TRABAJO FINAL DE MEDICIONES ELECTROMECANICAS

TRABAJO FINAL DE MEDICIONES ELECTROMECANICAS

José E. Bayas F.                Marco Nuñez

Universidad Técnica de Cotopaxi

jose.bayas@utc.edu.ec

Resumen – En el presente trabajo de investigación se plantea mostrar la comprensión de la materia mediante ejercicios de aplicacion de la materia, por tanto, se debe diseñar el sistema de acondicionamiento de señal para lectura de temperatura con PT100 y termopar, adicional se debe implementar el sistema de adquisicion de datos conversión A/D usando microcontroladores y presentar los datos de temperatura en una pantalla.

Abstract - In the present research work, it is proposed to show the understanding of the matter through exercises of application of the matter, therefore, the signal conditioning system must be designed for temperature reading with PT100 and thermocouple, additionally the system of data acquisition A/D conversion using microcontrollers and displaying temperature data on a screen.

I. INTRODUCCIÓN

La ingeniería implica aplicar principios físicos para diseñar dispositivos en beneficio de la humanidad. Pero los principios físicos no pueden comprenderse sin medición. De hecho, los físicos suelen afirmar que la física es la ciencia que mide la realidad. Así como las mediciones son una herramienta para conocer el mundo físico, los instrumentos son herramientas para medición. [1]

Los instrumentos electrónicos se usan en todos los campos de la ciencia y la ingeniería. Han proliferado en la ciencia y la tecnología hasta tal punto que sería ridículo adquirir una educación científica o técnica sin tener contacto con instrumentos electrónicos. Por ejemplo, los físicos, fisiólogos, químicos y biólogos deben aprender a usar instrumentos electrónicos. En cuanto a los estudiantes de ingeniería eléctrica en particular, la habilidad para operar instrumentos electrónicos digitales y analógicos es crucial. Tales instrumentos incluyen amperímetros, voltímetros, óhmetros, osciloscopios, analizadores de espectro y generadores de señales.

1. Amplificador Operacional

El amplificador operacional es un dispositivo electrónico que consta de un complejo sistema de resistores, transistores, capacitores y diodos. Una exposición completa de lo que se halla dentro del amplificador operacional escapa al alcance de este libro.  Aquí bastará con tratarlo como un componente de circuitos y con estudiar lo que ocurre en sus terminales.

[pic 1]

Figura 1. Amplificador Operacional

Para facilitar la comprensión de los circuitos de amplificadores operacionales, se supondrá que son amplificadores operacionales ideales. Un amplificador operacional es ideal si tiene las siguientes características:

1. Ganancia infinita de lazo abierto, .[pic 2]
2. Resistencia de entrada infinita, .[pic 3]
3. Resistencia de salida cero, .[pic 4]

[pic 5][pic 6]

Figura 2. a) Configuracion de Terminales, b) Símbolo de circuitos

1. Termopares o Termocuplas

Un termopar opera bajo el pricipio de que una junta de metales no similares genera un voltaje que varia con la temperatura. Ademas al conectar el cable del termopar al cable que lo conecta al dispositivo de medicion se crea una junta termoelectrica adicional conocida como junta fría. Entonces el voltaje medido, incluye el voltaje del termopar y los voltajes de junta fría. El método para compensar estos voltajes de junta fría no deseados es conocido como compensacion de junta fría. [1]

[pic 7]

Figura 3. Disposición práctica de la termocupla

Tipos de termocuplas

Tipo J. Tiene una unión de hierro y constantán, una aleación conformada por un 55% de cobre y 45% de níquel. Su rango de temperatura oscila entre 0 grados centígrados y +760 grados. Tiene una destacada aplicabilidad en la industria del plástico, la goma (para extrusión e inyección) y para la fundición de metales a bajas temperaturas, como zamac y aluminio. [2]

Tipo K. Unión de cromel y alumel que se traduce en temperaturas entre -200 grados centígrados y +1260 grados. Se recurre a ella para la fundición y en hornos con temperaturas menores a la indicada, por ejemplo, para la cocción de cobre, así como en hornos de tratamiento térmico.

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