GUIA DE EJERCICIOS INSTRUMENTACION ELECTRONICA. Termopares. 1)Para los siguientes sistemas determinar la temperatura de la Junta Caliente (TJ.C).

Transcripción

1 GUIA DE EJERCICIOS INSTRUMENTACION ELECTRONICA Termopares 1)Para los siguientes sistemas determinar la temperatura de la Junta Caliente (TJ.C). A) Tabla de Electropositividad 1 Cromel 2 Hierro 3 Cobre 4 Alumel 5 Constantan B)

2 2)Para los siguientes sistemas determinar la temperatura Tx Y Tref respectivamente: 3)Para los siguientes sistemas determinar la lectura del mili_voltímetro.

3 4) Obtener las expresiones simplificadas de la salida de los puentes de las figuras:

4 5) Se desea realizar una medida de temperatura entre 0ºC y 50ºC. Para ello se utiliza como elemento sensor una NTC, cuyas principales características son: resistencia a 25ºC, 100 kω±1%; margen de temperatura: -40ºC a 125ºC; B=4190K; coeficiente de disipación, 10 mw/ºc. Se pide: a) Calcular los elementos del circuito R1 y VDD si el error máximo permitido es de 0,1ºC.

5 6) Se dispone de un termopar que presenta la curva de calibración mostrada en la tabla cuando una de las uniones se mantiene a 0ºC. a) Si la temperatura de una de las uniones es de 145ºC y la unión con el equipo de medición es de 20ºC, cuál es la tensión medida?. b) Si la tensión medida fuera de 3,422 mv, a qué temperatura está la zona la unión suponiendo que el equipo de medición sigue a 20ºC?

6 7) Para medir la fuerza F aplicada sobre un soporte metálico se disponen de dos galgas idénticas con: k=2, Ro=1k Ω. Dichas galgas se dispondrán en un puente de Wheatstone. Se dispone de dos resistencias idénticas de 1k Ω. (Vref1-Vref2)=10V. La deformación longitudinal del soporte sigue la siguiente expresión: ε=45*10 6 * F (F en Newton). La fuerza puede seguir las direcciones que se indican en la figura. 1. Si F va hacia arriba coloque las galgas y las resistencias sobre el puente, tal que el voltaje de salida sea positivo y se obtenga máxima linealidad cuando ocurran deformaciones. 2. Si F=20 N con dirección hacia abajo, calcule la variación de resistencias que sufren las galgas y la expresión de vd en funcion de F ) Para medir la fuerza F aplicada sobre un soporte metálico se disponen de dos galgas idénticas con: ε=0,02, k=2, Ro=1k Ω, µ=0.2, E=10 6 Nw/m 2. Dichas galgas se dispondrán en un puente de Wheatstone. Se dispone de dos resistencias idénticas de 1k Ω. Vcc=10V. 3. Coloque las galgas y las resistencias sobre el puente, tal que el voltaje de salida sea positivo y quede compensado por temperatura cuando ocurran deformaciones. Calcule dicho voltaje. 4. Calcule F.

7 9) El sistema mostrado en la figura podría ser usado para pesar objetos, mediante un arreglo de galgas extensiométricos, G1 y G2, con un k= 3,5 y Ro= 350 Ω, dispuestas en una columna de cobre con E= 11,73x10 10 N/m2, radio= 3cm acondicionadas en un puente de Wheatstone, compensado por temperatura, alimentado con 12 V y completado con dos resistencias iguales de 500 Ω produciendo un voltaje de offset de 150 mv. 1. Identifique en la figura el medidor de deformación activo y el medidor de deformación pasivo. Justifique su respuesta. 2. Calcule el peso del objeto. 10) Se conectan cuatro termopares de hierro-constantan en serie, las temperaturas de las juntas de medición son: 200 ºF, 300 ºF, 100 ºF, y 32 ºF. Las temperaturas de las juntas de referencias son de 77 ºF. 1. Dibuje el esquema de conexión. 2. Calcule la temperatura promedio. 11) Para medir temperatura en un proceso se usa una termo resistencia PT100, que cuando la temperatura del proceso es -259,74 ºC presenta una R=0 Ω y δ= 25 mw/ºc. Se pregunta: 1) La resistencia del medidor cuando T= 20 ºC. 2) El coeficiente de temperatura a 20 ºC. 3) Con los datos calculados, diseñe un puente de Wheatstone con el voltaje de alimentación= 10 V, para medir temperatura en un rango de 25 º C a 50 º C, tal que el error por auto calentamiento no supere 1ºC. 12) Una termo resistencia PT200 presenta una resistencia de 0 Ω a -200 º C, es utilizada en un puente de Wheatstone con una resolución de 20 mv, diseñado de tal forma R1=R2=300 Ω, alimentado con una fuente de 10 V y con una resistencia variable R3 fijada en 300 Ω para nulificar el puente. Se pregunta: 1. La temperatura para la cual se nulifica el puente. 2. Cual es el mínimo cambio de temperatura perceptible por el puente.

8 13) Estudiar la teoria del capitulo 8 y 9 del Libro: Sistemas de Medición. Principios y Aplicaciones, John Bentley, disponible en la biblioteca