Preguntas

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:

La resistencia del medidor cuando T= 20 ºC.

El coeficiente de temperatura a 20 ºC.

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 autocalentamiento no supere 1ºC.

Solución

1) La función de temperatura relacionada con la resistencia de una PT es

R=Ro(1+β(T_2-T_1 ))

Usualmente se tiene que, para una PT100, la resistencia presentada tiene un valor de 100Ω cuando el valor de la temperatura es de 0 °C.

Por lo cual

0=100(1+β(-259.74))

0=(100+100β(-259.74))

-100=-259740 β

(-100)/(-259740)=β

β=3.85000385*〖10〗^(-3) (periodico)

Para una temperatura de 20 ºC

R=100(1+(3.85000385*〖10〗^(-3) )(20))

R≈107.77Ω

2) El coeficiente de temperatura representado en la ecuación anterior por la letra griega β puede hallarse (como ya se hizo) despejándose de la ecuación:

R=Ro(1+β(T_2-T_1 ))= Ro+β (Ro(T_2-T_1 ))

Donde:

β=(R-Ro)/Ro(T_2-T_1 )

Para nuestro caso:

β=((107.7-100))/(100(20-0))=3.85000385*〖10〗^(-3)

3) Puente de Wheatstone

R_Tmin (25 °C) = X

X=100(1+(3.85000385*3)(25))

X=109.625 Ω

R_Tmax (50°C) = Y

Y=100(1+(3.85000385*〖10〗^(-3) )(50))

Y=119.250 Ω

Para calcular la corriente en el circuito de autocalentamiento se tienen en cuenta arias consideraciones, la primera es que el ∆T es de una escala menor que la del error máximo por lo cual será de 0.1, con lo cual la corriente debería ser entonces de máximo

I = √(((∆T)*δ)/R_0 )

I = √(((∆T)*(δ))/109.625)

I = √((0.1*(25*〖10〗^(-3)))/109.625)

I =4.775 mA

Ahora

10 V=(4.775mA)*(119.25Ω+Rs)

10V-(0.57 V)=((4.775 mA)(Rs))

9.43V/(4.775 mA)=((Rs))

Rs=1.975KΩ

Resumen Dispositivos Semiconductores

Una de las revoluciones tecnológicas de mayor impacto sobre nuestra sociedad de mediados

del siglo XX fue el desarrollo de dispositivos eléctricos basados en el estudio de las

propiedades físicas de los materiales semiconductores. Los dispositivos semiconductores o

comúnmente llamados dispositivos de estado sólido han permitido la evolución de la industria

tradicional por la enorme reducción de tamaño, el bajo consumo de potencia y costo,

respuesta rápida, acompañada de una mucho mayor durabilidad y confiabilidad.

El diodo es el dispositivo semiconductor más simple pero a la vez fundamental, debido a que

su funcionamiento es clave para poder entender todos los demás dispositivos

semiconductores. Este consiste en una unión tipo p-n que se construye a partir de un

semiconductor que es dopado de manera que sea de tipo n, es decir, que transporta

electrones (ej. Dopado de fósforo) y un semiconductor tipo p, es decir, que transfiere

vacantes positivas (ej. Dopado de Aluminio). (Ver fig. 1)

Fig.1 Unión tipo pn

Imagen tomada de Callister, D, William. Introducción a la Ciencia e Ingeniería de los Materiales

Cuando se unen dos semiconductor uno tipo n y otro de tipo p, el numero de electrones y

vacantes inicialmente desiguales generan un movimiento de electrones a través de la unión

desde el lado n hacia el lado p y de vacantes desde el lado p hacia el lado n. Al conectar

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