Entenda o que é Instrumentação

Instrumentação é a combinação ajustada de vários instrumentos. Já, o instrumento, é qualquer peça de um conjunto de ferramentas específicas, como por exemplo:
- Na área musical: gaita, violão, trompete, mesa de som e etc;
- Na área médica: bisturi, cizalha, pinça, aparelho de pressão e etc;
- Na área elétrica: alicate de corte, chave de borne, multímetro e etc.
- Na área ótica: óculos, microscópio, projetor, câmera fotográfica e etc;  
- Na medição: régua, paquímetro, termômetro, multímetro e etc.

Portanto, como os modernos processos industriais são muito variados, tão variados que basicamente todos os itens de consumo atualmente são provenientes da produção em escala. Assim, esses processos fabris exigem modernos e sofisticados instrumentos de controle para poderem atender os montantes e as exigências cada vez maiores de mercado. E não apenas isso, mas o número de controles nas plantas, tem aumentado muito, e, devido à tecnologia, em áreas antes de reduto apenas humano. 

Desta forma, em todos estes processos, é absolutamente indispensável controlar automaticamente as muitas variáveis de produção para o sucesso final do produto. Por exemplo, estas variáveis podem ser: o nível do tanque das substâncias, a pressão das caldeiras, a vazão dos elementos para a receita, a temperatura dos fornos, o pH da solução, a velocidade de trabalho das máquinas e etc. Assim, o objetivo deste controle é melhorar a qualidade do produto oferecido, diminuir o desperdício, reduzir o tempo para aumentar a produção, otimizar os gastos, reduzir a agressão ambiental, manter a segurança dos trabalhadores e dos equipamentos.

Perceba também, que em um processo fabril, existem muitas situações que seriam impossíveis a um ser humano ter o controle constante nos padrões desejáveis, devido as altas temperaturas, radiação, nível de ruído, velocidade, precisão, movimentos repetitivos e etc. Por esses motivos e outros, a instrumentação assume a vez para ampliar as capacidades humanas.

Como exemplo, poderíamos citar uma estufa para controle de umidade. Assim, seu objetivo é o de criar um ambiente cuja temperatura seja conhecida e mantida em níveis desejáveis. Neste caso, para essa estufa trabalhar, iríamos necessitar dos seguintes instrumentos mínimos:

- Resistência ou lâmpada elétrica para o aquecimento;

- Termômetro para simples indicação ou termostato para o controle simples. Também poderíamos usar um transmissor de temperatura com termopar ou PT-100 para atuação e aquisição de dados de controles mais complexos.

Desta feita, a Instrumentação Industrial é a área da engenharia responsável por modificar e monitorar as grandezas físicas para controle dos equipamentos dos processos produtivos. Em outros termos mais técnicos, a Instrumentação Industrial é a ciência que estuda, desenvolve e aplica instrumentos para medição, transmissão, indicação, aquisição, registro e controle das variáveis físicas de processos industriais.

Isso significa que, se utilizamos qualquer instrumento para modificar ou medir a variação de uma grandeza física, então estamos falando de Instrumentação. Como exemplo bem natural e corriqueiro de nosso dia-a-dia, podemos citar o controle da temperatura da água no chuveiro quando atuamos no registro para uma maior ou menor vazão de água ou pela atuação direta na chave de controle de temperatura. E isso é bem semelhante ao que acontece nas indústrias, porém lá, é realizado por um aparato de métodos apropriados à situação.

Assim, podemos dividir em três fases a automação por meio da instrumentação em qualquer área de aplicação:
1) Observar as condições da variável física a ser controlada, isto é, monitorar seus limites aceitáveis. Isso equivale a 'olhar' e 'sentir', da qual, é da competência dos sensores.
2) Interferir no sistema para alterar a grandeza física em análise. Isso equivale a 'decidir' e 'agir', da qual, é da competência do conjunto controlador/atuador.

3) Manter as condições sob controle, ou mais especificamente, manter a grandeza física monitorada, dentro do objetivo intencionado, a saber, na faixa do setpoint requerido.

Glossário
Sensor: Dispositivo que responde a estímulos físicos do ambiente exposto para a mensuração dos valores da grandeza monitorada.
Atuador: Dispositivos que interferem por atuação no sistema, para alterar a condição da grandeza física controlada.
Grandeza Física: Propriedade física de um elemento que pode ser medida qualitativamente e quantitativamente.