Estimado Alumno de la Asignatura de Sensores, Transductores y Acondicionadores de Señal (STAS) del curso 03/04,



Documentos relacionados
Alumno de la Asignatura de Sensores, Transductores y Acondicionadores de Señal (STAS) del curso 00/01,

APLIC EE 1 - Aplicaciones de la Ingeniería Electrónica I

Aceleración Temperatura Presión Humedad Fuerza Intensidad de luz. Introducción a la Electrónica

Tema 06: Tipos de sensores

SISTEMAS AUTOMÁTICOS DE CONTROL

TRANSDUCTORES. La descripción de un transductor se basa generalmente en la mayoría o todas de las consideraciones siguientes:

TRANSDUCTORES DE POSICIÓN Y DESPLAZAMIENTO (I)

Clase 3. Sensores (II).

LIBRERÍA DE SENSORES PARA SIMULACION CON PSPICE

S & C Instrumentación de proceso y analítica. Capitulo II

Fundamentos de medición de temperatura

Manómetros electromecánicos - Complemento al Tema 1

Escuela de Ingeniería Eléctrica y Mecánica Facultad de Minas Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín

CUESTIONARIO UNIDAD III.- ELEMENTOS PRIMARIOS Y TRANSDUCTORES

TRANSDUCTORES CAPACITIVOS

Sensores. Sensores internos Sensores de presencia Sensores de posición Sensores de velocidad Sensores de fuerza

Universidad de Costa Rica Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Eléctrica. Sensores utilizados en la Automatización Industrial

Contenido del módulo 3 (Parte 66)

Esp. Duby Castellanos

SENSORES DE TEMPERATURA

BLOQUE "C" Sistemas automáticos

SENSORES EN ROBÓTICA. Sandra Isabel Vargas L.

Si la intensidad de corriente y su dirección no cambian con el tiempo, entonces esa corriente se llama corriente continua.

TEMA 2: SENSORES RESISTIVOS

Y ACONDICIONADORES TEMA

ORIENTACIONES PARA LA MATERIA DE FÍSICA Convocatoria 2010

Mediciones de Magnitudes no Eléctricas. Unidad 2

Las resistencias disipan la energía, los capacitores e inductores la almacenan. Un capacitor es un elemento pasivo diseñado para almacenar energía en

CENTRO INDUSTRIAL Y DEL DESARROLLO TECNÓLOGICO. Ingeniero Electrónico. Julio César Bedoya Pino

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL FACULTAD REGIONAL ROSARIO DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA TRABAJO PRÁCTICO Nº 13

Resistencias. Resistencias. Resistencias variables. Tolerancia. Potencia de disipación

UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA E INFORMÁTICA SÍLABO

bimetal es una pieza formada por dos metales con distintos coeficientes de dilatación

Medida de magnitudes mecánicas

Medida de magnitudes mecánicas

TEMA 6: CIRCUITOS DE ACONDICIONAMIENTO PARA SENSORES RESISTIVOS

MEDICIÓN DE TEMPERATURA

Practica 01: Sensores de luz y temperatura

Introducción a la Electrónica

El desvío no puede ser calculado pero puede ser corregido o compensado

b) La realimentación se utiliza en los sistemas de control para amplificar más las señales de entrada.

La electricidad. La electricidad se origina por la separación o movimiento de los electrones que forman los átomos.

Centro de Bachillerato Tecnológico Industrial y de Servicios nº 137. Submódulo: Prueba Circuitos Eléctricos y Electrónicos Para Sistemas de Control

PRUEBA ACCESO A CICLOS FORMATIVOS DE GRADO SUPERIOR OPCIÓN B TECNOLOGÍA. Instrucciones:

Nociones básicas sobre adquisición de señales

Indice. 1 - Introducción a los sistemas de medida. 2 - Sensores resistivos

MEDICIONES Y PRUEBAS ELÉCTRICAS Y ELECTRÓNICAS

Red de Seguimiento de Cambio Global en la Red de Parques Nacionales CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS EQUIPOS Y SENSORES DE ESTACIONES METEOROLÓGICAS.

ELEMENTOS DE UN CIRCUITO Unidad 1. Conceptos básicos de electricidad

PRUEBA ACCESO A CICLOS FORMATIVOS DE GRADO SUPERIOR OPCIÓN B TECNOLOGÍA. Instrucciones:

Tema 1: Circuitos eléctricos de corriente continua

CAPÍTULO COMPONENTES EL DIODO SEMICONDUCTORES: 1.1 INTRODUCCIÓN

Apuntes de transductores

INDICE Capitulo 1. Medida y Test Capitulo 2. Características Funcionales Capitulo 3. Fuentes de Error Capitulo 4. Fiabilidad


SISTEMA DE PUESTA A TIERRA ELECTROMAGNÉTICO TERRAGAUSS.

Transductores TALLER DE TECNOLOGÍA IV: INSTRUMENTACIÓN. GUIA No. 2 TRANSDUCTORES

TEMA I. Teoría de Circuitos

P9: ENSAYO DE VACÍO Y CORTOCIRCUITO DEL TRANSFORMADOR MONOFÁSICO FUNDAMENTOS DE TECNOLOGÍA ELÉCTRICA

SENSORES. - La señal eléctrica es modificada por un sistema de acondicionamiento de señal, cuya salida es un voltaje.

Capítulo 2 Instrumentación industrial

Integración de una resistencia calefactora de SiC y un tubo de nitruro de silicio en baños de aluminio fundido

PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO.

PROGRAMACIÓN DE INTERFACES SENSORES

Termistores NTC (Coeficiente Temperatura Negativo):

Componentes Electrónicos

SISTEMAS AUTOMÁTICOS DE CONTROL

UNIVERSIDAD CARLOS III DE MADRID Departamento de Tecnología Electrónica Instrumentación Electrónica I

SENSORES Y ACONDICIONADORES TEMA 4 (1) SENSORES RESISTIVOS (Potenciómetros y Galgas)

Electrón: partícula más pequeña de un átomo, que no se encuentra en el núcleo y que posee carga eléctrica negativa.

2.- Sensores y Actuadores

Sensores. Ing. José Roberto Vignoni. Año Instrumentación y Comunicaciones Industriales

SENSORES Y ACONDICIONADORES DE SEÑAL por PALLAS ARENY Editorial Marcombo

INYECCIÓN de GASOLINA. SENSORES o CAPTADORES

Sección 6: MEDICION DE CAUDALES Y PRESIONES

Señal de Referencia: Es el valor que se desea que alcance la señal de salida. SET POINT.

ENERGÍA Y ELECTRICIDAD Circuitos eléctricos

Polo positivo: mayor potencial. Polo negativo: menor potencial

3. 1 Generalidades y clasificación de los generadores. Según sea la energía absorbida, los generadores pueden ser:

Sistemas de percepción Sensores resistivos

Sensores digitales 5.1 CODIFICADORES DE POSICIÓN Codificadores increméntales. D = π 2 X

Instrumentación y Ley de OHM

PROFESOR: ING. EUMAR LEAL

Tema: Dispositivos de control de motores.

Asignaturas antecedentes y subsecuentes

Curso sobre Controladores Lógicos Programables (PLC).

UTN- FRM Medidas Electrónicas I Página 1 de 6

Revista de actualidad de Higiene y Seguridad Laboral editada por la Cámara Argentina de Seguridad

LAS RESISTENCIAS: BOBINADAS:

Transductores. Ing. Romeo Altúzar Meza

REVISTA COLOMBIANA DE FÍSICA, VOL. 34, No

Diseño de una caja de refrigeración por termocélulas

Esp. Duby Castellanos MEDICIÓN DE LA VARIABLE PRESIÓN. Esp. Duby Castellanos

1. INTRODUCCIÓN A LOS CONVERTIDORES CA/CC

Tutorial de Electrónica


Mediciones eléctricas XII

Corriente Alterna: actividades complementarias

Fundamentos físicos y conceptos básicos sobre sensores

Transcripción:

EXAMEN CONVOCATORIA ORDINARIA CURSO 2003 2004 SENSORES, TRANSDUCTORES Y ACONDICIONADORES DE SEÑAL Estimado Alumno de la Asignatura de Sensores, Transductores y Acondicionadores de Señal (STAS) del curso 03/04, el examen consta de tres partes, que corresponden al primer, segundo y tercer parcial de la asignatura. Aquellos alumnos que NO hayan superado algún parcial, deben examinarse del mismo. Cada examen parcial dispone de sus propias instrucciones que han de ser leídas detenidamente y seguidas por el alumno. En Las Palmas de Gran Canaria a martes, 10 de febrero de 2004 Fdo.: Juan Antonio Montiel-Nelson EXAMEN DE CONVOCATORIA ORDINARIA DE STAS. CURSO 03/04. 1

1er EXAMEN PARCIAL CURSO 2003 2004 SENSORES, TRANSDUCTORES Y ACONDICIONADORES DE SEÑAL Estimado Alumno de la Asignatura de Sensores, Transductores y Acondicionadores de Señal (STAS) del curso 03/04, el primer examen parcial consta de dos partes, una primera de cuestiones tipo tests, y una segunda de cuestiones a desarrollar. Se presentan 25 cuestiones y 6 cuestiones a desarrollar. Cada cuestión a desarrollar 1/2 punto, mientras que cada cuestión del test vale 7/25 partes de punto. En el examen tipo test las cuestiones erróneas o sin contestar no restan puntuación. Sin embargo, es imprescindible que no deje ninguna parte o cuestión sin contestar. En Las Palmas de Gran Canaria a martes, 10 de febrero de 2004 Fdo.: Juan Antonio Montiel-Nelson EXAMEN DE CONVOCATORIA ORDINARIA DE STAS. CURSO 03/04. 2

Cuestiones S N 1 Se denomina interferencia interna a aquellas señales que afectan al sistema de medida como consecuencia del principio utilizado para medir las señales de interés. 2 Se denomina interferencia externa a aquellas señales que afectan directamente a la salida debido a su efecto sobre las características del sistema de medida. 3 Una técnica de reducción y compensación de interferencias es la realimentación positiva. 4 En la medida de deformaciones con una galga extensométrica la temperatura es una interferencia. 5 El autocalentamiento, en una galga extensométrica, depende de la tensión de alimentación. 6 Idealmente, las galgas deberían se puntuales para medir los esfuerzos. 7 Los materiales empleados para la fabricación de galgas extensométricas son generalmente diversos conductores metálicos. 8 Idealmente las galgas deberían se puntuales para medir los esfuerzos. 9 Las galgas extensométricas metálicas se fabrican en un sustrato de silicio. 10 RTD es el acrónimo de Resistance Temperatura Detector. 11 El fundamento de una RTD es la variación de la resistencia de un conductor con la temperatura. 12 Una limitación a considerar en el uso de una RTD es la posible presencia de deformaciones mecánicas. 13 Las aplicaciones más inmediatas de los detectores de temperatura resistivos es la medida de temperaturas. 14 Una limitación a considerar en el uso de una RTD es la posibilidad de gradientes de temperatura. 15 Una aplicación distinta de un PTR es la medida de la velocidad de un fluido, o anemometría de hilo caliente. 16 El fundamento de los termistores se basa en la dependencia de la resistencia de los semiconductores con la temperatura. 17 En la zona de autocalentamiento, el termistor es sensible a cualquier efecto que altere el ritmo de disipación de calor. 18 Las NTC se fabrican a base de mezclar y sintetizar óxidos dopados de metales. 19 La composición de una PTC de conmutación está basada en titanato de bario al que se añade titanato de plomo o de circonio. 20 Las fotorresistencias o fotoconductores se fundamentan en la variación de la resistencia eléctrica de un semiconductor al incidir en él la radiación óptica. 21 La conductividad eléctrica en un material depende del número de portadores en la banda de conducción. 22 En un semiconductor, a baja temperatura, la mayor parte de sus electrones están en la banda de valencia. 23 LDR es el acrónimo de Light Dependent Resistors. 24 Las soluciones acuosas de una sal higroscópica depositadas sobre un substrato de plástico se emplean como higrómetros resistivos. 25 Los termistores de medida funcionan en régimen de autocalentamiento. EXAMEN DE CONVOCATORIA ORDINARIA DE STAS. CURSO 03/04. 3

Teoría 1. Fundamento de las magnetorresistencias. Teoría 2. Fundamento del efecto piezorresistivo. Teoría 3. Fundamento del anemómetro de hilo caliente. Teoría 4. Fundamento del efecto fotorresistivo. Teoría 5. Higrómetro resistivo. Teoría 6. Aplicaciones de los termistores en régimen de autocalentamiento. EXAMEN DE CONVOCATORIA ORDINARIA DE STAS. CURSO 03/04. 4

2º EXAMEN PARCIAL CURSO 2003 2004 SENSORES, TRANSDUCTORES Y ACONDICIONADORES DE SEÑAL Estimado Alumno de la Asignatura de Sensores, Transductores y Acondicionadores de Señal (STAS) del curso 03/04, el segundo examen parcial consta de tres partes, una primera de cuestiones tipo tests, una segunda de cuestiones a desarrollar y una tercera de problemas. Se presentan 2 problemas, 25 cuestiones y 2 cuestiones a desarrollar. Cada problema vale 1 punto, cada cuestión a desarrollar 1/2 punto, mientras que cada cuestión del test vale 7/25 partes de punto. En el examen tipo test las cuestiones erróneas o sin contestar no restan puntuación. Sin embargo, es imprescindible que no deje ninguna parte o cuestión sin contestar. En Las Palmas de Gran Canaria a 4 martes, 10 de febrero de 2004 Fdo.: Juan Antonio Montiel-Nelson EXAMEN DE CONVOCATORIA ORDINARIA DE STAS. CURSO 03/04. 5

Cuestiones S N 1 El empleo de un condensador variable como transductor no está sujeto a ninguna limitación. 2 Una limitación de los transductores capacitivos es el aislamiento entre placas. 3 En un transductor capacitivo los cables de conexión son una fuente de interferencia. 4 Una ventaja de los transductores capacitivos es la estabilidad. 5 Una ventaja de los transductores capacitivos es la reproducibilidad. 6 La alta resolución es una ventaja de los transductores capacitivos. 7 Las variaciones de la constante dieléctrica se aplican en la medida de humedad. 8 Una aplicación de los transductores capacitivos es la medida de desplazamientos. 9 Una aplicación de los transductores capacitivos es la medida de nivel. 10 Un condensador diferencial aumenta la sensibilidad y linealidad. 11 El LVDT es un transductor que mide fuerza en términos del desplazamiento del núcleo móvil de un transformador diferencial. 12 La inductancia de un circuito indica la magnitud de flujo magnético que concatena debido a una corriente eléctrica. 13 La aplicación de una inductancia no está sujeta a ninguna limitación. 14 Una limitación de la inductancia magnética son los campos magnéticos parásitos. 15 La relación L (inductancia) y R (reluctancia) no es constante. 16 Los materiales magnéticos deben funcionar por encima de la temperatura de Curie. 17 Una ventaja del transductor magnético es que le afecta poco la humedad. 18 Una aplicación de un transductor de reluctancia variable es la medida de desplazamientos. 19 Una aplicación de un transductor de reluctancia variable es la medida de posición. 20 Una aplicación de un transductor de reluctancia variable es la detección por proximidad. 21 Una aplicación de un transductor de reluctancia variable es la medida de espesores. 22 Los transductores basados en corrientes de Foucault son de reactancia variable. 23 La ventaja de los transductores de corrientes de Foucault es que no requieren materiales ferromagnéticos. 24 En un LVDT la sensibilidad aumenta al hacerlo la resistencia de carga. 25 Los transductores de reactancia variable son del grupo de transductores generadores. EXAMEN DE CONVOCATORIA ORDINARIA DE STAS. CURSO 03/04. 6

Teoría 1. Fundamento de los transductores basados en corrientes de Foucault. Teoría 2. Fundamento de los transductores basados en una variación de la reluctancia. EXAMEN DE CONVOCATORIA ORDINARIA DE STAS. CURSO 03/04. 7

Problema 1. Suma de Medidas. Se ha de realizar una suma de temperaturas en el margen de 1 (ºC) a 700 (ºC) con un puente de Wheatstone. La disposición de los transductores es la de puente diferencial. Para ello se dispone de una sonda de platino, y de un termistor NTC. Ambos con resistencia de 100 (Ω) a 50 (ºC) y coeficiente de temperatura de 0,4%(/ºC) en valor absoluto y coeficiente de disipación térmica de δ de 1 (mw/ºc), en las condiciones de medida. Diseñar el puente de continua, alimentado a tensión constante, para que el error de sensibilidad sea inferior a 2 (ºC). Cuál debe ser la tensión de alimentación para que el error absoluto en temperatura sea sólo de 0,05 (ºC). Justifique el rango de temperaturas el cual el puente es menos sensible. De igual forma exponga y deduzca el rango de temperaturas en el cual dicha sensibilidad es máxima. NOTA.- En caso de reducirse estos rangos de temperaturas específicas, determine las mismas. EXAMEN DE CONVOCATORIA ORDINARIA DE STAS. CURSO 03/04. 8

EXAMEN DE CONVOCATORIA ORDINARIA DE STAS. CURSO 03/04. 9

EXAMEN DE CONVOCATORIA ORDINARIA DE STAS. CURSO 03/04. 10

EXAMEN DE CONVOCATORIA ORDINARIA DE STAS. CURSO 03/04. 11

Problema 2. Medidas diferenciales. Se desea medir la temperatura en el margen de 50 (ºC) a 700 (ºC) con un termómetro diferencial, donde el error debe ser inferior a 5 (ºC). Para ello se dispone se sondas de platino de 100 (Ω) a 50 (ºC), con coeficiente de temperatura de 0,4%(/ºC) y coeficiente de disipación térmica de δ = 1 (mw/ºk), en las condiciones de medida. Diseñar el puente de continua, alimentado a tensión constante. Cuál debe ser la tensión de alimentación para que el error absoluto en temperatura sea sólo de 0,05 (ºC). EXAMEN DE CONVOCATORIA ORDINARIA DE STAS. CURSO 03/04. 12

EXAMEN DE CONVOCATORIA ORDINARIA DE STAS. CURSO 03/04. 13

EXAMEN DE CONVOCATORIA ORDINARIA DE STAS. CURSO 03/04. 14

3er EXAMEN PARCIAL CURSO 2003 2004 SENSORES, TRANSDUCTORES Y ACONDICIONADORES DE SEÑAL Estimado Alumno de la Asignatura de Sensores, Transductores y Acondicionadores de Señal (STAS) del curso 03/04, el tercer examen parcial consta de tres partes, una primera de cuestiones tipo tests, una segunda de cuestiones a desarrollar y una tercera de problemas. Se presentan 2 problemas, 25 cuestiones y 2 cuestiones a desarrollar. Cada problema vale 1 punto, cada cuestión a desarrollar 1/2 punto, mientras que cada cuestión del test vale 7/25 partes de punto. En el examen tipo test las cuestiones erróneas o sin contestar no restan puntuación. Sin embargo, es imprescindible que no deje ninguna parte o cuestión sin contestar. En Las Palmas de Gran Canaria a 29 de enero de 2004 Fdo.: Juan Antonio Montiel-Nelson EXAMEN DE CONVOCATORIA ORDINARIA DE STAS. CURSO 03/04. 15

Cuestiones S N 1 Los transductores termoeléctricos se basan en efectos irreversibles. 2 El efecto Peltier es independiente del origen de la corriente. 3 En las uniones de termopar no interesa tener una resistividad elevada. 4 El efecto piezoeléctrico consiste en la aparición de una polarización eléctrica. 5 El ferromagnetismo no está relacionado con el espín de los electrones. 6 El efecto piroeléctrico es análogo al piezoeléctrico. 7 La piroelectricidad no se basa en la anisotropía de los cristales. 8 El efecto fotoeléctrico interno permite obtener de una tensión eléctrica. 9 Los transductores amperimétricos son propiamente generadores. 10 Los electrodos de gases son de doble membrana. 11 Las figuras de Moiré se utilizan en los codificadores absolutos de posición. 12 Los codificadores ópticos son los que ofrecen la mayor resolución. 13 Los codificadores de posición absolutos no ofrecen a su salida una señal codificada. 14 El código Gray es el más empleado como código continuo. 15 Los transductores de frecuencia variable no requieren de un frecuencímetro contador para medir la frecuencia de oscilación. 16 Los termómetros digitales de cuarzo se basan en el coeficiente de temperatura del oscilador de cuarzo eléctrico. 17 La frecuencia de oscilación de una galga acústica cae fuera de la banda audible. 18 El transductor basado en cilindros vibrantes se fundamente en el mismo principio que el de las galgas acústicas. 19 Los transductores SAW se utilizan para producir una perturbación en la superficie de un líquido. 20 Inductosyn en una marca registrada. 21 Los transductores magnetoestrictivos no son los magnetoelásticos. 22 Los tacogeneradores se fundamentan en la Ley de Faraday. 23 Los caudalímetros electromagnéticos se basan en las corrientes de Foucault. 24 Los transductores basados en el efecto Hall se utilizan para medir campo magnético. 25 Los transductores de efectos Hall son insensibles a la temperatura. EXAMEN DE CONVOCATORIA ORDINARIA DE STAS. CURSO 03/04. 16

Teoría 1. Caudalímetro de vórtices. Teoría 2. Transductores basados en dispositivos de ondas superficiales. EXAMEN DE CONVOCATORIA ORDINARIA DE STAS. CURSO 03/04. 17

Problema 1. Convertidor digital a resolver. Rellenar la tabla adjunta con el fin de definir el funcionamiento en los cuatro cuadrantes del convertidor D/R. Cuadrante Bit Interruptores sen α cos α 1 2 cerrados 1 0 0 + + A,C 2 3 4 EXAMEN DE CONVOCATORIA ORDINARIA DE STAS. CURSO 03/04. 18

Problema 2. Autocorrección a la Deriva. Describa el funcionamiento del siguiente esquema. EXAMEN DE CONVOCATORIA ORDINARIA DE STAS. CURSO 03/04. 19