Sistemas de Medición. Unidad II: Sensores y Acondicionadores de Señal

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1 Unidad II: Sensores y Acondicionadores de Señal Presentado por: Ing. Alvaro Antonio Gaitán Encargado de Cátedra FEC-UNI 18 de mayo de 2015 Ing. Telecomunicaciones

2 Objetivos de la Unidad II Ejemplificar las diferentes aplicaciones de los sistemas de medición y adquisición de datos. Desarrollar aplicaciones básicas de medición y adquisición de datos, para el monitoreo automático de procesos y/o variables.

3 Conferencia 2.3 Medición de Presión Medición de Nivel Medición de Flujo

4 Medición de Presión. Un manómetro (del gr. μανός, ligero y μέτρον, medida) es un aparato que sirve para medir la presión de fluidos contenidos en recipientes cerrados.

5 Medición de Presión. Manómetro de Bourdon. Los manómetros Burdon se utilizan tanto para presiones manométricas que oscilan entre 0-1 Kg/cm2 como entre Kg/cm2 y también para vacío.

6 Medición de Presión. Manómetro de Bourdon. Las aproximaciones pueden ser del 0.1 al 2% de la totalidad de la escala, según el material, el diseño y la precisión de las piezas. El elemento sensible del manómetro puede adoptar numerosas formas. Las más corrientes son las de tubo en C, espiral y helicoidal. Los tubos Burdon se presentan en una serie de aleaciones de cobre y en aceros inoxidables al cromo níquel. En ciertos aspectos las aleaciones de cobre dan mejor resultado, pero los aceros inoxidables ofrecen mayor resistencia a la corrosión.

7 Medición de Presión. Manómetro de Tubo en U. Si cada rama del manómetro se conecta a distintas fuentes de presión, el nivel del líquido aumentara en la rama a menor presión y disminuirá en la otra. El área de la sección de los tubos no influyen el la diferencia de niveles. Los tubos en U de los micro manómetros se hacen con tubos en U de vidrio calibrado de precisión, un flotador metálico en una de las ramas y un carrete de inducción para señalar la posición del flotador. Un indicador electrónico potenciometrico puede señalar cambios de presión hasta de 0.01 mm de columna de agua. Estos aparatos se usan solo como patrones de laboratorio.

8 Medición de Presión. Manómetro de Tintero. Una de las ramas de este tipo de manómetro tiene un diámetro manómetro relativamente pequeño; la otra es un deposito. El área de la sección recta del deposito puede ser hasta 1500 veces mayor que la de la rema manómetro, con lo que el nivel del deposito no oscila de manera apreciable con la manómetro de la presión. Cuando se produce un pequeño desnivel en el depósito, se compensa mediante ajustes de la escala de la rama manómetro. Entonces las lecturas de la presión diferencial o manométrica pueden efectuarse directamente en la escala manómetro.

9 Medición de Presión. Manómetro de McLeod. Modelo de instrumento utilizado para medir bajas presiones. También se llama vacuometro de McLeod. Es muy usado como patrón absoluto de presiones en la zona de mm de mercurio; a menudo se emplea para calibrar otros manómetros de bajas presiones que tienen un uso más practico. Este manómetro tiene como inconvenientes que las lecturas son discontinuas, que necesita cierta manipulación para hacer cada lectura y que esta lectura es visual. El vapor de mercurio puede ocasionar trastornos al difundirse en el vacío que se va a medir.

10 Medición de Presión. El barómetro. El barómetro es básicamente un manómetro diseñado para medir la presión del aire. También es conocido como tubo de Torricelli. El nombre barómetro fue usado por primero vez por Boyle. La unidad de medida de la presión atmosférica que suelen marcar los barómetros se llama hectopascal, de abreviación (hpa). Esta unidad significa "cien (hecto) pascales (unidad de medida de presión)". El barómetro de mercurio, determina en muchas ocasiones la unidad de medición, la cual es denominada como "pulgadas de mercurio" o "milímetros de mercurio" (método abreviado mmhg). Una presión de 1 mmhg es 1 torr (por Torricelli).

11 Medición de Presión. El barómetro. Los tipos de barómetros son: 1. Barómetro de mercurio: Fue inventado por Torricelli en Está formado por un tubo de vidrio de unos 850 mm de altura, cerrado por el extremo superior y abierto por el inferior. El tubo se llena de mercurio, se invierte y se coloca el extremo abierto en un recipiente lleno del mismo líquido. por la ecuación Patm= P=0 + dg(y2-y1)= dgh 2. Barómetro aneroide: Es un barómetro que no utiliza mercurio. Indica las variaciones de presión atmosférica por las deformaciones más o menos grandes que aquélla hace experimentar a una caja metálica de paredes muy elásticas en cuyo interior se ha hecho el vacío más absoluto.

12 Medición de Presión. El barómetro aneroide Se gradúa por comparación con un barómetro de mercurio pero sus indicaciones son cada vez más inexactas por causa de la variación de la elasticidad del resorte metálico. Fue inventado por Lucien Vidie en 1844.

13 Medición de Nivel. Interruptor por flotador Método por burbujeo

14 Medición de Nivel. Método de presión hidrostática Método de pesaje

15 Medición de Nivel. Método de supresión de la rotación Detección de nivel por conductividad

16 Medición de Nivel. Método del tiempo de retorno de los ultrasonidos

17 Medición de Nivel. Método del tiempo de retorno de las microondas

18 Medición de Nivel. Método por absorción de rayos gamma Medición de nivel por capacidad

19 Medición de Flujo. Principios de Flujo de Fluidos donde: ρ: densidad del fluido v s : velocidad característica del fluido D: diámetro de la tubería a través de la cual circula el fluido o longitud característica del sistema μ: viscosidad dinámica del fluido

20 Medición de Flujo. Ecuación de Bernoulli.

21 Medición de Flujo. Flujómetros de Presión Diferencial. Tubo de Pitot

22 Medición de Flujo. Flujómetros de Presión Diferencial. Placa de Orificio

23 Medición de Flujo. Flujómetros de Presión Diferencial. Tubo de Venturi

24 Medición de Flujo. Flujómetros de Presión Diferencial. La boquilla (The Nozzle)

25 Medición de Flujo. Flujómetros de Area Variable. El Rotámetro

26 Medición de Flujo. Flujómetros de Turbina

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