido inicialmente no presente fallas, el propio funcionamiento del SADPT, al elevar la calidad de la dirección del objeto tecnológico de dirección con una toma de información más completa sobre este, permite la aplicación de algoritmos más efectivos.
==Fuentes==
*Andino, M.: Aseguramiento Técnico de los SADPT. Editorial Pueblo y Educación. Ciudad de La Habana, 1988.
*Astrom, K.J. y B. Wittenmark: Computer Controlled System-Theory and Design. Prentice Hall Inc. Englewood Cliffs, New Jersey, 1984.

[[Category:Ciencias_informáticas]] [[Category:Tecnología_de_la_automatización]]

Aseguramiento algorítmico

2013-12-12T15:18:35Z

Novelis jc.jiguani1: /* Algoritmo de recolección de datos */

{{Definición
|nombre= Aseguramiento algorítmico
|imagen=
|concepto=Parte del aseguramiento matemático que está formado por los algoritmos, mediante los cuales se realizan las diferentes funciones del sistema automatizado de dirección de procesos tecnológicos y del complejo tecnológico automatizado, así como el algoritmo general de funcionamiento de ambos..
}}
<div align="justify">
'''Aseguramiento algorítmico'''. La efectividad de un sistema automatizado de dirección de procesos tecnológicos (SADPT) depende fuertemente de la efectividad de los algoritmos utilizados para la dirección del proceso. El aseguramiento algorítmico tiene que constituir un todo armónico donde los diferentes algoritmos que lo componen estén relacionados y se complementen mutuamente. El aseguramiento algorítmico debe estar basado en modelos matemáticos adecuados.
Teniendo en cuenta que los [[SADPT]] constituyen un estadio superior en la dirección de los procesos tecnológicos que se apoyan en un conjunto de las más avanzadas técnicas desarrolladas por el hombre, se puede comprender que la elaboración del aseguramiento algorítmico es una tarea de gran complejidad. Las funciones del SADPT y del complejo tecnológico automatizado son realizadas por los algoritmos que constituyen el aseguramiento algorítmico, tanto el diseño de este como su elaboración tienen que hacerse sobre la base de sus características y de las necesidades del SADPT y del complejo tecnológico automatizado.

El aseguramiento algorítmico tiene que poder ser implementado por programas eficientes desde el punto de vista de los medios de la técnica de computación. Debe lograrse con baja utilización de la memoria para el almacenamiento de los datos y los propios programas y con una alta velocidad de ejecución. El personal que trabaja en el aseguramiento algorítmico debe tener un profundo conocimiento del proceso productivo, que incluye tanto los aspectos tecnológicos como económicos y de dirección de este. Además exige amplios conocimientos de las técnicas de programación por parte de dicho personal. La elaboración del aseguramiento algorítmico requiere igualmente del conocimiento teórico y práctico de la [[teoría de control]] tanto clásica como moderna y de las técnicas de modelación y técnicas de optimización. También es necesario el conocimiento de los aspectos relativos a la [[instrumentación industrial]], el análisis de señales y el aseguramiento técnico de los SAPDT.
De acuerdo con todo lo expuesto la elaboración del aseguramiento algorítmico de SADPT es una tarea compleja por su contenido, no puede ser llevada a cabo por un solo especialista, tiene que ser realizada por grupos multidisciplinarios integrado por especialistas con un profundo conocimiento de las técnicas mencionadas.
==Algoritmos que componen el aseguramiento algorítmico==
Para el estudio de los algoritmos que componen el aseguramiento algorítmico de los SADPT se considera conveniente dividirlos en:
*Algoritmo de recolección de datos.
*Algoritmo de tratamiento primario de la información.
*Algoritmo de alarma.
*Algoritmo de regulación.
*Algoritmo de control lógico secuencial.
*Algoritmo de optimización.
El adecuado trabajo del complejo tecnológico automatizado requiere que los diferentes algoritmos mencionados conformen el aseguramiento algorítmico como un conjunto armónico donde las tareas se enlacen y complementen. Además, es preciso que el aseguramiento algorítmico esté acorde con el resto de los componentes del SADPT. Los algoritmos de control lógico secuencial y algoritmos de optimización son los que presentan un desarrollo más dinámico desde el punto de vista de su contenido científico técnico.
==Algoritmo de recolección de datos==
Estos aseguran la entrada de la información de las [[variables]] del objeto tecnológico de dirección al SADPT. Estos algoritmos operan directamente con los subsistemas de entradas continuas y discretas y por tanto son altamente dependientes del aseguramiento técnico del SADPT. Dada sus características, la mayor complejidad se presenta para las variables continuas.
En cualquier caso es conveniente que los números de las variables que usualmente se utilizan en la comunicación hombre-máquina y en los programas que realizan los diferentes algoritmos como parámetros de entrada sean diferentes de los que identifican a los canales correspondientes en las unidades de entrada. Esto requiere que en la memoria de la máquina computadora electrónica exista una tabla similar a la siguiente:

[[Archivo:Variable_continua.JPG]]

La tabla anterior tendrá tantas palabras como variables existan en el sistema. Esta forma de tratar los números utilizados para designar las variables implica un aumento en el tiempo de procesamiento de los algoritmos de recolección de datos y la utilización de una cierta cantidad de memoria para la tabla descrita. No obstante tiene la gran ventaja de que ante cualquier cambio que sea preciso realizar en las conexiones de las unidades de entrada, no será necesario cambiar los números de las variables ya conocidos por el personal que se relaciona con el SADPT ni en las bases de datos en las que aparezcan números de variables, sino que solamente se requiere cambiar las palabras correspondientes a la variable afectada por el cambio. Esta ventaja resarce el aumento del tiempo de procesamiento y de utilización de memoria mencionados.

'''Lecturas de variables continuas'''

En general se realizan periódicamente a intervalos de tiempo discretos, lo cual está determinado por las características de la maquina computadora electrónica. El intervalo de lectura de las variables se denomina intervalo de muestreo (T), y la selección de su valor es un aspecto de gran importancia para el funcionamiento del sistema.
Si el intervalo de muestreo es muy grande, las mediciones pueden no reflejar con exactitud suficiente los valores de las variables del proceso. Un intervalo muy pequeño puede aumentar innecesariamente la carga de la maquina computadora electrónica. El teorema de muestreo establece que el intervalo de muestreo debe ser tal, que se cumpla que la frecuencia de muestreo (dada por Wm=2π/T) se igual o mayor que el duplo de la mayor frecuencia de interés en el espectro de frecuencia de la señal que representa el valor de la variable medida. En la práctica, la frecuencia debe ser mayor que el valor límite mencionado.
La lectura de las variables continuas se realiza de una de las tres formas siguientes: lectura secuencial, lectura secuencial mediante el acceso directo a memoria y lectura aleatoria. (Explicar las características de cada uno de los métodos utilizados, pagina 15)

'''Lectura de las variables discretas'''

En este caso la forma de realizar la recolección de datos depende de que las variables sean binarias o no.
*Lectura de variables binarias. Las variables binarias se leen de forma relativamente sencilla, dado de que de un octeto o en una palabra de la máquina computadora electrónica es posible representar más de una variable binaria (cada variable binaria solo requiere de un dígito binario). De acuerdo con esto a través de una transferencia de la unidad de entrada discreta se realiza la lectura de más de una variable binaria. De acuerdo con las necesidades, la lectura de las variables binarias pude hacerse periódicamente o cuando se genera un cambio en una variable binaria que represente el estado de un mecanismo de gran importancia para el funcionamiento del objeto tecnológico de dirección. En este último caso el cambio activaría el sistema de interrupción de la máquina computadora electrónica a fin de realizar la transferencia a esta y el tratamiento que se requiera. Esta forma de leer las variables implica, por su puesto, una mayor complejidad de la unidad de entradas discretas.

*Lectura de variables no binarias. Para estas variables la lectura es muy dependiente de las características del subsistema de entradas discretas y en última instancias de las necesidades del objeto tecnológico de dirección. Usualmente, estas variables se captan del proceso a través de contadores, que van incrementándose cada vez que se producen los eventos correspondientes. Lógicamente, el número máximo de eventos que es posible contar es 2n, siendo n el número de dígitos binarios del contador. Esto quiere decir, que hay que asegurar la transferencia del contenido del contador a la máquina computadora electrónica antes de que transcurra el número máximo de eventos que es posible contar.

==Algoritmo de tratamiento primario de la información==
Una vez realizada la recolección de datos de las variables continuas y como complemento de esta, corresponde realizar las operaciones necesarias para que la información recogida refleje lo más exactamente posible los valores de las variables del proceso. Las operaciones más frecuentes que se realizan son: Validación de las lecturas, conversión a unidades de ingeniería, linealización y filtrado.

==Algoritmos de alarma==
Se encargan de la detección de las condiciones anormales del proceso que pueden provocar perdidas económicas por producción deficiente o daño en los equipos que componen el proceso tecnológico, o lo que es más grabe aún, poner en peligro la integridad de personas que trabajan en la operación, dirección o mantenimiento de la instalación tecnológica.
Una vez detectada la condición anormal, esta se señaliza al personal de operación, pudiendo operarse los sistemas de protección y bloqueo correspondientes. Usualmente resulta necesario señalizar tanto la aparición de las condiciones anormales como su desaparición, lo que implica que aunque los algoritmos de alarma sean muy parecidos a los utilizados para la validación de variables, resultan más complejos. Una cuestión de vital importancia para la adecuada operación de los algoritmos de alarma es la determinación de las condiciones bajo las cuales se va a considerar que se produce una condición anormal.

*Alarma por límites
*Alarma por tendencia
*Alarma compleja
*Alarma con variables binarias

'''Ventajas de la alarma por un SADPT con respecto a la alarma convencional'''
Con respecto a la señalización de las condiciones anormales es oportuno decir que es altamente conveniente utilizar para ello los dispositivos de visualización con que esté equipado el SADPT, siendo posible y adecuado la emisión de los mensajes por los medios de impresión en papel (copia dura), a fin de dejar constancia de estos. También puede activarse un sistema de señalización convencional (lámpara y señal sonora) por medio de una variable binaria operada a través de la unidad de salidas discretas.
En ocasiones es necesario, cuando se produce una situación de emergencia, conocer los valores de las variables asociadas a las fallas anteriores y posteriores a estas, a fin de poder analizar las causas que la provocaron. En este caso es posible mantener un registro permanente de los valores mencionados durante un cierto intervalo de tiempo, usualmente varios minutos, lo cual se realiza eliminando en cada lectura los valores más viejos e incorporando los nuevos.
Por otra parte dadas las amplias posibilidades existentes de trabajo con las máquinas computadoras digitales, la información de las condiciones anormales (hora variables afectadas, desviaciones detectadas, etcétera) puede almacenarse en memoria para almacenar resúmenes y emitir reportes periódicos o eventuales que permiten analizar el comportamiento del proceso y tomar las medidas necesarias para aumentar la efectividad de este. Al analizar los algoritmos expuestos se puede apreciar las ventajas que ofrece la realización de la alarma por un SADPT en relación a los sistemas convencionales.

==Algoritmos de regulación==
La regulación en los SADPT se realiza mediante la regulación retroalimentada o de lazo cerrado de forma similar a los sistemas de control convencional (fig. 2.20). Otra forma de realizar la regulación es mediante los lazos especiales como son el control en cascada, el control anticipatorio y el control de relación.
(fig. 2.21) pagina 35.
La existencia de lazos de regulación caracteriza el régimen de SADPT denominado de dirección directa.
En la fig. 2.21se observa que el valor de la variable controlada llega a la máquina [[computadora]] electrónica a través de la unidad de salidas continuas y es procesado por los programas correspondientes a los algoritmos de recolección de datos y de tratamiento primario de la información. Después de ello, el valor de la variable controlada es comparado con el valor deseado e introducido al [[algoritmo]] de regulación. El valor de salida del programa que procesa dicho algoritmo es transferido a los elementos de acción final a través de la unidad de salida continua a fin de actuar en el sistema controlado y completar el proceso de regulación. El valor deseado es informado a la máquina computadora electrónica por el personal de operaciones a través de los medios para la comunicación hombre-complejo de computación, aunque puede ser fijado también por los algoritmos de control lógico secuencial o los de optimización.
Una característica de vital importancia de los SADPT es que permiten realizar algoritmos de regulación de complejidad prácticamente ilimitada, con la posibilidad de variación tanto de ellos como de sus parámetros de ajuste. Además, es posible la modificación de la estructura de lazos.

'''Selección del intervalo de muestreo'''
El intervalo de [[muestreo]] es un parámetro de importancia para el ajuste de los algoritmos de regulación, por los que existen diferentes criterios para su selección. Una posibilidad es fijar el intervalo de muestreo de acuerdo con la naturaleza física de la variable controlada, en relación con las gamas que se indican a continuación:
Flujo: 1 a 3 segundos.
Nivel: 5 a 10 segundos
Presión: 1 a 5 segundos
Temperatura: 20 a 40 segundos.
También el intervalo de muestreo se puede calcular a partir del tiempo de subida de la respuesta, del sistema en lazo abierto, de forma tal que el número de muestras en dicho tiempo esté entre 2 y 4. Otra forma de determinar el intervalo de muestreo puede ser considerando que la respuesta del sistema en lazo cerrado es similar a la de un sistema de segundo orden de función transferencial dada por: (W n2 )/(s2+2ζWns+W2n). En este caso la relación entre el periodo de la componente sinusoidal de la respuesta, dado por 2π/Wn(1-ζ2)1/2 y el intervalo de muestreo debe ser alrededor de 20. Los valores anteriores de intervalo de muestreo constituyen en todos los casos valores iniciales para el ajuste, debiendo lograrse el definitivo a partir del análisis de respuesta transitoria del sistema controlado, determinada analíticamente por los métodos estudiados por la teoría de control o mediante las técnicas de simulación.

==Algoritmo de control lógico secuencial==
Estos algoritmos se encargan de realizar secuencias de acciones en el objeto tecnológico de dirección y en el SADPT, fundamentalmente para la puesta en marcha y parada de los subprocesos y equipos que componen el primero. En el caso de los procesos discontinuos también se realizan acciones de esta naturaleza durante la operación. Durante la secuencia de operaciones que componen los algoritmos de control secuencial, como parte de ellos, se procesan algoritmo de recolección de información, tratamiento primario de esta, etcétera.
La elaboración de los algoritmos de control secuencial exige el análisis minucioso del proceso al cual se apliquen para asegurar su correcta operación, por lo que es necesario definir tanto las acciones a realizar como los eventos que las generan.

'''Como eventos cuya ocurrencia determina la necesidad de realizar alguna acción pueden señalarse los siguientes'''
*Transcurso de un intervalo de tiempo dado.
*Llegada a una hora determinada.
*Violación de los límites de validación de una variable de entrada.
*Violación de los límites de alarma de una variable de entrada.
*Retorno a la gama normal de una variable de entrada.
*Cambio de valor de una variable binaria de entrada.
*Llegada a un valor dado de una variable discreta de entrada.
*Orden del personal de operación.

'''Las acciones a realizar más frecuentes son las siguientes'''
*Cambio del valor deseado de una variable siguiendo una ley determinada.
*Cambio del valor de una variable binaria de salida.
*Suspensión o inicio de la medición periódica de una variable.
*Emisión de mensajes a través de los medios para la comunicación hombre máquina.
*Conexión o desconexión de variables o lazos.
*Iniciar o terminar de inmediato o después de transcurrido un intervalo de tiempo la realización de una tarea cualquiera del SADPT.

==Algoritmo de optimización==
Por optimización se entiende la determinación de los regímenes óptimos del proceso tecnológico desde el punto de vista de la calidad y cantidad de la producción, la seguridad del personal de operación y las instalaciones tecnológicas, el ahorro de fuerza de trabajo, materiales y energía, la protección del medio ambiente, etcétera.
Los algoritmos de optimización en los SADPT se relacionan con el resto de los componentes

Así, los algoritmos de recolección de datos y de tratamiento primario de la información realizan la tarea de toma de información del objeto tecnológico de dirección y la preparación de esta para el resto de los algoritmos que componen el aseguramiento algorítmico.
A su vez los algoritmos de control secuencial incluyen los de alarmas y regulación, mientras que los de optimización interactúan principalmente con estos últimos. El aseguramiento algorítmico no puede ser un elemento estático que se diseña en las etapas de proyección del SADPT y permanezca inalterable una vez que este en operación. Por el contrario el propio funcionamiento del SADPT indica las deficiencias que es preciso corregir y los ajustes que deben ser realizados. Incluso en el caso poco probable de que el aseguramiento algorítmico concebido inicialmente no presente fallas, el propio funcionamiento del SADPT, al elevar la calidad de la dirección del objeto tecnológico de dirección con una toma de información más completa sobre este, permite la aplicación de algoritmos más efectivos.
==Fuentes==
*Andino, M.: Aseguramiento Técnico de los SADPT. Editorial Pueblo y Educación. Ciudad de La Habana, 1988.
*Astrom, K.J. y B. Wittenmark: Computer Controlled System-Theory and Design. Prentice Hall Inc. Englewood Cliffs, New Jersey, 1984.

[[Category:Ciencias_informáticas]] [[Category:Tecnología_de_la_automatización]]

Archivo:Variable continua.JPG

2013-12-12T15:16:37Z

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== Sumario ==

== Estado de copyright: ==

== Fuente: ==

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2013-12-12T15:05:55Z

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2013-12-12T14:43:19Z

Novelis jc.jiguani1:

== Sumario ==

== Estado de copyright: ==

== Fuente: ==

Aseguramiento algorítmico

2013-12-12T14:35:04Z

Novelis jc.jiguani1: /* Algoritmo de recolección de datos */

{{Definición
|nombre= Aseguramiento algorítmico
|imagen=
|concepto=Parte del aseguramiento matemático que está formado por los algoritmos, mediante los cuales se realizan las diferentes funciones del sistema automatizado de dirección de procesos tecnológicos y del complejo tecnológico automatizado, así como el algoritmo general de funcionamiento de ambos..
}}
<div align="justify">
'''Aseguramiento algorítmico'''. La efectividad de un sistema automatizado de dirección de procesos tecnológicos (SADPT) depende fuertemente de la efectividad de los algoritmos utilizados para la dirección del proceso. El aseguramiento algorítmico tiene que constituir un todo armónico donde los diferentes algoritmos que lo componen estén relacionados y se complementen mutuamente. El aseguramiento algorítmico debe estar basado en modelos matemáticos adecuados.
Teniendo en cuenta que los [[SADPT]] constituyen un estadio superior en la dirección de los procesos tecnológicos que se apoyan en un conjunto de las más avanzadas técnicas desarrolladas por el hombre, se puede comprender que la elaboración del aseguramiento algorítmico es una tarea de gran complejidad. Las funciones del SADPT y del complejo tecnológico automatizado son realizadas por los algoritmos que constituyen el aseguramiento algorítmico, tanto el diseño de este como su elaboración tienen que hacerse sobre la base de sus características y de las necesidades del SADPT y del complejo tecnológico automatizado.

El aseguramiento algorítmico tiene que poder ser implementado por programas eficientes desde el punto de vista de los medios de la técnica de computación. Debe lograrse con baja utilización de la memoria para el almacenamiento de los datos y los propios programas y con una alta velocidad de ejecución. El personal que trabaja en el aseguramiento algorítmico debe tener un profundo conocimiento del proceso productivo, que incluye tanto los aspectos tecnológicos como económicos y de dirección de este. Además exige amplios conocimientos de las técnicas de programación por parte de dicho personal. La elaboración del aseguramiento algorítmico requiere igualmente del conocimiento teórico y práctico de la [[teoría de control]] tanto clásica como moderna y de las técnicas de modelación y técnicas de optimización. También es necesario el conocimiento de los aspectos relativos a la [[instrumentación industrial]], el análisis de señales y el aseguramiento técnico de los SAPDT.
De acuerdo con todo lo expuesto la elaboración del aseguramiento algorítmico de SADPT es una tarea compleja por su contenido, no puede ser llevada a cabo por un solo especialista, tiene que ser realizada por grupos multidisciplinarios integrado por especialistas con un profundo conocimiento de las técnicas mencionadas.
==Algoritmos que componen el aseguramiento algorítmico==
Para el estudio de los algoritmos que componen el aseguramiento algorítmico de los SADPT se considera conveniente dividirlos en:
*Algoritmo de recolección de datos.
*Algoritmo de tratamiento primario de la información.
*Algoritmo de alarma.
*Algoritmo de regulación.
*Algoritmo de control lógico secuencial.
*Algoritmo de optimización.
El adecuado trabajo del complejo tecnológico automatizado requiere que los diferentes algoritmos mencionados conformen el aseguramiento algorítmico como un conjunto armónico donde las tareas se enlacen y complementen. Además, es preciso que el aseguramiento algorítmico esté acorde con el resto de los componentes del SADPT. Los algoritmos de control lógico secuencial y algoritmos de optimización son los que presentan un desarrollo más dinámico desde el punto de vista de su contenido científico técnico.
==Algoritmo de recolección de datos==
Estos aseguran la entrada de la información de las [[variables]] del objeto tecnológico de dirección al SADPT. Estos algoritmos operan directamente con los subsistemas de entradas continuas y discretas y por tanto son altamente dependientes del aseguramiento técnico del SADPT. Dada sus características, la mayor complejidad se presenta para las variables continuas.
En cualquier caso es conveniente que los números de las variables que usualmente se utilizan en la comunicación hombre-máquina y en los programas que realizan los diferentes algoritmos como parámetros de entrada sean diferentes de los que identifican a los canales correspondientes en las unidades de entrada. Esto requiere que en la memoria de la máquina computadora electrónica exista una tabla similar a la siguiente:
Tabla

La tabla anterior tendrá tantas palabras como variables existan en el sistema. Esta forma de tratar los números utilizados para designar las variables implica un aumento en el tiempo de procesamiento de los algoritmos de recolección de datos y la utilización de una cierta cantidad de memoria para la tabla descrita. No obstante tiene la gran ventaja de que ante cualquier cambio que sea preciso realizar en las conexiones de las unidades de entrada, no será necesario cambiar los números de las variables ya conocidos por el personal que se relaciona con el SADPT ni en las bases de datos en las que aparezcan números de variables, sino que solamente se requiere cambiar las palabras correspondientes a la variable afectada por el cambio. Esta ventaja resarce el aumento del tiempo de procesamiento y de utilización de memoria mencionados.

'''Lecturas de variables continuas'''

En general se realizan periódicamente a intervalos de tiempo discretos, lo cual está determinado por las características de la maquina computadora electrónica. El intervalo de lectura de las variables se denomina intervalo de muestreo (T), y la selección de su valor es un aspecto de gran importancia para el funcionamiento del sistema.
Si el intervalo de muestreo es muy grande, las mediciones pueden no reflejar con exactitud suficiente los valores de las variables del proceso. Un intervalo muy pequeño puede aumentar innecesariamente la carga de la maquina computadora electrónica. El teorema de muestreo establece que el intervalo de muestreo debe ser tal, que se cumpla que la frecuencia de muestreo (dada por Wm=2π/T) se igual o mayor que el duplo de la mayor frecuencia de interés en el espectro de frecuencia de la señal que representa el valor de la variable medida. En la práctica, la frecuencia debe ser mayor que el valor límite mencionado.
La lectura de las variables continuas se realiza de una de las tres formas siguientes: lectura secuencial, lectura secuencial mediante el acceso directo a memoria y lectura aleatoria. (Explicar las características de cada uno de los métodos utilizados, pagina 15)

'''Lectura de las variables discretas'''

En este caso la forma de realizar la recolección de datos depende de que las variables sean binarias o no.
*Lectura de variables binarias. Las variables binarias se leen de forma relativamente sencilla, dado de que de un octeto o en una palabra de la máquina computadora electrónica es posible representar más de una variable binaria (cada variable binaria solo requiere de un dígito binario). De acuerdo con esto a través de una transferencia de la unidad de entrada discreta se realiza la lectura de más de una variable binaria. De acuerdo con las necesidades, la lectura de las variables binarias pude hacerse periódicamente o cuando se genera un cambio en una variable binaria que represente el estado de un mecanismo de gran importancia para el funcionamiento del objeto tecnológico de dirección. En este último caso el cambio activaría el sistema de interrupción de la máquina computadora electrónica a fin de realizar la transferencia a esta y el tratamiento que se requiera. Esta forma de leer las variables implica, por su puesto, una mayor complejidad de la unidad de entradas discretas.

*Lectura de variables no binarias. Para estas variables la lectura es muy dependiente de las características del subsistema de entradas discretas y en última instancias de las necesidades del objeto tecnológico de dirección. Usualmente, estas variables se captan del proceso a través de contadores, que van incrementándose cada vez que se producen los eventos correspondientes. Lógicamente, el número máximo de eventos que es posible contar es 2n, siendo n el número de dígitos binarios del contador. Esto quiere decir, que hay que asegurar la transferencia del contenido del contador a la máquina computadora electrónica antes de que transcurra el número máximo de eventos que es posible contar.

==Algoritmo de tratamiento primario de la información==
Una vez realizada la recolección de datos de las variables continuas y como complemento de esta, corresponde realizar las operaciones necesarias para que la información recogida refleje lo más exactamente posible los valores de las variables del proceso. Las operaciones más frecuentes que se realizan son: Validación de las lecturas, conversión a unidades de ingeniería, linealización y filtrado.

==Algoritmos de alarma==
Se encargan de la detección de las condiciones anormales del proceso que pueden provocar perdidas económicas por producción deficiente o daño en los equipos que componen el proceso tecnológico, o lo que es más grabe aún, poner en peligro la integridad de personas que trabajan en la operación, dirección o mantenimiento de la instalación tecnológica.
Una vez detectada la condición anormal, esta se señaliza al personal de operación, pudiendo operarse los sistemas de protección y bloqueo correspondientes. Usualmente resulta necesario señalizar tanto la aparición de las condiciones anormales como su desaparición, lo que implica que aunque los algoritmos de alarma sean muy parecidos a los utilizados para la validación de variables, resultan más complejos. Una cuestión de vital importancia para la adecuada operación de los algoritmos de alarma es la determinación de las condiciones bajo las cuales se va a considerar que se produce una condición anormal.

*Alarma por límites
*Alarma por tendencia
*Alarma compleja
*Alarma con variables binarias

'''Ventajas de la alarma por un SADPT con respecto a la alarma convencional'''
Con respecto a la señalización de las condiciones anormales es oportuno decir que es altamente conveniente utilizar para ello los dispositivos de visualización con que esté equipado el SADPT, siendo posible y adecuado la emisión de los mensajes por los medios de impresión en papel (copia dura), a fin de dejar constancia de estos. También puede activarse un sistema de señalización convencional (lámpara y señal sonora) por medio de una variable binaria operada a través de la unidad de salidas discretas.
En ocasiones es necesario, cuando se produce una situación de emergencia, conocer los valores de las variables asociadas a las fallas anteriores y posteriores a estas, a fin de poder analizar las causas que la provocaron. En este caso es posible mantener un registro permanente de los valores mencionados durante un cierto intervalo de tiempo, usualmente varios minutos, lo cual se realiza eliminando en cada lectura los valores más viejos e incorporando los nuevos.
Por otra parte dadas las amplias posibilidades existentes de trabajo con las máquinas computadoras digitales, la información de las condiciones anormales (hora variables afectadas, desviaciones detectadas, etcétera) puede almacenarse en memoria para almacenar resúmenes y emitir reportes periódicos o eventuales que permiten analizar el comportamiento del proceso y tomar las medidas necesarias para aumentar la efectividad de este. Al analizar los algoritmos expuestos se puede apreciar las ventajas que ofrece la realización de la alarma por un SADPT en relación a los sistemas convencionales.

==Algoritmos de regulación==
La regulación en los SADPT se realiza mediante la regulación retroalimentada o de lazo cerrado de forma similar a los sistemas de control convencional (fig. 2.20). Otra forma de realizar la regulación es mediante los lazos especiales como son el control en cascada, el control anticipatorio y el control de relación.
(fig. 2.21) pagina 35.
La existencia de lazos de regulación caracteriza el régimen de SADPT denominado de dirección directa.
En la fig. 2.21se observa que el valor de la variable controlada llega a la máquina [[computadora]] electrónica a través de la unidad de salidas continuas y es procesado por los programas correspondientes a los algoritmos de recolección de datos y de tratamiento primario de la información. Después de ello, el valor de la variable controlada es comparado con el valor deseado e introducido al [[algoritmo]] de regulación. El valor de salida del programa que procesa dicho algoritmo es transferido a los elementos de acción final a través de la unidad de salida continua a fin de actuar en el sistema controlado y completar el proceso de regulación. El valor deseado es informado a la máquina computadora electrónica por el personal de operaciones a través de los medios para la comunicación hombre-complejo de computación, aunque puede ser fijado también por los algoritmos de control lógico secuencial o los de optimización.
Una característica de vital importancia de los SADPT es que permiten realizar algoritmos de regulación de complejidad prácticamente ilimitada, con la posibilidad de variación tanto de ellos como de sus parámetros de ajuste. Además, es posible la modificación de la estructura de lazos.

'''Selección del intervalo de muestreo'''
El intervalo de [[muestreo]] es un parámetro de importancia para el ajuste de los algoritmos de regulación, por los que existen diferentes criterios para su selección. Una posibilidad es fijar el intervalo de muestreo de acuerdo con la naturaleza física de la variable controlada, en relación con las gamas que se indican a continuación:
Flujo: 1 a 3 segundos.
Nivel: 5 a 10 segundos
Presión: 1 a 5 segundos
Temperatura: 20 a 40 segundos.
También el intervalo de muestreo se puede calcular a partir del tiempo de subida de la respuesta, del sistema en lazo abierto, de forma tal que el número de muestras en dicho tiempo esté entre 2 y 4. Otra forma de determinar el intervalo de muestreo puede ser considerando que la respuesta del sistema en lazo cerrado es similar a la de un sistema de segundo orden de función transferencial dada por: (W n2 )/(s2+2ζWns+W2n). En este caso la relación entre el periodo de la componente sinusoidal de la respuesta, dado por 2π/Wn(1-ζ2)1/2 y el intervalo de muestreo debe ser alrededor de 20. Los valores anteriores de intervalo de muestreo constituyen en todos los casos valores iniciales para el ajuste, debiendo lograrse el definitivo a partir del análisis de respuesta transitoria del sistema controlado, determinada analíticamente por los métodos estudiados por la teoría de control o mediante las técnicas de simulación.

==Algoritmo de control lógico secuencial==
Estos algoritmos se encargan de realizar secuencias de acciones en el objeto tecnológico de dirección y en el SADPT, fundamentalmente para la puesta en marcha y parada de los subprocesos y equipos que componen el primero. En el caso de los procesos discontinuos también se realizan acciones de esta naturaleza durante la operación. Durante la secuencia de operaciones que componen los algoritmos de control secuencial, como parte de ellos, se procesan algoritmo de recolección de información, tratamiento primario de esta, etcétera.
La elaboración de los algoritmos de control secuencial exige el análisis minucioso del proceso al cual se apliquen para asegurar su correcta operación, por lo que es necesario definir tanto las acciones a realizar como los eventos que las generan.

'''Como eventos cuya ocurrencia determina la necesidad de realizar alguna acción pueden señalarse los siguientes'''
*Transcurso de un intervalo de tiempo dado.
*Llegada a una hora determinada.
*Violación de los límites de validación de una variable de entrada.
*Violación de los límites de alarma de una variable de entrada.
*Retorno a la gama normal de una variable de entrada.
*Cambio de valor de una variable binaria de entrada.
*Llegada a un valor dado de una variable discreta de entrada.
*Orden del personal de operación.

'''Las acciones a realizar más frecuentes son las siguientes'''
*Cambio del valor deseado de una variable siguiendo una ley determinada.
*Cambio del valor de una variable binaria de salida.
*Suspensión o inicio de la medición periódica de una variable.
*Emisión de mensajes a través de los medios para la comunicación hombre máquina.
*Conexión o desconexión de variables o lazos.
*Iniciar o terminar de inmediato o después de transcurrido un intervalo de tiempo la realización de una tarea cualquiera del SADPT.

==Algoritmo de optimización==
Por optimización se entiende la determinación de los regímenes óptimos del proceso tecnológico desde el punto de vista de la calidad y cantidad de la producción, la seguridad del personal de operación y las instalaciones tecnológicas, el ahorro de fuerza de trabajo, materiales y energía, la protección del medio ambiente, etcétera.
Los algoritmos de optimización en los SADPT se relacionan con el resto de los componentes

Así, los algoritmos de recolección de datos y de tratamiento primario de la información realizan la tarea de toma de información del objeto tecnológico de dirección y la preparación de esta para el resto de los algoritmos que componen el aseguramiento algorítmico.
A su vez los algoritmos de control secuencial incluyen los de alarmas y regulación, mientras que los de optimización interactúan principalmente con estos últimos. El aseguramiento algorítmico no puede ser un elemento estático que se diseña en las etapas de proyección del SADPT y permanezca inalterable una vez que este en operación. Por el contrario el propio funcionamiento del SADPT indica las deficiencias que es preciso corregir y los ajustes que deben ser realizados. Incluso en el caso poco probable de que el aseguramiento algorítmico concebido inicialmente no presente fallas, el propio funcionamiento del SADPT, al elevar la calidad de la dirección del objeto tecnológico de dirección con una toma de información más completa sobre este, permite la aplicación de algoritmos más efectivos.
==Fuentes==
*Andino, M.: Aseguramiento Técnico de los SADPT. Editorial Pueblo y Educación. Ciudad de La Habana, 1988.
*Astrom, K.J. y B. Wittenmark: Computer Controlled System-Theory and Design. Prentice Hall Inc. Englewood Cliffs, New Jersey, 1984.

[[Category:Ciencias_informáticas]] [[Category:Tecnología_de_la_automatización]]

Aseguramiento algorítmico

2013-12-12T14:12:43Z

Novelis jc.jiguani1: /* Algoritmo de recolección de datos */

{{Definición
|nombre= Aseguramiento algorítmico
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|concepto=Parte del aseguramiento matemático que está formado por los algoritmos, mediante los cuales se realizan las diferentes funciones del sistema automatizado de dirección de procesos tecnológicos y del complejo tecnológico automatizado, así como el algoritmo general de funcionamiento de ambos..
}}
<div align="justify">
'''Aseguramiento algorítmico'''. La efectividad de un sistema automatizado de dirección de procesos tecnológicos (SADPT) depende fuertemente de la efectividad de los algoritmos utilizados para la dirección del proceso. El aseguramiento algorítmico tiene que constituir un todo armónico donde los diferentes algoritmos que lo componen estén relacionados y se complementen mutuamente. El aseguramiento algorítmico debe estar basado en modelos matemáticos adecuados.
Teniendo en cuenta que los [[SADPT]] constituyen un estadio superior en la dirección de los procesos tecnológicos que se apoyan en un conjunto de las más avanzadas técnicas desarrolladas por el hombre, se puede comprender que la elaboración del aseguramiento algorítmico es una tarea de gran complejidad. Las funciones del SADPT y del complejo tecnológico automatizado son realizadas por los algoritmos que constituyen el aseguramiento algorítmico, tanto el diseño de este como su elaboración tienen que hacerse sobre la base de sus características y de las necesidades del SADPT y del complejo tecnológico automatizado.

El aseguramiento algorítmico tiene que poder ser implementado por programas eficientes desde el punto de vista de los medios de la técnica de computación. Debe lograrse con baja utilización de la memoria para el almacenamiento de los datos y los propios programas y con una alta velocidad de ejecución. El personal que trabaja en el aseguramiento algorítmico debe tener un profundo conocimiento del proceso productivo, que incluye tanto los aspectos tecnológicos como económicos y de dirección de este. Además exige amplios conocimientos de las técnicas de programación por parte de dicho personal. La elaboración del aseguramiento algorítmico requiere igualmente del conocimiento teórico y práctico de la [[teoría de control]] tanto clásica como moderna y de las técnicas de modelación y técnicas de optimización. También es necesario el conocimiento de los aspectos relativos a la [[instrumentación industrial]], el análisis de señales y el aseguramiento técnico de los SAPDT.
De acuerdo con todo lo expuesto la elaboración del aseguramiento algorítmico de SADPT es una tarea compleja por su contenido, no puede ser llevada a cabo por un solo especialista, tiene que ser realizada por grupos multidisciplinarios integrado por especialistas con un profundo conocimiento de las técnicas mencionadas.
==Algoritmos que componen el aseguramiento algorítmico==
Para el estudio de los algoritmos que componen el aseguramiento algorítmico de los SADPT se considera conveniente dividirlos en:
*Algoritmo de recolección de datos.
*Algoritmo de tratamiento primario de la información.
*Algoritmo de alarma.
*Algoritmo de regulación.
*Algoritmo de control lógico secuencial.
*Algoritmo de optimización.
El adecuado trabajo del complejo tecnológico automatizado requiere que los diferentes algoritmos mencionados conformen el aseguramiento algorítmico como un conjunto armónico donde las tareas se enlacen y complementen. Además, es preciso que el aseguramiento algorítmico esté acorde con el resto de los componentes del SADPT. Los algoritmos de control lógico secuencial y algoritmos de optimización son los que presentan un desarrollo más dinámico desde el punto de vista de su contenido científico técnico.
==Algoritmo de recolección de datos==
Estos aseguran la entrada de la información de las [[variables]] del objeto tecnológico de dirección al SADPT. Estos algoritmos operan directamente con los subsistemas de entradas continuas y discretas y por tanto son altamente dependientes del aseguramiento técnico del SADPT. Dada sus características, la mayor complejidad se presenta para las variables continuas.
En cualquier caso es conveniente que los números de las variables que usualmente se utilizan en la comunicación hombre-máquina y en los programas que realizan los diferentes algoritmos como parámetros de entrada sean diferentes de los que identifican a los canales correspondientes en las unidades de entrada. Esto requiere que en la memoria de la máquina computadora electrónica exista una tabla similar a la siguiente:
Tabla

La tabla anterior tendrá tantas palabras como variables existan en el sistema. Esta forma de tratar los números utilizados para designar las variables implica un aumento en el tiempo de procesamiento de los algoritmos de recolección de datos y la utilización de una cierta cantidad de memoria para la tabla descrita. No obstante tiene la gran ventaja de que ante cualquier cambio que sea preciso realizar en las conexiones de las unidades de entrada, no será necesario cambiar los números de las variables ya conocidos por el personal que se relaciona con el SADPT ni en las bases de datos en las que aparezcan números de variables, sino que solamente se requiere cambiar las palabras correspondientes a la variable afectada por el cambio. Esta ventaja resarce el aumento del tiempo de procesamiento y de utilización de memoria mencionados.

'''Lecturas de variables continuas'''
En general se realizan periódicamente a intervalos de tiempo discretos, lo cual está determinado por las características de la maquina computadora electrónica. El intervalo de lectura de las variables se denomina intervalo de muestreo (T), y la selección de su valor es un aspecto de gran importancia para el funcionamiento del sistema.
Si el intervalo de muestreo es muy grande, las mediciones pueden no reflejar con exactitud suficiente los valores de las variables del proceso. Un intervalo muy pequeño puede aumentar innecesariamente la carga de la maquina computadora electrónica. El teorema de muestreo establece que el intervalo de muestreo debe ser tal, que se cumpla que la frecuencia de muestreo (dada por Wm=2π/T) se igual o mayor que el duplo de la mayor frecuencia de interés en el espectro de frecuencia de la señal que representa el valor de la variable medida. En la práctica, la frecuencia debe ser mayor que el valor límite mencionado.
La lectura de las variables continuas se realiza de una de las tres formas siguientes: lectura secuencial, lectura secuencial mediante el acceso directo a memoria y lectura aleatoria. (Explicar las características de cada uno de los métodos utilizados, pagina 15)

'''Lectura de las variables discretas'''
En este caso la forma de realizar la recolección de datos depende de que las variables sean binarias o no.
*Lectura de variables binarias. Las variables binarias se leen de forma relativamente sencilla, dado de que de un octeto o en una palabra de la máquina computadora electrónica es posible representar más de una variable binaria (cada variable binaria solo requiere de un dígito binario). De acuerdo con esto a través de una transferencia de la unidad de entrada discreta se realiza la lectura de más de una variable binaria. De acuerdo con las necesidades, la lectura de las variables binarias pude hacerse periódicamente o cuando se genera un cambio en una variable binaria que represente el estado de un mecanismo de gran importancia para el funcionamiento del objeto tecnológico de dirección. En este último caso el cambio activaría el sistema de interrupción de la máquina computadora electrónica a fin de realizar la transferencia a esta y el tratamiento que se requiera. Esta forma de leer las variables implica, por su puesto, una mayor complejidad de la unidad de entradas discretas.

*Lectura de variables no binarias. Para estas variables la lectura es muy dependiente de las características del subsistema de entradas discretas y en última instancias de las necesidades del objeto tecnológico de dirección. Usualmente, estas variables se captan del proceso a través de contadores, que van incrementándose cada vez que se producen los eventos correspondientes. Lógicamente, el número máximo de eventos que es posible contar es 2n, siendo n el número de dígitos binarios del contador. Esto quiere decir, que hay que asegurar la transferencia del contenido del contador a la máquina computadora electrónica antes de que transcurra el número máximo de eventos que es posible contar.

==Algoritmo de tratamiento primario de la información==
Una vez realizada la recolección de datos de las variables continuas y como complemento de esta, corresponde realizar las operaciones necesarias para que la información recogida refleje lo más exactamente posible los valores de las variables del proceso. Las operaciones más frecuentes que se realizan son: Validación de las lecturas, conversión a unidades de ingeniería, linealización y filtrado.

==Algoritmos de alarma==
Se encargan de la detección de las condiciones anormales del proceso que pueden provocar perdidas económicas por producción deficiente o daño en los equipos que componen el proceso tecnológico, o lo que es más grabe aún, poner en peligro la integridad de personas que trabajan en la operación, dirección o mantenimiento de la instalación tecnológica.
Una vez detectada la condición anormal, esta se señaliza al personal de operación, pudiendo operarse los sistemas de protección y bloqueo correspondientes. Usualmente resulta necesario señalizar tanto la aparición de las condiciones anormales como su desaparición, lo que implica que aunque los algoritmos de alarma sean muy parecidos a los utilizados para la validación de variables, resultan más complejos. Una cuestión de vital importancia para la adecuada operación de los algoritmos de alarma es la determinación de las condiciones bajo las cuales se va a considerar que se produce una condición anormal.

*Alarma por límites
*Alarma por tendencia
*Alarma compleja
*Alarma con variables binarias

'''Ventajas de la alarma por un SADPT con respecto a la alarma convencional'''
Con respecto a la señalización de las condiciones anormales es oportuno decir que es altamente conveniente utilizar para ello los dispositivos de visualización con que esté equipado el SADPT, siendo posible y adecuado la emisión de los mensajes por los medios de impresión en papel (copia dura), a fin de dejar constancia de estos. También puede activarse un sistema de señalización convencional (lámpara y señal sonora) por medio de una variable binaria operada a través de la unidad de salidas discretas.
En ocasiones es necesario, cuando se produce una situación de emergencia, conocer los valores de las variables asociadas a las fallas anteriores y posteriores a estas, a fin de poder analizar las causas que la provocaron. En este caso es posible mantener un registro permanente de los valores mencionados durante un cierto intervalo de tiempo, usualmente varios minutos, lo cual se realiza eliminando en cada lectura los valores más viejos e incorporando los nuevos.
Por otra parte dadas las amplias posibilidades existentes de trabajo con las máquinas computadoras digitales, la información de las condiciones anormales (hora variables afectadas, desviaciones detectadas, etcétera) puede almacenarse en memoria para almacenar resúmenes y emitir reportes periódicos o eventuales que permiten analizar el comportamiento del proceso y tomar las medidas necesarias para aumentar la efectividad de este. Al analizar los algoritmos expuestos se puede apreciar las ventajas que ofrece la realización de la alarma por un SADPT en relación a los sistemas convencionales.

==Algoritmos de regulación==
La regulación en los SADPT se realiza mediante la regulación retroalimentada o de lazo cerrado de forma similar a los sistemas de control convencional (fig. 2.20). Otra forma de realizar la regulación es mediante los lazos especiales como son el control en cascada, el control anticipatorio y el control de relación.
(fig. 2.21) pagina 35.
La existencia de lazos de regulación caracteriza el régimen de SADPT denominado de dirección directa.
En la fig. 2.21se observa que el valor de la variable controlada llega a la máquina [[computadora]] electrónica a través de la unidad de salidas continuas y es procesado por los programas correspondientes a los algoritmos de recolección de datos y de tratamiento primario de la información. Después de ello, el valor de la variable controlada es comparado con el valor deseado e introducido al [[algoritmo]] de regulación. El valor de salida del programa que procesa dicho algoritmo es transferido a los elementos de acción final a través de la unidad de salida continua a fin de actuar en el sistema controlado y completar el proceso de regulación. El valor deseado es informado a la máquina computadora electrónica por el personal de operaciones a través de los medios para la comunicación hombre-complejo de computación, aunque puede ser fijado también por los algoritmos de control lógico secuencial o los de optimización.
Una característica de vital importancia de los SADPT es que permiten realizar algoritmos de regulación de complejidad prácticamente ilimitada, con la posibilidad de variación tanto de ellos como de sus parámetros de ajuste. Además, es posible la modificación de la estructura de lazos.

'''Selección del intervalo de muestreo'''
El intervalo de [[muestreo]] es un parámetro de importancia para el ajuste de los algoritmos de regulación, por los que existen diferentes criterios para su selección. Una posibilidad es fijar el intervalo de muestreo de acuerdo con la naturaleza física de la variable controlada, en relación con las gamas que se indican a continuación:
Flujo: 1 a 3 segundos.
Nivel: 5 a 10 segundos
Presión: 1 a 5 segundos
Temperatura: 20 a 40 segundos.
También el intervalo de muestreo se puede calcular a partir del tiempo de subida de la respuesta, del sistema en lazo abierto, de forma tal que el número de muestras en dicho tiempo esté entre 2 y 4. Otra forma de determinar el intervalo de muestreo puede ser considerando que la respuesta del sistema en lazo cerrado es similar a la de un sistema de segundo orden de función transferencial dada por: (W n2 )/(s2+2ζWns+W2n). En este caso la relación entre el periodo de la componente sinusoidal de la respuesta, dado por 2π/Wn(1-ζ2)1/2 y el intervalo de muestreo debe ser alrededor de 20. Los valores anteriores de intervalo de muestreo constituyen en todos los casos valores iniciales para el ajuste, debiendo lograrse el definitivo a partir del análisis de respuesta transitoria del sistema controlado, determinada analíticamente por los métodos estudiados por la teoría de control o mediante las técnicas de simulación.

==Algoritmo de control lógico secuencial==
Estos algoritmos se encargan de realizar secuencias de acciones en el objeto tecnológico de dirección y en el SADPT, fundamentalmente para la puesta en marcha y parada de los subprocesos y equipos que componen el primero. En el caso de los procesos discontinuos también se realizan acciones de esta naturaleza durante la operación. Durante la secuencia de operaciones que componen los algoritmos de control secuencial, como parte de ellos, se procesan algoritmo de recolección de información, tratamiento primario de esta, etcétera.
La elaboración de los algoritmos de control secuencial exige el análisis minucioso del proceso al cual se apliquen para asegurar su correcta operación, por lo que es necesario definir tanto las acciones a realizar como los eventos que las generan.

'''Como eventos cuya ocurrencia determina la necesidad de realizar alguna acción pueden señalarse los siguientes'''
*Transcurso de un intervalo de tiempo dado.
*Llegada a una hora determinada.
*Violación de los límites de validación de una variable de entrada.
*Violación de los límites de alarma de una variable de entrada.
*Retorno a la gama normal de una variable de entrada.
*Cambio de valor de una variable binaria de entrada.
*Llegada a un valor dado de una variable discreta de entrada.
*Orden del personal de operación.

'''Las acciones a realizar más frecuentes son las siguientes'''
*Cambio del valor deseado de una variable siguiendo una ley determinada.
*Cambio del valor de una variable binaria de salida.
*Suspensión o inicio de la medición periódica de una variable.
*Emisión de mensajes a través de los medios para la comunicación hombre máquina.
*Conexión o desconexión de variables o lazos.
*Iniciar o terminar de inmediato o después de transcurrido un intervalo de tiempo la realización de una tarea cualquiera del SADPT.

==Algoritmo de optimización==
Por optimización se entiende la determinación de los regímenes óptimos del proceso tecnológico desde el punto de vista de la calidad y cantidad de la producción, la seguridad del personal de operación y las instalaciones tecnológicas, el ahorro de fuerza de trabajo, materiales y energía, la protección del medio ambiente, etcétera.
Los algoritmos de optimización en los SADPT se relacionan con el resto de los componentes

Así, los algoritmos de recolección de datos y de tratamiento primario de la información realizan la tarea de toma de información del objeto tecnológico de dirección y la preparación de esta para el resto de los algoritmos que componen el aseguramiento algorítmico.
A su vez los algoritmos de control secuencial incluyen los de alarmas y regulación, mientras que los de optimización interactúan principalmente con estos últimos. El aseguramiento algorítmico no puede ser un elemento estático que se diseña en las etapas de proyección del SADPT y permanezca inalterable una vez que este en operación. Por el contrario el propio funcionamiento del SADPT indica las deficiencias que es preciso corregir y los ajustes que deben ser realizados. Incluso en el caso poco probable de que el aseguramiento algorítmico concebido inicialmente no presente fallas, el propio funcionamiento del SADPT, al elevar la calidad de la dirección del objeto tecnológico de dirección con una toma de información más completa sobre este, permite la aplicación de algoritmos más efectivos.
==Fuentes==
*Andino, M.: Aseguramiento Técnico de los SADPT. Editorial Pueblo y Educación. Ciudad de La Habana, 1988.
*Astrom, K.J. y B. Wittenmark: Computer Controlled System-Theory and Design. Prentice Hall Inc. Englewood Cliffs, New Jersey, 1984.

[[Category:Ciencias_informáticas]] [[Category:Tecnología_de_la_automatización]]

Aseguramiento algorítmico

2013-12-10T14:18:52Z

Novelis jc.jiguani1: Página creada con '{{Definición |nombre= Aseguramiento algorítmico |imagen= |concepto=Parte del aseguramiento matemático que está formado por los algoritmos, mediante los cuales se realizan la...'

{{Definición
|nombre= Aseguramiento algorítmico
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|concepto=Parte del aseguramiento matemático que está formado por los algoritmos, mediante los cuales se realizan las diferentes funciones del sistema automatizado de dirección de procesos tecnológicos y del complejo tecnológico automatizado, así como el algoritmo general de funcionamiento de ambos..
}}
<div align="justify">
'''Aseguramiento algorítmico'''. La efectividad de un sistema automatizado de dirección de procesos tecnológicos (SADPT) depende fuertemente de la efectividad de los algoritmos utilizados para la dirección del proceso. El aseguramiento algorítmico tiene que constituir un todo armónico donde los diferentes algoritmos que lo componen estén relacionados y se complementen mutuamente. El aseguramiento algorítmico debe estar basado en modelos matemáticos adecuados.
Teniendo en cuenta que los [[SADPT]] constituyen un estadio superior en la dirección de los procesos tecnológicos que se apoyan en un conjunto de las más avanzadas técnicas desarrolladas por el hombre, se puede comprender que la elaboración del aseguramiento algorítmico es una tarea de gran complejidad. Las funciones del SADPT y del complejo tecnológico automatizado son realizadas por los algoritmos que constituyen el aseguramiento algorítmico, tanto el diseño de este como su elaboración tienen que hacerse sobre la base de sus características y de las necesidades del SADPT y del complejo tecnológico automatizado.

El aseguramiento algorítmico tiene que poder ser implementado por programas eficientes desde el punto de vista de los medios de la técnica de computación. Debe lograrse con baja utilización de la memoria para el almacenamiento de los datos y los propios programas y con una alta velocidad de ejecución. El personal que trabaja en el aseguramiento algorítmico debe tener un profundo conocimiento del proceso productivo, que incluye tanto los aspectos tecnológicos como económicos y de dirección de este. Además exige amplios conocimientos de las técnicas de programación por parte de dicho personal. La elaboración del aseguramiento algorítmico requiere igualmente del conocimiento teórico y práctico de la [[teoría de control]] tanto clásica como moderna y de las técnicas de modelación y técnicas de optimización. También es necesario el conocimiento de los aspectos relativos a la [[instrumentación industrial]], el análisis de señales y el aseguramiento técnico de los SAPDT.
De acuerdo con todo lo expuesto la elaboración del aseguramiento algorítmico de SADPT es una tarea compleja por su contenido, no puede ser llevada a cabo por un solo especialista, tiene que ser realizada por grupos multidisciplinarios integrado por especialistas con un profundo conocimiento de las técnicas mencionadas.
==Algoritmos que componen el aseguramiento algorítmico==
Para el estudio de los algoritmos que componen el aseguramiento algorítmico de los SADPT se considera conveniente dividirlos en:
*Algoritmo de recolección de datos.
*Algoritmo de tratamiento primario de la información.
*Algoritmo de alarma.
*Algoritmo de regulación.
*Algoritmo de control lógico secuencial.
*Algoritmo de optimización.
El adecuado trabajo del complejo tecnológico automatizado requiere que los diferentes algoritmos mencionados conformen el aseguramiento algorítmico como un conjunto armónico donde las tareas se enlacen y complementen. Además, es preciso que el aseguramiento algorítmico esté acorde con el resto de los componentes del SADPT. Los algoritmos de control lógico secuencial y algoritmos de optimización son los que presentan un desarrollo más dinámico desde el punto de vista de su contenido científico técnico.
==Algoritmo de recolección de datos==
Estos aseguran la entrada de la información de las [[variables]] del objeto tecnológico de dirección al SADPT. Estos algoritmos operan directamente con los subsistemas de entradas continuas y discretas y por tanto son altamente dependientes del aseguramiento técnico del SADPT. Dada sus características, la mayor complejidad se presenta para las variables continuas.
En cualquier caso es conveniente que los números de las variables que usualmente se utilizan en la comunicación hombre-máquina y en los programas que realizan los diferentes algoritmos como parámetros de entrada sean diferentes de los que identifican a los canales correspondientes en las unidades de entrada. Esto requiere que en la memoria de la máquina computadora electrónica exista una tabla similar a la siguiente:
Tabla

La tabla anterior tendrá tantas palabras como variables existan en el sistema. Esta forma de tratar los números utilizados para designar las variables implica un aumento en el tiempo de procesamiento de los algoritmos de recolección de datos y la utilización de una cierta cantidad de memoria para la tabla descrita. No obstante tiene la gran ventaja de que ante cualquier cambio que sea preciso realizar en las conexiones de las unidades de entrada, no será necesario cambiar los números de las variables ya conocidos por el personal que se relaciona con el SADPT ni en las bases de datos en las que aparezcan números de variables, sino que solamente se requiere cambiar las palabras correspondientes a la variable afectada por el cambio. Esta ventaja resarce el aumento del tiempo de procesamiento y de utilización de memoria mencionados.
'''Lecturas de variables continuas'''
En general se realizan periódicamente a intervalos de tiempo discretos, lo cual está determinado por las características de la maquina computadora electrónica. El intervalo de lectura de las variables se denomina intervalo de muestreo (T), y la selección de su valor es un aspecto de gran importancia para el funcionamiento del sistema.
Si el intervalo de muestreo es muy grande, las mediciones pueden no reflejar con exactitud suficiente los valores de las variables del proceso. Un intervalo muy pequeño puede aumentar innecesariamente la carga de la maquina computadora electrónica. El [teorema de muestreo] establece que el intervalo de muestreo debe ser tal, que se cumpla que la frecuencia de muestreo (dada por wm=2π/T) se igual o mayor que el duplo de la mayor frecuencia de interés en el espectro de frecuencia de la señal que representa el valor de la variable medida. En la práctica, la frecuencia debe ser mayor que el valor límite mencionado.
La lectura de las variables continuas se realiza de una de las tres formas siguientes: lectura secuencial, lectura secuencial mediante el acceso directo a memoria y lectura aleatoria. (Explicar las características de cada uno de los métodos utilizados, pagina 15)

'''Lectura de las variables discretas'''
En este caso la forma de realizar la recolección de datos depende de que las variables sean binarias o no.
*Lectura de variables binarias. Las variables binarias se leen de forma relativamente sencilla, dado de que de un octeto o en una palabra de la máquina computadora electrónica es posible representar más de una variable binaria (cada variable binaria solo requiere de un dígito binario). De acuerdo con esto a través de una transferencia de la unidad de entrada discreta se realiza la lectura de más de una variable binaria. De acuerdo con las necesidades, la lectura de las variables binarias pude hacerse periódicamente o cuando se genera un cambio en una variable binaria que represente el estado de un mecanismo de gran importancia para el funcionamiento del objeto tecnológico de dirección. En este último caso el cambio activaría el sistema de interrupción de la máquina computadora electrónica a fin de realizar la transferencia a esta y el tratamiento que se requiera. Esta forma de leer las variables implica, por su puesto, una mayor complejidad de la unidad de entradas discretas.

*Lectura de variables no binarias. Para estas variables la lectura es muy dependiente de las características del subsistema de entradas discretas y en última instancias de las necesidades del objeto tecnológico de dirección. Usualmente, estas variables se captan del proceso a través de contadores, que van incrementándose cada vez que se producen los eventos correspondientes. Lógicamente, el número máximo de eventos que es posible contar es 2n, siendo n el número de dígitos binarios del contador. Esto quiere decir, que hay que asegurar la transferencia del contenido del contador a la máquina computadora electrónica antes de que transcurra el número máximo de eventos que es posible contar.

==Algoritmo de tratamiento primario de la información==
Una vez realizada la recolección de datos de las variables continuas y como complemento de esta, corresponde realizar las operaciones necesarias para que la información recogida refleje lo más exactamente posible los valores de las variables del proceso. Las operaciones más frecuentes que se realizan son: Validación de las lecturas, conversión a unidades de ingeniería, linealización y filtrado.

==Algoritmos de alarma==
Se encargan de la detección de las condiciones anormales del proceso que pueden provocar perdidas económicas por producción deficiente o daño en los equipos que componen el proceso tecnológico, o lo que es más grabe aún, poner en peligro la integridad de personas que trabajan en la operación, dirección o mantenimiento de la instalación tecnológica.
Una vez detectada la condición anormal, esta se señaliza al personal de operación, pudiendo operarse los sistemas de protección y bloqueo correspondientes. Usualmente resulta necesario señalizar tanto la aparición de las condiciones anormales como su desaparición, lo que implica que aunque los algoritmos de alarma sean muy parecidos a los utilizados para la validación de variables, resultan más complejos. Una cuestión de vital importancia para la adecuada operación de los algoritmos de alarma es la determinación de las condiciones bajo las cuales se va a considerar que se produce una condición anormal.

*Alarma por límites
*Alarma por tendencia
*Alarma compleja
*Alarma con variables binarias

'''Ventajas de la alarma por un SADPT con respecto a la alarma convencional'''
Con respecto a la señalización de las condiciones anormales es oportuno decir que es altamente conveniente utilizar para ello los dispositivos de visualización con que esté equipado el SADPT, siendo posible y adecuado la emisión de los mensajes por los medios de impresión en papel (copia dura), a fin de dejar constancia de estos. También puede activarse un sistema de señalización convencional (lámpara y señal sonora) por medio de una variable binaria operada a través de la unidad de salidas discretas.
En ocasiones es necesario, cuando se produce una situación de emergencia, conocer los valores de las variables asociadas a las fallas anteriores y posteriores a estas, a fin de poder analizar las causas que la provocaron. En este caso es posible mantener un registro permanente de los valores mencionados durante un cierto intervalo de tiempo, usualmente varios minutos, lo cual se realiza eliminando en cada lectura los valores más viejos e incorporando los nuevos.
Por otra parte dadas las amplias posibilidades existentes de trabajo con las máquinas computadoras digitales, la información de las condiciones anormales (hora variables afectadas, desviaciones detectadas, etcétera) puede almacenarse en memoria para almacenar resúmenes y emitir reportes periódicos o eventuales que permiten analizar el comportamiento del proceso y tomar las medidas necesarias para aumentar la efectividad de este. Al analizar los algoritmos expuestos se puede apreciar las ventajas que ofrece la realización de la alarma por un SADPT en relación a los sistemas convencionales.

==Algoritmos de regulación==
La regulación en los SADPT se realiza mediante la regulación retroalimentada o de lazo cerrado de forma similar a los sistemas de control convencional (fig. 2.20). Otra forma de realizar la regulación es mediante los lazos especiales como son el control en cascada, el control anticipatorio y el control de relación.
(fig. 2.21) pagina 35.
La existencia de lazos de regulación caracteriza el régimen de SADPT denominado de dirección directa.
En la fig. 2.21se observa que el valor de la variable controlada llega a la máquina [[computadora]] electrónica a través de la unidad de salidas continuas y es procesado por los programas correspondientes a los algoritmos de recolección de datos y de tratamiento primario de la información. Después de ello, el valor de la variable controlada es comparado con el valor deseado e introducido al [[algoritmo]] de regulación. El valor de salida del programa que procesa dicho algoritmo es transferido a los elementos de acción final a través de la unidad de salida continua a fin de actuar en el sistema controlado y completar el proceso de regulación. El valor deseado es informado a la máquina computadora electrónica por el personal de operaciones a través de los medios para la comunicación hombre-complejo de computación, aunque puede ser fijado también por los algoritmos de control lógico secuencial o los de optimización.
Una característica de vital importancia de los SADPT es que permiten realizar algoritmos de regulación de complejidad prácticamente ilimitada, con la posibilidad de variación tanto de ellos como de sus parámetros de ajuste. Además, es posible la modificación de la estructura de lazos.

'''Selección del intervalo de muestreo'''
El intervalo de [[muestreo]] es un parámetro de importancia para el ajuste de los algoritmos de regulación, por los que existen diferentes criterios para su selección. Una posibilidad es fijar el intervalo de muestreo de acuerdo con la naturaleza física de la variable controlada, en relación con las gamas que se indican a continuación:
Flujo: 1 a 3 segundos.
Nivel: 5 a 10 segundos
Presión: 1 a 5 segundos
Temperatura: 20 a 40 segundos.
También el intervalo de muestreo se puede calcular a partir del tiempo de subida de la respuesta, del sistema en lazo abierto, de forma tal que el número de muestras en dicho tiempo esté entre 2 y 4. Otra forma de determinar el intervalo de muestreo puede ser considerando que la respuesta del sistema en lazo cerrado es similar a la de un sistema de segundo orden de función transferencial dada por: (W n2 )/(s2+2ζWns+W2n). En este caso la relación entre el periodo de la componente sinusoidal de la respuesta, dado por 2π/Wn(1-ζ2)1/2 y el intervalo de muestreo debe ser alrededor de 20. Los valores anteriores de intervalo de muestreo constituyen en todos los casos valores iniciales para el ajuste, debiendo lograrse el definitivo a partir del análisis de respuesta transitoria del sistema controlado, determinada analíticamente por los métodos estudiados por la teoría de control o mediante las técnicas de simulación.

==Algoritmo de control lógico secuencial==
Estos algoritmos se encargan de realizar secuencias de acciones en el objeto tecnológico de dirección y en el SADPT, fundamentalmente para la puesta en marcha y parada de los subprocesos y equipos que componen el primero. En el caso de los procesos discontinuos también se realizan acciones de esta naturaleza durante la operación. Durante la secuencia de operaciones que componen los algoritmos de control secuencial, como parte de ellos, se procesan algoritmo de recolección de información, tratamiento primario de esta, etcétera.
La elaboración de los algoritmos de control secuencial exige el análisis minucioso del proceso al cual se apliquen para asegurar su correcta operación, por lo que es necesario definir tanto las acciones a realizar como los eventos que las generan.

'''Como eventos cuya ocurrencia determina la necesidad de realizar alguna acción pueden señalarse los siguientes'''
*Transcurso de un intervalo de tiempo dado.
*Llegada a una hora determinada.
*Violación de los límites de validación de una variable de entrada.
*Violación de los límites de alarma de una variable de entrada.
*Retorno a la gama normal de una variable de entrada.
*Cambio de valor de una variable binaria de entrada.
*Llegada a un valor dado de una variable discreta de entrada.
*Orden del personal de operación.

'''Las acciones a realizar más frecuentes son las siguientes'''
*Cambio del valor deseado de una variable siguiendo una ley determinada.
*Cambio del valor de una variable binaria de salida.
*Suspensión o inicio de la medición periódica de una variable.
*Emisión de mensajes a través de los medios para la comunicación hombre máquina.
*Conexión o desconexión de variables o lazos.
*Iniciar o terminar de inmediato o después de transcurrido un intervalo de tiempo la realización de una tarea cualquiera del SADPT.

==Algoritmo de optimización==
Por optimización se entiende la determinación de los regímenes óptimos del proceso tecnológico desde el punto de vista de la calidad y cantidad de la producción, la seguridad del personal de operación y las instalaciones tecnológicas, el ahorro de fuerza de trabajo, materiales y energía, la protección del medio ambiente, etcétera.
Los algoritmos de optimización en los SADPT se relacionan con el resto de los componentes

Así, los algoritmos de recolección de datos y de tratamiento primario de la información realizan la tarea de toma de información del objeto tecnológico de dirección y la preparación de esta para el resto de los algoritmos que componen el aseguramiento algorítmico.
A su vez los algoritmos de control secuencial incluyen los de alarmas y regulación, mientras que los de optimización interactúan principalmente con estos últimos. El aseguramiento algorítmico no puede ser un elemento estático que se diseña en las etapas de proyección del SADPT y permanezca inalterable una vez que este en operación. Por el contrario el propio funcionamiento del SADPT indica las deficiencias que es preciso corregir y los ajustes que deben ser realizados. Incluso en el caso poco probable de que el aseguramiento algorítmico concebido inicialmente no presente fallas, el propio funcionamiento del SADPT, al elevar la calidad de la dirección del objeto tecnológico de dirección con una toma de información más completa sobre este, permite la aplicación de algoritmos más efectivos.
==Fuentes==
*Andino, M.: Aseguramiento Técnico de los SADPT. Editorial Pueblo y Educación. Ciudad de La Habana, 1988.
*Astrom, K.J. y B. Wittenmark: Computer Controlled System-Theory and Design. Prentice Hall Inc. Englewood Cliffs, New Jersey, 1984.

[[Category:Ciencias_informáticas]] [[Category:Tecnología_de_la_automatización]]

SADPT

2013-12-09T23:49:43Z

Novelis jc.jiguani1: /* Aseguramiento matemático */

{{Definición
|nombre= SADPT
|imagen=
|concepto=Sistema hombre-máquina que realiza la recolección y procesamiento automatizado de la información del objeto tecnológico de dirección, así como la formación de acciones de dirección y su transmisión a este, en correspondencia con los criterios de dirección adoptados.
}}
<div align="justify">
'''SADPT'''. Las técnicas de la computación son empleadas prácticamente en todas las esferas de la vida de la sociedad. Los sistemas automatizados de dirección de procesos (SADPT) basados en dichas técnicas han revolucionado la dirección de las instalaciones industriales; constituyen un estadio superior en el desarrollo de la automatización de los procesos tecnológicos, los métodos basados en la aplicación de las técnicas de la computación. El desarrollo de la [[automatización]] está fuertemente ligado al de la producción industrial.

==Definiciones básicas empleadas en los SADTP==
Las tareas de dirección son necesarias para coordinar las interrelaciones entre los elementos de un sistema y lograr que las tareas funciones de dichos elementos sean realizadas de acuerdo con los objetivos del sistema como un todo. Las tareas de dirección están presentes practícamele en todo el sistema.

'''Desde el punto de vista de su tecnología, todo sistema de dirección resuelve las tres tareas fundamentales siguientes'''
*Recolección y transmisión de información del objeto dirigido.
*Procesamiento de la información recolectada.
*Emisión de directivas hacia el objeto de dirección.
Los sistemas automatizados de dirección (SAD) realizan las tres tareas básicas del proceso de dirección de forma automatizada.

'''Existen dos tipos básicos de estos sistemas'''
*El SAD organizacional (SADO).
*El SAD de procesos tecnológicos (SADPT).
En los SADO el objeto de dirección es un sistema en el cual transcurre un proceso económico o social y la dirección se ejecuta sobre hombres. El soporte principal de todo movimiento de información es el documento. Forman parte de este grupo de SAD aquellos que realizan las tareas de dirección en las emperezas y otras entidades económicas.
A diferencia de los SADO, en los SADPT la dirección se efectúa en una instalación tecnológica, constituida por maquinarias, equipos, etcétera, y en el proceso tecnológico que en ella se transcurre.
El objeto de dirección en un SADPT se denomina objeto tecnológico de dirección y está constituido por el proceso tecnológico propiamente dicho y por la instalación tecnológica, es decir un conjunto de máquinas, mecanismos, equipos, etcétera, en los cuales el proceso tiene lugar. La transportación dentro de la instalación tecnológica de materias primas, productos semielaborados y terminados, etcétera, y los medios empleados para estas se consideran dentro del objeto tecnológico de dirección.
El conjunto formado por el objeto tecnológico de dirección y el SADPT es que en ellos, a diferencia de los SADO, la transferencia de la información se realiza fundamentalmente en forma de señales físicas: eléctricas, neumáticas, hidráulicas, ópticas, etcétera.
El SADTP puede ser definido como un sistema hombre-máquina que realiza la recolección y procesamiento automatizado de la información del objeto tecnológico de dirección, así como la formación de acciones de dirección y su transmisión a este, en correspondencia con los criterios de dirección adoptados.

'''A partir de está definición se pueden precisar las tres cuestiones siguientes'''
*La existencia de la máquina computadora electrónica que soluciona la automatización de las tareas.
*La participación activa del hombre como parte integrante del sistema.
*La existencia de un criterio de dirección que determina las acciones de dirección en el objeto tecnológico de dirección.
El criterio de dirección es una expresión matemática en función de los valores de magnitudes que caracterizan el funcionamiento del objeto tecnológico de dirección y los valores numéricos que toma, según dichas magnitudes, reflejan la calidad resultante de la dirección que se efectúa en este. En los primeros SADPT existía una única máquina computadora electrónica, generalmente, una [[microcomputadora]], que realizaba todas las operaciones matemáticas y lógicas necesarias para la dirección del objeto tecnológico de dirección. Esto significa que cuando está salida de servicio por algún desperfecto el sistema completo quedaba inutilizado.
La situación anterior determinó que el desarrollarán distintos métodos de respaldo para asegurar la continuación de las acciones de dirección, cuando se producían interrupciones en la operación de la máquina computadora electrónica. En general, estos métodos significan la existencia de dispositivos convencionales de respaldo, los cuales generalmente se mantienen inactivos pero en condiciones de entrar de servicio ante la interrupción de la máquina computadora.
En ocasiones se utilizan dos máquinas computadoras con diferentes variantes para lograr un grado elevado de fiabilidad.

Con la aparición de los SADPT en los cuales la dirección del objeto tecnológico de dirección se organiza por secciones de este y es llevada a cabo por dispositivos basados en la técnica de [[microprocesadores]], de forma tal que la salida de uno de ellos de servicio solo afecta una sección dada de la instalación tecnológica. De está forma se logra un incremento sustancial de la fiabilidad del sistema como un todo. Para la realización de las tareas más complejas del sistema, se emplea una máquina computadora interconectada a los dispositivos locales, la cual recibe de ellos información de cada sección e interactúa con esta. Los SADPT basados en esta organización se denominan distribuidos, mientras que aquellos en los que hay un único centro para la dirección del objeto tecnológico de dirección se llaman concentrados.

==Relaciones del SADPT con el SAD de empresa ==
Los SADPT de la producción básica y de la producción auxiliar constituyen niveles primarios de los SAD de las empresas industriales (SADE) y deben ser incluidos dentro de la estructura de las empresas industriales.
La interacción entre el SADPT y el SADE se organiza de la forma siguiente:
*El SADPT recibe del nivel superior de dirección los panes de producción y los requerimientos principales para el cumplimiento de estos, tales como especificaciones técnicas y de calidad de los productos terminados, el volumen de plazos de los plazos de elaboración de los productos, los criterios técnicos y económicos del cumplimiento de las diferentes tareas, etcétera.
*El SADPT envía al nivel superior de dirección la información cualitativa y cuantitativa del cumplimiento de las tareas y del funcionamiento del objeto tecnológico de dirección y del SADPT, tales como la producción realizada, los consumo de energía y materias primas. Los datos acerca del transcurso del proceso tecnológico y el estado de la instalación tecnológica, etcétera.
El intercambio de la información se lleva a cabo de dos formas diferentes: a través de documentos o mediante el enlace entre los complejos medios técnicos de ambos SAD. En le primer caso el SADPT se denomina autónomo, mientras que en el segundo se dice que es integrado. En el caso de SADPT integrado el intercambio se realiza de forma automatizada y se precisa resolver los problemas de compatibilidad tecnológica e informativa entre los niveles de SAD.

==Objetivos funciones y regímenes de trabajo de los SADPT==
En todo SADPT se definen sus objetivos, los cuales determinan sus funciones y regímenes de trabajo.
Los objetivos de todos los SADPT se definen de sus objeto tecnológico de dirección que influyen más fuertemente en la definición de los objetivos del SADPT pueden señalarse los siguientes:
*Su nivel tecnológico.
*El volumen de la producción.
*Las componentes del costo de producción.
*El destino de su producción.
*El grado de especialización del personal de operación.
'''Atendiendo a las características anteriores los objetivos de un SADPT son los siguientes'''
*Garantizar el funcionamiento continuo y seguro del objeto tecnológico de dirección.
*Asegurar la calidad de los productos terminados.
*Optimizar el consumo de energía.
*Optimizar el aprovechamiento de la materia prima.
*Optimizar los regímenes de trabajo del objeto tecnológico de dirección.
De acuerdo con los objetivos del SADPT se establecen sus funciones y regímenes de trabajo. Las funciones de los SADPT son las acciones que estos realizan para asegurar el cumplimiento de los objetivos. Estas funciones se dividen en informativas y de dirección.

Las funciones informativas son aquellas relativas a la recolección, procesamiento y registro de la información del objeto tecnológico de dirección, incluyendo la entrega de está al personal de operación.
A su vez las funciones informativas se subdividen en: funciones informativas de control y funciones informativas de operaciones lógicas y de computación.

'''Las funciones informativas de control comprenden'''
*Medición directa de las magnitudes que caracterizan el proceso tecnológico y el estado de la instalación tecnológica.
*Análisis del surgimiento de las señales de bloqueo y protección.
*Diagnóstico y pronóstico del transcurso del proceso tecnológico y el estado de la instalación tecnológica.
*Cálculo y análisis de indicadores generalizados del estado del objeto tecnológico de dirección y de sus componentes.
*Cálculo de indicadores técnicos, económicos y de explotación del objeto tecnológico de dirección.
*preparación de información y realización del intercambio automatizado de esta con otros SAD.
Por su naturaleza, estas funciones requieren de la utilización de la técnica de manipulación.
Las funciones de dirección comprenden la elaboración de las acciones de dirección del objeto tecnológico de dirección y su envío a este. Entre ellas se incluyen:
*Determinación de las operaciones a efectuar para lograr el régimen racional de dirección del proceso tecnológico.
*Suministro al personal de operación de las recomendaciones para la dirección del proceso tecnológico.
*Formación de señales de dirección y su trasmisión a los mecanismos de ejecución.
Las funciones de dirección determinan principalmente el nivel científico y técnico de los SADPT. El régimen de trabajo de un SADPT está determinado por la participación del hombre en el proceso de dirección del objeto tecnológico de dirección existiendo las siguientes posibilidades de régimen de trabajo: régimen informativo, régimen asesor, régimen combinado o supervisorio y régimen de dirección digital directa.
*En régimen asesor los medios de la técnica de computación elaboran y entregan al personal operativo las intrusiones y recomendaciones para la dirección racional del proceso. El personal operativo da las instrucciones y recomendaciones para la dirección racional del proceso. Para esto emplea los dispositivos de automática local, que actúan en este caso directamente en el proceso, o los mecanismos ejecutores. En este régimen de trabajo las acciones de dirección por su forma son similares a las de los sistemas convencionales, aunque van encaminadas a lograr una dirección más efectiva, de acuerdo con los algoritmos empleados para la determinación del régimen más racional de operación del objeto tecnológico de dirección.
*En el régimen combinado o supervisorio los medios de las técnicas de computación calculan en tiempo real los valores de referencia y los parámetros de ajuste de los sistemas de automática local. La actuación de los mecanismos ejecutores la hacen los reguladores locales. El personal de operación se encarga de la supervisión del trabajo de los dispositivos de automática local. Este régimen significa un nivel de automatización más elevado que el de los anteriores.
*El régimen de dirección digital directa consiste en que los medios de la técnica de computación actúan directamente en los mecanismos de ejecución. En este régimen se alcanza el más alto nivel de automatización. Los medios de la técnica de computación sustituyen el trabajo de los reguladores y se requiere una mayor fiabilidad de estos.
Un SADPT puede trabajar al mismo tiempo en dos o más regímenes de trabajo de los señalados anteriormente. En este caso es usual clasificar el SADPT de acuerdo con el mayor nivel de automatización alcanzado.

==Componentes de los SADPT==
Los SADPT constituyen sistemas complejos formados por un conjunto relativamente grande de elementos, los cuales tienen que ser cuidadosamente concebidos y elaborados para que puedan cumplir adecuadamente sus funciones.
En todo SADPT, como en cualquier sistema complejo, se requiere que las interrelaciones entre sus elementos estén correctamente diseñadas, a fin de que el conjunto opere de forma satisfactoria.
Los elementos que componen a los SADPT están agrupados en los subsistemas siguientes:
*Aseguramiento técnico
*Aseguramiento matemático.
*Aseguramiento de información.
*Aseguramiento organizativo.
*Personal operativo.

===Aseguramiento técnico===
Estas formado por los equipos y dispositivos que ejecutan las tareas de los SADPT, incluyendo la toma de información acerca del objeto tecnológico de dirección, el procesamiento de esta y el envió de directivas a este, así como los medios técnicos necesarios para establecer las relaciones del SADPT con el hombre y con otros SAD.

El aseguramiento técnico, también llamado complejo de medios técnicos, está integrado por:
*Complejo de computación. Comprende la máquina computadora electrónica y demás medios de la técnica de computación, similares a los empleados en otros sistemas que se basan en esta.
*Equipos de comunicación con el objeto. Comprende los equipos y dispositivos que alcanzan al objeto tecnológico de dirección con el complejo de computación, tales como los sensores que realizan la transformación de las magnitudes que caracterizan el transcurso del proceso tecnológico y el estado de la instalación tecnológica y los dispositivos de acondicionamiento de las señales provenientes de los sensores. También incluyen los medios para la trasmisión de las señales y los dispositivos de la interfaz que procesan las señales de entrada a la máquina computadora electrónica y de salida desde y hacia otros dispositivos.
*Medios para la comunicación entre el hombre y el complejo de computación. Está formado por el conjunto de medios que sirven para que el hombre pueda relacionarse con el complejo de computación, tales como la terminal del operador, que puede estar integrada por uno o más terminales de video semejantes a los empleados en otras aplicaciones de la técnica de computación o diseñados específicamente con teclas, botones, visualizadores, etcétera, y los impresores de caracteres o de gráficos.
*Medios para la comunicación con otros SAD. Incluyen las interfases y otros dispositivos de interconexión entre el complejo de computación del SADPT y los correspondientes de otros SAD del mismo nivel o de nivel superior.

===Aseguramiento matemático===
Aseguramiento matemático comprende los métodos matemáticos, modelos, algoritmos y programas que realizan el procesamiento de la información del objeto tecnológico de dirección mediante el uso de los medios de las técnicas de computación.
El aseguramiento matemático está estrechamente relacionado con el aseguramiento técnico y está compuesto por el [[aseguramiento algorítmico]] y el [[aseguramiento de programas]].

===Aseguramiento de información===
El aseguramiento de información está compuesto por todos los documentos que contienen la información indispensable para que el SADPT realice sus funciones, tales como la relación de todo el sistema de clasificación y documentación de la información tecnológica y técnico económica, de las tablas de datos y otros documentos requeridos para el funcionamiento del SADPT y de los manuales, y otros documentos que contienen la información técnica y de explotación de los medios técnicos y del aseguramiento matemático.

===Aseguramiento organizativo===
Está constituido por los documentos que describen la estructura de funcional, técnica y organizativa y los dispositivos para el personal que asegura la operación del SADPT. Este aseguramiento incluye las reglas de operación en cada puesto de trabajo con su correspondiente estado de avería, las especificaciones de la materia prima, las normas de calidad de los productos terminados y en proceso y las instrucciones de seguridad de la instalación tecnológica y el personal.

===Personal operativo===
Está constituido por el personal tecnológico operativo que tiene la función de llevar a cabo la dirección del objeto tecnológico de dirección por el personal de explotación, formado por ingenieros, programadores y personal de mantenimiento de los medios técnicos del SADPT, encargados de asegurar el funcionamiento del SADPT en su conjunto.
El personal de reparaciones de la instalación tecnológica no esta incluido dentro del personal de operación del SADPT.

El personal tecnológico operativo está integrado por los ingenieros y técnicos especialistas en la operación de la maquinaria y equipos que componen la instalación tecnológica y en el proceso que en ella transcurre.
Los tecnólogos operativos constituyen un elemento indispensable dentro del SADPT y sus funciones dependen de los objetivos y tareas de este, así como de su estructura técnica y funcional.
Los tecnólogos operativos realizan sus tareas, tanto dentro del marco del funcionamiento propio de funcionamiento propio del SADPT, como fuera de este.
Durante el funcionamiento del SADPT los tecnólogos operativos reciben información del transcurso del [[proceso tecnológico]] y del estado de la [[instalación tecnológica]], así como las recomendaciones para la dirección racional de ambos.
La información operativa y las recomendaciones son elaboradas por el complejo de computación sobre la base del [[aseguramiento matemático]] y recibida por el personal de tecnología de forma [[automática]] o a solicitud, utilizando para ello los medios de comunicación entre el hombre y el complejo de computación.
Sobre la base de los medios de información mencionados, los tecnólogos operativos llevan a cabo las tareas de dirección, a ellos asignadas, por medio de los mecanismos de ejecución, los medios de automática local o la propia estructura técnica del SADPT.
Fuera del marco de la operación del SADPT, el tecnólogo operativo realiza el análisis de los indicadores técnicos y técnico económicos y de la información operativa más generalizada, que caracteriza la efectividad del objeto tecnológico de dirección.
La información antes mencionada la recibe el personal de tecnología del propio SADPT, de los laboratorios, los órganos de control de calidad, etcétera.
De acuerdo con el análisis realizado, los tecnólogos operativos determinan los cambios necesarios en los regímenes de trabajo del objeto tecnológico de dirección y deciden las modificaciones requeridas en los objetivos y tareas del SADPT para superar las deficiencias que puede presentar y perfeccionarlo.
El personal de explotación realiza las tareas de mantenimiento y reparaciones de los medios que componen el aseguramiento técnico, mantienen actualizado el aseguramiento matemático mediante la modificación y perfeccionamiento de los modelos matemáticos, algoritmos, programas, etcétera, que lo componen y trabajan en el aseguramiento informativo y organizativo.
Este personal está integrado por los especialistas en la técnica de computación (tanto desde el punto de vista de programación, como de los medios técnicos), en la técnica de [[mediciones industriales]] e [[instrumentación]] en general y en la [[teoría de control]] automático.

==Fuentes==
*Andino, M.: Aseguramiento Técnico de los SADPT. Editorial Pueblo y Educación. Ciudad de La Habana, 1988.
*Astrom, K.J. y B. Wittenmark: Computer Controlled System-Theory and Design. Prentice Hall Inc. Englewood Cliffs, New Jersey, 1984.

[[Category:Ciencias_informáticas]] [[Category:Tecnología_de_la_automatización]]

Filtro resonante

2012-12-14T16:45:43Z

Novelis jc.jiguani1: /* Obteniendo la respuesta como una función del estímulo */

{{Definición
|nombre= Filtro resonante
|imagen=
|tamaño=
|concepto= En el procesamiento electrónico de señales eléctricas, son los dispositivos que usando el efecto de la resonancia magnética son capases de seleccionar las señales por sus frecuencias.
}}
<div align="justify">
'''Filtro resonante.''' El procesamiento electrónico de señales eléctricas requiere de dispositivos capases de seleccionar las señales por su frecuencias. Estos dispositivos se denominan filtros. La resonancia magnética es el efecto más usado para éste propósito.
==Introducción==
En relación con el sonido, se denominará, timbre a la sensación que permite diferenciar las voces de distintas personas o diferenciar el sonido, por ejemplo de un clarinete o una trompeta. La sensación de timbre responde a la composición espectral del sonio y no a su dependencia temporal específica, pues el oído humano es insensible a las fases de las componentes espectrales. Dos sonidos con dependencias temporales distintas, se oyen igual si tienen el mismo [[espectro]]. Al conjunto de las amplitudes de las corrientes o los potenciales alternos que componen una [[señal]], se le denomina espectro y a la dependencia de la respuesta de un circuito ante la frecuencia de los componentes, [[respuesta de frecuencia]]. El comportamiento del circuito se puede describir con ayuda de estos dos conceptos.
El intervalo de frecuencia en que se procesan las señales eléctricas está cubierto por cuatro sistemas electromagnéticos resonantes.
*Circuito LRC, en [[electrodinámica]] es un circuito lineal que contiene una [[resistencia eléctrica]], una [[bobina]] (inductancia) y un [[condensador]] (capacidad).
*Secciones de [[líneas de transmisión]].
*[[Cavidades Resonantes]].
*[[Resonador de Fabri-Perot]].
La resonancia es la tendencia de un cuerpo físico a vibrar en una o más frecuencias específicas.
Los filtros resonantes simulan la resonancia de cuerpos físicos introduciendo realimentación (feedback) que potencia una banda de frecuencias alrededor de la frecuencia de corte del filtro. La cantidad de resonancia generalmente afecta el ancho de la banda de frecuencias que se amplifica, valores bajos resaltarán una banda más ancha mientras que valores altos de resonancia destacarán bandas más estrechas.
Los sistemas electromagnéticos resonantes se caracterizan por su factor de calidad o factor de selectividad Q que se define como f<sub>0</sub>/∆f, donde ∆f es el intervalo de frecuencias en que el sistema responde apreciablemente y f<sub>0</sub> es la [[frecuencia de resonancia]]. La calidad de un sistema resonante depende de su construcción, aumentando con (f<sub>0</sub>)<sup>1/2</sup>.

==Comportamiento de los circuitos resonantes RLC serie y paralelo==
===Análisis de los circuitos resonantes RLC===
Los circuitos resonantes RLC cubren un intervalo de siete órdenes de frecuencia. Los detalles constructivos de los circuitos RLC para baja frecuencia difieren grandemente de los circuitos para alta frecuencia, pero las ecuaciones que describen su comportamiento son idénticas.
Los circuitos resonantes RLC en serie (figura. 2 a) y el circuitos RLC paralelo (figura. 2 b) guardan una completa analogía por lo que son denominados duales.

[[Archivo: Fig._2_Circuitos_a)_en_paralelo,_b)_en_serie.PNG]]

Fig. 2 Circuitos: a) en paralelo, b) en serie.

===Obteniendo la respuesta como una función del estímulo===
Para obtener Ũ=f(Ĩ<sub>0</sub>) IMG E utilizamos la ley de Kirchhoff de los nodos para el circuito RLC en paralelo:
IMG F
Para obtener IMG G utilizamos la ley de Kirchhoff de las mallas en el circuito RLC serie:
IMG H
Según la [[ley de Ohm]] para corrientes y potenciales alternos en cada elemento, obtenemos:
IMG I
Las ecuaciones son idénticas si cambiamos: IMG J
Lo analizado en el circuito en paralelo para IMG K, será cierto en el circuito en serie para IMG L
IMG M
La ecuación anterior relaciona el fasor respuesta con el fasor estímulo y la frecuencia. El fasor es un número complejo que se determina por dos números reales, la amplitud y la fase. El análisis de estas dos magnitudes por separado para el circuito en paralelo, y las conclusiones para el circuito en serie se obtendrán haciendo uso de la analogía.

===Análisis de la amplitud y la fase para el circuito en paralelo===
Hallando la dependencia de la amplitud de la respuesta con la frecuencia IMG N
IMG O
La curva de respuesta de frecuencia es una lorentziana con máximo en IMG P para ambos circuitos (figura 3). El ancho de banda es la diferencia entre las dos frecuencias para las cuales la amplitud del estimulo cae a IMG Q de su valor máximo. Igualando el denominador de la ecuación (4) a IMG R obtenemos:
IMG S
Fig. 3 Respuesta de frecuencia del circuito resonante.
tomando raíz en ambos miembros:
IMG T
MG U
que tiene como soluciones:
IMG V
De las cuatro soluciones, solo dos son positivas:
IMG W
IMG X
IMG Y
Por analogía:
IMG Z
Observar que el ancho de banda es inversamente proporcional al tiempo de respuesta del circuito RC. Resulta una ley general que el ancho de banda en frecuencia de un sistema es inversamente proporcional al tiempo que demora en responder.
===Comportamiento de la fase con la frecuencia para el circuito en paralelo===
El denominador de la ecuación (4) se puede expresar como IMG Z1 y queda:
IMG Z2
La diferencia de fase entre IMG Z3 en el circuito en paralelo vale:
IMG Z4
La diferencia de fase entre IMG Z5 en el circuito en vale:
IMG Z6
Utilizando la ecuación 12 y 4 obtenemos:
IMG Z7
===Magnitudes que simplifican las expresiones y facilitan el razonamiento cualitativo===
Impedancia característica del circuito, valor de las reactancias inductivas o capacitivas a la frecuencia de resonancia y se simboliza por la letra ρ:
IMG Z8
Efectuando los cambios correspondientes para pasar del circuito en paralelo al circuito en serie, sé verá que la expresión para ρ se mantiene; la impedancia característica de un circuito en serie con los mismos parámetros que uno en paralelo es la misma.
La calidad del circuito IMG 1A que ya fue definido como IMG A o multiplicando por 2π el numerador y el denominador IMG Z9. Si sustituimos IMG Z10 por IMG Z11 y IMG Z12 por IMG Z13 para el circuito en paralelo:
IMG Z14
Las corrientes en R, L y C durante la resonancia valen:
IMG Z15
Durante la resonancia, las corrientes, en las componentes reactivas son IMG Z15 veces mayores que la fuente; por eso la resonancia en un circuito RLC en paralelo se le suele llamar resonancia de corrientes.
La dependencia con la frecuencia de las corrientes por los elementos reactivos se puede conocer dividiendo IMG Z18 por las reactancias respectivas:
IMG Z18
En el circuito en serie:
IMG Z19
Los voltajes en IMG Z20 durante la resonancia valen:
IMG Z21
Durante la resonancia, los voltajes en las componentes reactivas son IMG Z22 veces mayores que la fuente.
Por eso a la resonancia en un circuito RLC en serie se le suele llamar resonancia de voltaje.
La dependencia con la frecuencia de los voltajes en los elementos reactivos, se puede conocer multiplicando IMG Z23 por sus respectivas reactancias:
IMG Z24
===Problemas en el circuito real===
La teoría anterior mente estudiada no es aplicable directamente a los circuitos reales debido a las siguientes razones.
En el circuito en paralelo consiste en que un inductor real tiene pérdidas resistivas que hacen que su aproximación circuital más simple se la mostrada en la figura 4 a.
No obstante, si el inductor es de suficiente calidad a la frecuencia que va a operar se deberá cumplirse que:
IMG Z25
La admitancia IMG Z26 del inductor valdrá:
IMG Z27
Consiste en que un capacitor real tiene fugas a través del dieléctrico u otras pérdidas, que hacen que su aproximación circuital más simple sea como la mostrada en la figura 4 b.
Fig. 4 Aproximación circuital: a) de un inductor real, b) de un capacitor real.
No obstante, si el capacitor es de suficiente calidad a la frecuencia que va a operar se deberá cumplirse que:
IMG Z28
La impedancia IMG Z29 del capacitor valdrá:
IMG Z 30
Las siguientes equivalencias circuitales serán ciertas, figura 5.
Si este inductor forma parte de un circuito resonante, para las frecuencias cercanas a la resonancia se cumplirá que:
IMG Z 31
ya que:
IMG Z 32
Fig. 5 Equivalencias circuitales: a) de un inductor real, b) de un capacitor real.
Si este capacitor forma parte de algún circuito resonante para las frecuencias cercanas a la resonancia, se cumplirá que:
IMG Z 33
==Aplicaciones de los filtros resonantes==
*El sistema más elemental para selector de estaciones de radio es un circuito tanque con un capacitor variable conectado a la salida de una antena.
*Los [transformadores] no funcionan a alta frecuencia. Sin embargo muchas veces es necesario aumentar la amplitud de una señal de alta frecuencia. Para resolver este problema se emplea un circuito resonante en serie.
*Los filtros permiten modificar el timbre del sonido. Con filtros resonantes se pueden crear resonadores que le dan mucha más calidez a un sonido generado electrónicamente.

==Fuente==

*Dean, K.S.: Integrated electronics. Chapman and Hall LTD, G.B., 1967.
*Millmann Y Halkias: Integrated electronics, analog and digital circuits and systems. Mc Graw-Hill Book Company, EE.UU, 1972.

[[Category: Electrónica]][[Category:Elementos de circuitos]]

Filtro resonante

2012-12-14T16:03:46Z

Novelis jc.jiguani1: /* Análisis de los circuitos resonantes RLC */

{{Definición
|nombre= Filtro resonante
|imagen=
|tamaño=
|concepto= En el procesamiento electrónico de señales eléctricas, son los dispositivos que usando el efecto de la resonancia magnética son capases de seleccionar las señales por sus frecuencias.
}}
<div align="justify">
'''Filtro resonante.''' El procesamiento electrónico de señales eléctricas requiere de dispositivos capases de seleccionar las señales por su frecuencias. Estos dispositivos se denominan filtros. La resonancia magnética es el efecto más usado para éste propósito.
==Introducción==
En relación con el sonido, se denominará, timbre a la sensación que permite diferenciar las voces de distintas personas o diferenciar el sonido, por ejemplo de un clarinete o una trompeta. La sensación de timbre responde a la composición espectral del sonio y no a su dependencia temporal específica, pues el oído humano es insensible a las fases de las componentes espectrales. Dos sonidos con dependencias temporales distintas, se oyen igual si tienen el mismo [[espectro]]. Al conjunto de las amplitudes de las corrientes o los potenciales alternos que componen una [[señal]], se le denomina espectro y a la dependencia de la respuesta de un circuito ante la frecuencia de los componentes, [[respuesta de frecuencia]]. El comportamiento del circuito se puede describir con ayuda de estos dos conceptos.
El intervalo de frecuencia en que se procesan las señales eléctricas está cubierto por cuatro sistemas electromagnéticos resonantes.
*Circuito LRC, en [[electrodinámica]] es un circuito lineal que contiene una [[resistencia eléctrica]], una [[bobina]] (inductancia) y un [[condensador]] (capacidad).
*Secciones de [[líneas de transmisión]].
*[[Cavidades Resonantes]].
*[[Resonador de Fabri-Perot]].
La resonancia es la tendencia de un cuerpo físico a vibrar en una o más frecuencias específicas.
Los filtros resonantes simulan la resonancia de cuerpos físicos introduciendo realimentación (feedback) que potencia una banda de frecuencias alrededor de la frecuencia de corte del filtro. La cantidad de resonancia generalmente afecta el ancho de la banda de frecuencias que se amplifica, valores bajos resaltarán una banda más ancha mientras que valores altos de resonancia destacarán bandas más estrechas.
Los sistemas electromagnéticos resonantes se caracterizan por su factor de calidad o factor de selectividad Q que se define como f<sub>0</sub>/∆f, donde ∆f es el intervalo de frecuencias en que el sistema responde apreciablemente y f<sub>0</sub> es la [[frecuencia de resonancia]]. La calidad de un sistema resonante depende de su construcción, aumentando con (f<sub>0</sub>)<sup>1/2</sup>.

==Comportamiento de los circuitos resonantes RLC serie y paralelo==
===Análisis de los circuitos resonantes RLC===
Los circuitos resonantes RLC cubren un intervalo de siete órdenes de frecuencia. Los detalles constructivos de los circuitos RLC para baja frecuencia difieren grandemente de los circuitos para alta frecuencia, pero las ecuaciones que describen su comportamiento son idénticas.
Los circuitos resonantes RLC en serie (figura. 2 a) y el circuitos RLC paralelo (figura. 2 b) guardan una completa analogía por lo que son denominados duales.

[[Archivo: Fig._2_Circuitos_a)_en_paralelo,_b)_en_serie.PNG]]

Fig. 2 Circuitos: a) en paralelo, b) en serie.

===Obteniendo la respuesta como una función del estímulo===
Para obtener IMG E utilizamos la ley de Kirchhoff de los nodos para el circuito RLC en paralelo:
IMG F
Para obtener IMG G utilizamos la ley de Kirchhoff de las mallas en el circuito RLC serie:
IMG H
Según la [[ley de Ohm]] para corrientes y potenciales alternos en cada elemento, obtenemos:
IMG I
Las ecuaciones son idénticas si cambiamos: IMG J
Lo analizado en el circuito en paralelo para IMG K, será cierto en el circuito en serie para IMG L
IMG M
La ecuación anterior relaciona el fasor respuesta con el fasor estímulo y la frecuencia. El fasor es un número complejo que se determina por dos números reales, la amplitud y la fase. El análisis de estas dos magnitudes por separado para el circuito en paralelo, y las conclusiones para el circuito en serie se obtendrán haciendo uso de la analogía.
===Análisis de la amplitud y la fase para el circuito en paralelo===
Hallando la dependencia de la amplitud de la respuesta con la frecuencia IMG N
IMG O
La curva de respuesta de frecuencia es una lorentziana con máximo en IMG P para ambos circuitos (figura 3). El ancho de banda es la diferencia entre las dos frecuencias para las cuales la amplitud del estimulo cae a IMG Q de su valor máximo. Igualando el denominador de la ecuación (4) a IMG R obtenemos:
IMG S
Fig. 3 Respuesta de frecuencia del circuito resonante.
tomando raíz en ambos miembros:
IMG T
MG U
que tiene como soluciones:
IMG V
De las cuatro soluciones, solo dos son positivas:
IMG W
IMG X
IMG Y
Por analogía:
IMG Z
Observar que el ancho de banda es inversamente proporcional al tiempo de respuesta del circuito RC. Resulta una ley general que el ancho de banda en frecuencia de un sistema es inversamente proporcional al tiempo que demora en responder.
===Comportamiento de la fase con la frecuencia para el circuito en paralelo===
El denominador de la ecuación (4) se puede expresar como IMG Z1 y queda:
IMG Z2
La diferencia de fase entre IMG Z3 en el circuito en paralelo vale:
IMG Z4
La diferencia de fase entre IMG Z5 en el circuito en vale:
IMG Z6
Utilizando la ecuación 12 y 4 obtenemos:
IMG Z7
===Magnitudes que simplifican las expresiones y facilitan el razonamiento cualitativo===
Impedancia característica del circuito, valor de las reactancias inductivas o capacitivas a la frecuencia de resonancia y se simboliza por la letra ρ:
IMG Z8
Efectuando los cambios correspondientes para pasar del circuito en paralelo al circuito en serie, sé verá que la expresión para ρ se mantiene; la impedancia característica de un circuito en serie con los mismos parámetros que uno en paralelo es la misma.
La calidad del circuito IMG 1A que ya fue definido como IMG A o multiplicando por 2π el numerador y el denominador IMG Z9. Si sustituimos IMG Z10 por IMG Z11 y IMG Z12 por IMG Z13 para el circuito en paralelo:
IMG Z14
Las corrientes en R, L y C durante la resonancia valen:
IMG Z15
Durante la resonancia, las corrientes, en las componentes reactivas son IMG Z15 veces mayores que la fuente; por eso la resonancia en un circuito RLC en paralelo se le suele llamar resonancia de corrientes.
La dependencia con la frecuencia de las corrientes por los elementos reactivos se puede conocer dividiendo IMG Z18 por las reactancias respectivas:
IMG Z18
En el circuito en serie:
IMG Z19
Los voltajes en IMG Z20 durante la resonancia valen:
IMG Z21
Durante la resonancia, los voltajes en las componentes reactivas son IMG Z22 veces mayores que la fuente.
Por eso a la resonancia en un circuito RLC en serie se le suele llamar resonancia de voltaje.
La dependencia con la frecuencia de los voltajes en los elementos reactivos, se puede conocer multiplicando IMG Z23 por sus respectivas reactancias:
IMG Z24
===Problemas en el circuito real===
La teoría anterior mente estudiada no es aplicable directamente a los circuitos reales debido a las siguientes razones.
En el circuito en paralelo consiste en que un inductor real tiene pérdidas resistivas que hacen que su aproximación circuital más simple se la mostrada en la figura 4 a.
No obstante, si el inductor es de suficiente calidad a la frecuencia que va a operar se deberá cumplirse que:
IMG Z25
La admitancia IMG Z26 del inductor valdrá:
IMG Z27
Consiste en que un capacitor real tiene fugas a través del dieléctrico u otras pérdidas, que hacen que su aproximación circuital más simple sea como la mostrada en la figura 4 b.
Fig. 4 Aproximación circuital: a) de un inductor real, b) de un capacitor real.
No obstante, si el capacitor es de suficiente calidad a la frecuencia que va a operar se deberá cumplirse que:
IMG Z28
La impedancia IMG Z29 del capacitor valdrá:
IMG Z 30
Las siguientes equivalencias circuitales serán ciertas, figura 5.
Si este inductor forma parte de un circuito resonante, para las frecuencias cercanas a la resonancia se cumplirá que:
IMG Z 31
ya que:
IMG Z 32
Fig. 5 Equivalencias circuitales: a) de un inductor real, b) de un capacitor real.
Si este capacitor forma parte de algún circuito resonante para las frecuencias cercanas a la resonancia, se cumplirá que:
IMG Z 33
==Aplicaciones de los filtros resonantes==
*El sistema más elemental para selector de estaciones de radio es un circuito tanque con un capacitor variable conectado a la salida de una antena.
*Los [transformadores] no funcionan a alta frecuencia. Sin embargo muchas veces es necesario aumentar la amplitud de una señal de alta frecuencia. Para resolver este problema se emplea un circuito resonante en serie.
*Los filtros permiten modificar el timbre del sonido. Con filtros resonantes se pueden crear resonadores que le dan mucha más calidez a un sonido generado electrónicamente.

==Fuente==

*Dean, K.S.: Integrated electronics. Chapman and Hall LTD, G.B., 1967.
*Millmann Y Halkias: Integrated electronics, analog and digital circuits and systems. Mc Graw-Hill Book Company, EE.UU, 1972.

[[Category: Electrónica]][[Category:Elementos de circuitos]]

Archivo:Fig. 2 Circuitos a) en paralelo, b) en serie.PNG

2012-12-14T15:58:04Z

Novelis jc.jiguani1:

== Sumario ==

== Estado de copyright: ==

== Fuente: ==

Filtro resonante

2012-12-14T15:40:17Z

Novelis jc.jiguani1: /* Análisis de los circuitos resonantes RLC */

{{Definición
|nombre= Filtro resonante
|imagen=
|tamaño=
|concepto= En el procesamiento electrónico de señales eléctricas, son los dispositivos que usando el efecto de la resonancia magnética son capases de seleccionar las señales por sus frecuencias.
}}
<div align="justify">
'''Filtro resonante.''' El procesamiento electrónico de señales eléctricas requiere de dispositivos capases de seleccionar las señales por su frecuencias. Estos dispositivos se denominan filtros. La resonancia magnética es el efecto más usado para éste propósito.
==Introducción==
En relación con el sonido, se denominará, timbre a la sensación que permite diferenciar las voces de distintas personas o diferenciar el sonido, por ejemplo de un clarinete o una trompeta. La sensación de timbre responde a la composición espectral del sonio y no a su dependencia temporal específica, pues el oído humano es insensible a las fases de las componentes espectrales. Dos sonidos con dependencias temporales distintas, se oyen igual si tienen el mismo [[espectro]]. Al conjunto de las amplitudes de las corrientes o los potenciales alternos que componen una [[señal]], se le denomina espectro y a la dependencia de la respuesta de un circuito ante la frecuencia de los componentes, [[respuesta de frecuencia]]. El comportamiento del circuito se puede describir con ayuda de estos dos conceptos.
El intervalo de frecuencia en que se procesan las señales eléctricas está cubierto por cuatro sistemas electromagnéticos resonantes.
*Circuito LRC, en [[electrodinámica]] es un circuito lineal que contiene una [[resistencia eléctrica]], una [[bobina]] (inductancia) y un [[condensador]] (capacidad).
*Secciones de [[líneas de transmisión]].
*[[Cavidades Resonantes]].
*[[Resonador de Fabri-Perot]].
La resonancia es la tendencia de un cuerpo físico a vibrar en una o más frecuencias específicas.
Los filtros resonantes simulan la resonancia de cuerpos físicos introduciendo realimentación (feedback) que potencia una banda de frecuencias alrededor de la frecuencia de corte del filtro. La cantidad de resonancia generalmente afecta el ancho de la banda de frecuencias que se amplifica, valores bajos resaltarán una banda más ancha mientras que valores altos de resonancia destacarán bandas más estrechas.
Los sistemas electromagnéticos resonantes se caracterizan por su factor de calidad o factor de selectividad Q que se define como f<sub>0</sub>/∆f, donde ∆f es el intervalo de frecuencias en que el sistema responde apreciablemente y f<sub>0</sub> es la [[frecuencia de resonancia]]. La calidad de un sistema resonante depende de su construcción, aumentando con (f<sub>0</sub>)<sup>1/2</sup>.

==Comportamiento de los circuitos resonantes RLC serie y paralelo==
===Análisis de los circuitos resonantes RLC===
Los circuitos resonantes RLC cubren un intervalo de siete órdenes de frecuencia. Los detalles constructivos de los circuitos RLC para baja frecuencia difieren grandemente de los circuitos para alta frecuencia, pero las ecuaciones que describen su comportamiento son idénticas.
Los circuitos resonantes RLC en serie (figura. 2 a) y el circuitos RLC paralelo (figura. 2 b) guardan una completa analogía por lo que son denominados duales.
Fig. 2 Circuitos: a) en paralelo, b) en serie.

===Obteniendo la respuesta como una función del estímulo===
Para obtener IMG E utilizamos la ley de Kirchhoff de los nodos para el circuito RLC en paralelo:
IMG F
Para obtener IMG G utilizamos la ley de Kirchhoff de las mallas en el circuito RLC serie:
IMG H
Según la [[ley de Ohm]] para corrientes y potenciales alternos en cada elemento, obtenemos:
IMG I
Las ecuaciones son idénticas si cambiamos: IMG J
Lo analizado en el circuito en paralelo para IMG K, será cierto en el circuito en serie para IMG L
IMG M
La ecuación anterior relaciona el fasor respuesta con el fasor estímulo y la frecuencia. El fasor es un número complejo que se determina por dos números reales, la amplitud y la fase. El análisis de estas dos magnitudes por separado para el circuito en paralelo, y las conclusiones para el circuito en serie se obtendrán haciendo uso de la analogía.
===Análisis de la amplitud y la fase para el circuito en paralelo===
Hallando la dependencia de la amplitud de la respuesta con la frecuencia IMG N
IMG O
La curva de respuesta de frecuencia es una lorentziana con máximo en IMG P para ambos circuitos (figura 3). El ancho de banda es la diferencia entre las dos frecuencias para las cuales la amplitud del estimulo cae a IMG Q de su valor máximo. Igualando el denominador de la ecuación (4) a IMG R obtenemos:
IMG S
Fig. 3 Respuesta de frecuencia del circuito resonante.
tomando raíz en ambos miembros:
IMG T
MG U
que tiene como soluciones:
IMG V
De las cuatro soluciones, solo dos son positivas:
IMG W
IMG X
IMG Y
Por analogía:
IMG Z
Observar que el ancho de banda es inversamente proporcional al tiempo de respuesta del circuito RC. Resulta una ley general que el ancho de banda en frecuencia de un sistema es inversamente proporcional al tiempo que demora en responder.
===Comportamiento de la fase con la frecuencia para el circuito en paralelo===
El denominador de la ecuación (4) se puede expresar como IMG Z1 y queda:
IMG Z2
La diferencia de fase entre IMG Z3 en el circuito en paralelo vale:
IMG Z4
La diferencia de fase entre IMG Z5 en el circuito en vale:
IMG Z6
Utilizando la ecuación 12 y 4 obtenemos:
IMG Z7
===Magnitudes que simplifican las expresiones y facilitan el razonamiento cualitativo===
Impedancia característica del circuito, valor de las reactancias inductivas o capacitivas a la frecuencia de resonancia y se simboliza por la letra ρ:
IMG Z8
Efectuando los cambios correspondientes para pasar del circuito en paralelo al circuito en serie, sé verá que la expresión para ρ se mantiene; la impedancia característica de un circuito en serie con los mismos parámetros que uno en paralelo es la misma.
La calidad del circuito IMG 1A que ya fue definido como IMG A o multiplicando por 2π el numerador y el denominador IMG Z9. Si sustituimos IMG Z10 por IMG Z11 y IMG Z12 por IMG Z13 para el circuito en paralelo:
IMG Z14
Las corrientes en R, L y C durante la resonancia valen:
IMG Z15
Durante la resonancia, las corrientes, en las componentes reactivas son IMG Z15 veces mayores que la fuente; por eso la resonancia en un circuito RLC en paralelo se le suele llamar resonancia de corrientes.
La dependencia con la frecuencia de las corrientes por los elementos reactivos se puede conocer dividiendo IMG Z18 por las reactancias respectivas:
IMG Z18
En el circuito en serie:
IMG Z19
Los voltajes en IMG Z20 durante la resonancia valen:
IMG Z21
Durante la resonancia, los voltajes en las componentes reactivas son IMG Z22 veces mayores que la fuente.
Por eso a la resonancia en un circuito RLC en serie se le suele llamar resonancia de voltaje.
La dependencia con la frecuencia de los voltajes en los elementos reactivos, se puede conocer multiplicando IMG Z23 por sus respectivas reactancias:
IMG Z24
===Problemas en el circuito real===
La teoría anterior mente estudiada no es aplicable directamente a los circuitos reales debido a las siguientes razones.
En el circuito en paralelo consiste en que un inductor real tiene pérdidas resistivas que hacen que su aproximación circuital más simple se la mostrada en la figura 4 a.
No obstante, si el inductor es de suficiente calidad a la frecuencia que va a operar se deberá cumplirse que:
IMG Z25
La admitancia IMG Z26 del inductor valdrá:
IMG Z27
Consiste en que un capacitor real tiene fugas a través del dieléctrico u otras pérdidas, que hacen que su aproximación circuital más simple sea como la mostrada en la figura 4 b.
Fig. 4 Aproximación circuital: a) de un inductor real, b) de un capacitor real.
No obstante, si el capacitor es de suficiente calidad a la frecuencia que va a operar se deberá cumplirse que:
IMG Z28
La impedancia IMG Z29 del capacitor valdrá:
IMG Z 30
Las siguientes equivalencias circuitales serán ciertas, figura 5.
Si este inductor forma parte de un circuito resonante, para las frecuencias cercanas a la resonancia se cumplirá que:
IMG Z 31
ya que:
IMG Z 32
Fig. 5 Equivalencias circuitales: a) de un inductor real, b) de un capacitor real.
Si este capacitor forma parte de algún circuito resonante para las frecuencias cercanas a la resonancia, se cumplirá que:
IMG Z 33
==Aplicaciones de los filtros resonantes==
*El sistema más elemental para selector de estaciones de radio es un circuito tanque con un capacitor variable conectado a la salida de una antena.
*Los [transformadores] no funcionan a alta frecuencia. Sin embargo muchas veces es necesario aumentar la amplitud de una señal de alta frecuencia. Para resolver este problema se emplea un circuito resonante en serie.
*Los filtros permiten modificar el timbre del sonido. Con filtros resonantes se pueden crear resonadores que le dan mucha más calidez a un sonido generado electrónicamente.

==Fuente==

*Dean, K.S.: Integrated electronics. Chapman and Hall LTD, G.B., 1967.
*Millmann Y Halkias: Integrated electronics, analog and digital circuits and systems. Mc Graw-Hill Book Company, EE.UU, 1972.

[[Category: Electrónica]][[Category:Elementos de circuitos]]

Filtro resonante

2012-12-14T15:33:29Z

Novelis jc.jiguani1: /* Introducción */

{{Definición
|nombre= Filtro resonante
|imagen=
|tamaño=
|concepto= En el procesamiento electrónico de señales eléctricas, son los dispositivos que usando el efecto de la resonancia magnética son capases de seleccionar las señales por sus frecuencias.
}}
<div align="justify">
'''Filtro resonante.''' El procesamiento electrónico de señales eléctricas requiere de dispositivos capases de seleccionar las señales por su frecuencias. Estos dispositivos se denominan filtros. La resonancia magnética es el efecto más usado para éste propósito.
==Introducción==
En relación con el sonido, se denominará, timbre a la sensación que permite diferenciar las voces de distintas personas o diferenciar el sonido, por ejemplo de un clarinete o una trompeta. La sensación de timbre responde a la composición espectral del sonio y no a su dependencia temporal específica, pues el oído humano es insensible a las fases de las componentes espectrales. Dos sonidos con dependencias temporales distintas, se oyen igual si tienen el mismo [[espectro]]. Al conjunto de las amplitudes de las corrientes o los potenciales alternos que componen una [[señal]], se le denomina espectro y a la dependencia de la respuesta de un circuito ante la frecuencia de los componentes, [[respuesta de frecuencia]]. El comportamiento del circuito se puede describir con ayuda de estos dos conceptos.
El intervalo de frecuencia en que se procesan las señales eléctricas está cubierto por cuatro sistemas electromagnéticos resonantes.
*Circuito LRC, en [[electrodinámica]] es un circuito lineal que contiene una [[resistencia eléctrica]], una [[bobina]] (inductancia) y un [[condensador]] (capacidad).
*Secciones de [[líneas de transmisión]].
*[[Cavidades Resonantes]].
*[[Resonador de Fabri-Perot]].
La resonancia es la tendencia de un cuerpo físico a vibrar en una o más frecuencias específicas.
Los filtros resonantes simulan la resonancia de cuerpos físicos introduciendo realimentación (feedback) que potencia una banda de frecuencias alrededor de la frecuencia de corte del filtro. La cantidad de resonancia generalmente afecta el ancho de la banda de frecuencias que se amplifica, valores bajos resaltarán una banda más ancha mientras que valores altos de resonancia destacarán bandas más estrechas.
Los sistemas electromagnéticos resonantes se caracterizan por su factor de calidad o factor de selectividad Q que se define como f<sub>0</sub>/∆f, donde ∆f es el intervalo de frecuencias en que el sistema responde apreciablemente y f<sub>0</sub> es la [[frecuencia de resonancia]]. La calidad de un sistema resonante depende de su construcción, aumentando con (f<sub>0</sub>)<sup>1/2</sup>.

==Comportamiento de los circuitos resonantes RLC serie y paralelo==
===Análisis de los circuitos resonantes RLC===
Los circuitos resonantes RLC cubren un intervalo de siete órdenes de frecuencia. Los detalles constructivos de los circuitos RLC para baja frecuencia difieren grandemente de los circuitos para alta frecuencia, pero las ecuaciones que describen su comportamiento son idénticas.
Los circuitos resonantes RLC en serie (figura. 2 a) y el circuitos RLC paralelo (figura. 2 b) guardan una completa analogía por lo que son denominados duales.
Fig. 2 Circuitos: a) en paralelo, b) en serie.
===Obteniendo la respuesta como una función del estímulo===
Para obtener IMG E utilizamos la ley de Kirchhoff de los nodos para el circuito RLC en paralelo:
IMG F
Para obtener IMG G utilizamos la ley de Kirchhoff de las mallas en el circuito RLC serie:
IMG H
Según la [[ley de Ohm]] para corrientes y potenciales alternos en cada elemento, obtenemos:
IMG I
Las ecuaciones son idénticas si cambiamos: IMG J
Lo analizado en el circuito en paralelo para IMG K, será cierto en el circuito en serie para IMG L
IMG M
La ecuación anterior relaciona el fasor respuesta con el fasor estímulo y la frecuencia. El fasor es un número complejo que se determina por dos números reales, la amplitud y la fase. El análisis de estas dos magnitudes por separado para el circuito en paralelo, y las conclusiones para el circuito en serie se obtendrán haciendo uso de la analogía.
===Análisis de la amplitud y la fase para el circuito en paralelo===
Hallando la dependencia de la amplitud de la respuesta con la frecuencia IMG N
IMG O
La curva de respuesta de frecuencia es una lorentziana con máximo en IMG P para ambos circuitos (figura 3). El ancho de banda es la diferencia entre las dos frecuencias para las cuales la amplitud del estimulo cae a IMG Q de su valor máximo. Igualando el denominador de la ecuación (4) a IMG R obtenemos:
IMG S
Fig. 3 Respuesta de frecuencia del circuito resonante.
tomando raíz en ambos miembros:
IMG T
MG U
que tiene como soluciones:
IMG V
De las cuatro soluciones, solo dos son positivas:
IMG W
IMG X
IMG Y
Por analogía:
IMG Z
Observar que el ancho de banda es inversamente proporcional al tiempo de respuesta del circuito RC. Resulta una ley general que el ancho de banda en frecuencia de un sistema es inversamente proporcional al tiempo que demora en responder.
===Comportamiento de la fase con la frecuencia para el circuito en paralelo===
El denominador de la ecuación (4) se puede expresar como IMG Z1 y queda:
IMG Z2
La diferencia de fase entre IMG Z3 en el circuito en paralelo vale:
IMG Z4
La diferencia de fase entre IMG Z5 en el circuito en vale:
IMG Z6
Utilizando la ecuación 12 y 4 obtenemos:
IMG Z7
===Magnitudes que simplifican las expresiones y facilitan el razonamiento cualitativo===
Impedancia característica del circuito, valor de las reactancias inductivas o capacitivas a la frecuencia de resonancia y se simboliza por la letra ρ:
IMG Z8
Efectuando los cambios correspondientes para pasar del circuito en paralelo al circuito en serie, sé verá que la expresión para ρ se mantiene; la impedancia característica de un circuito en serie con los mismos parámetros que uno en paralelo es la misma.
La calidad del circuito IMG 1A que ya fue definido como IMG A o multiplicando por 2π el numerador y el denominador IMG Z9. Si sustituimos IMG Z10 por IMG Z11 y IMG Z12 por IMG Z13 para el circuito en paralelo:
IMG Z14
Las corrientes en R, L y C durante la resonancia valen:
IMG Z15
Durante la resonancia, las corrientes, en las componentes reactivas son IMG Z15 veces mayores que la fuente; por eso la resonancia en un circuito RLC en paralelo se le suele llamar resonancia de corrientes.
La dependencia con la frecuencia de las corrientes por los elementos reactivos se puede conocer dividiendo IMG Z18 por las reactancias respectivas:
IMG Z18
En el circuito en serie:
IMG Z19
Los voltajes en IMG Z20 durante la resonancia valen:
IMG Z21
Durante la resonancia, los voltajes en las componentes reactivas son IMG Z22 veces mayores que la fuente.
Por eso a la resonancia en un circuito RLC en serie se le suele llamar resonancia de voltaje.
La dependencia con la frecuencia de los voltajes en los elementos reactivos, se puede conocer multiplicando IMG Z23 por sus respectivas reactancias:
IMG Z24
===Problemas en el circuito real===
La teoría anterior mente estudiada no es aplicable directamente a los circuitos reales debido a las siguientes razones.
En el circuito en paralelo consiste en que un inductor real tiene pérdidas resistivas que hacen que su aproximación circuital más simple se la mostrada en la figura 4 a.
No obstante, si el inductor es de suficiente calidad a la frecuencia que va a operar se deberá cumplirse que:
IMG Z25
La admitancia IMG Z26 del inductor valdrá:
IMG Z27
Consiste en que un capacitor real tiene fugas a través del dieléctrico u otras pérdidas, que hacen que su aproximación circuital más simple sea como la mostrada en la figura 4 b.
Fig. 4 Aproximación circuital: a) de un inductor real, b) de un capacitor real.
No obstante, si el capacitor es de suficiente calidad a la frecuencia que va a operar se deberá cumplirse que:
IMG Z28
La impedancia IMG Z29 del capacitor valdrá:
IMG Z 30
Las siguientes equivalencias circuitales serán ciertas, figura 5.
Si este inductor forma parte de un circuito resonante, para las frecuencias cercanas a la resonancia se cumplirá que:
IMG Z 31
ya que:
IMG Z 32
Fig. 5 Equivalencias circuitales: a) de un inductor real, b) de un capacitor real.
Si este capacitor forma parte de algún circuito resonante para las frecuencias cercanas a la resonancia, se cumplirá que:
IMG Z 33
==Aplicaciones de los filtros resonantes==
*El sistema más elemental para selector de estaciones de radio es un circuito tanque con un capacitor variable conectado a la salida de una antena.
*Los [transformadores] no funcionan a alta frecuencia. Sin embargo muchas veces es necesario aumentar la amplitud de una señal de alta frecuencia. Para resolver este problema se emplea un circuito resonante en serie.
*Los filtros permiten modificar el timbre del sonido. Con filtros resonantes se pueden crear resonadores que le dan mucha más calidez a un sonido generado electrónicamente.

==Fuente==

*Dean, K.S.: Integrated electronics. Chapman and Hall LTD, G.B., 1967.
*Millmann Y Halkias: Integrated electronics, analog and digital circuits and systems. Mc Graw-Hill Book Company, EE.UU, 1972.

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