ELT 3842 INSTRUMENTACION LABORATORIO No. 2 MEDICION DE TEMPERATURA MEDIANTE TERMOCUPLAS

2.1. OBJETIVOS.

- Verificar la variación de f.e.m. de las termocuplas tipo J, T y K en función de la temperatura.

- Aplicar los amplificadores operacionales de instrumentación, para la amplificación y

adecuación de la f.e.m. generada por las termocuplas.

2.2. FUNDAMENTO TEORICO.

El funcionamiento de las termocuplas se basa en el efecto descubierto por Thomas Seebeck en el año

1821. Cuando dos hilos compuestos de metales diferentes se unen en ambos finales y uno de los

finales es calentado, existe una corriente continua que fluye en el circuito termoeléctrico, como se

aprecia en la figura:

Unión de Unión de

referencia Metal A medida

o o

Unión fría Metal B Unión caliente

Efecto Seebeck

Esta circulación de corriente obedece a dos efectos termoeléctricos combinados, el efecto Peltier que

provoca la liberación o absorción de calor en la unión de dos metales distintos cuando una corriente

circula a través de la unión y el efecto Thomson que consiste en la liberación o absorción de calor

cuando una corriente circula a través de un metal homogéneo en el que existe un gradiente de

temperatura.

Si el circuito anterior se abre por el centro, se tiene un voltaje (Seebeck) de circuito abierto, el cual es

una función de la temperatura de la unión y de la composición de los dos metales A y B.

Metal A

+ Unión Caliente

eAB = fem

-

Metal B

eAB = Voltaje Seebeck

Se tienen los siguientes tipos de termocuplas comerciales: y de aplicación industrial:

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LABORATORIO DE CONTROL E INSTRUMENTACION

2

TERMOCUPLAS

Tipo de Metales

Símbolo

+ -

Temp. de utilizacion °C F.e. m. a 100° C

T Cobre Cobre-Níquel T -200°C +350°C 4.277

J Hierro Cobre-Níquel J -40°C +750°C 5.268

E Níquel-Cromo Cobre-Níquel E -150°C +800°C 6.317

K Níquel-Cromo Níquel-Aleado -150°C +1100°C 4.095

N Níquel-Silicio-Cromo Níquel-Silicio -150°C +1100°C 2.774

R Platino 13% Rodio Platino 0°C +1600°C 0.647

S Platino 10% Rodio Platino 0°C +1550 0.645

B Pt 30% Rh Pt 6% Rh -600°C +1550°C 0.033

CÓDIGO DE COLORES PARA TERMOCUPLAS

ANSI DIN MAGNETISMO

TIPO

+ - + - + -

E Púrpura Rojo Rojo Negro No No

J Blanco Rojo Rojo Azul Si No

K Amarillo Rojo Rojo Verde No Si

R/S Negro Rojo Rojo Blanco No No

T Azul Rojo Rojo Marrón No No

2.3.DESARROLLO.

1.- Ejecute el montaje de la termocupla (sensor) y los instrumentos de medición de la figura 1.

099ºC

INDICADOR

DIGITAL

MILIVOLTIMETRO

HORNO

DE

RESISTENCIA

termopar

UDC 2000

FIGURA 1

2.- Utilizando un termopar tipo T, mida con un milivoltímetro los milivoltios generados cada 5ºC

mediante el indicador digital.

3.- Utilizando un termopar tipo J, mida con un milivoltímetro los milivoltios generados cada 5ºC

mediante el indicador digital.

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LABORATORIO DE CONTROL E INSTRUMENTACION

3

4.- Utilizando un termopar tipo K, mida con un milivoltímetro los milivoltios generados cada 5ºC

mediante el indicador digital.

5.- Ejecute el circuito de la figura 2, realice la medición de los milivoltios generados en las

termocuplas tipo T, J y K y la tensión de salida Uo, cada 5 ºC.

-

+

TERMOPAR

10K

8M

TESTER 1 TESTER 2

...