Practica de Instrumentacion y control de Termopar y Pesos muertos

   Objetivos

• El alumno conocerá físicamente un termopar
• El Alumno realizara mediciones con y sin punta fría empleando un termopar.

   Introducción

   Los termopares se basan en el efecto descubierto por Sir Thomas Seebeck: en un circuito formado por dos metales distintos, A y B, con dos uniones a diferente temperatura, aparece una corriente eléctrica.

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   Se produce una conversión de energía térmica en energía eléctrica, o bien, si se abre el circuito, en una fuerza termo-electromotriz (f.t.e.m) que depende de los metales y de la diferencia de temperatura entre las uniones:

eAB = aT

   Donde “a” es el coeficiente de Seebeck y “T” la temperatura absoluta “a” representa la variación de tensión producida por la variación de 1º de temperatura para cada par de materiales. Así para el hierro-constantan “a” es de 0,0828mV por grado.

   Todos los pares de metales diferentes presentan este efecto. Para pequeños cambios de temperatura, la tensión de Seebeck es linealmente proporcional a la temperatura.

   El efecto Seebeck es una combinación de los efectos Peltier y Thomson:

• Efecto Peltier: cuando una corriente circula por la unión de dos metales diferentes se produce una absorción o liberación de calor en ésta, que es función de la dirección del flujo de corriente.
• Efecto Thomson: cuando una corriente circula por un metal homogéneo sometido a un gradiente de temperatura provoca una absorción o liberación de calor.

   Características de los termopares

   Comparativamente con los otros transductores de temperatura, los termopares destacan por su amplio margen de medida, globalmente de -270 a +3300 ºC, y en particular por las características siguientes:

1.  Positivas:

1. Dimensiones reducidas.
2. Estabilidad a largo plazo.
3. Robustos, versátiles y fiables.
4. Económicos.
5. Transductores activos (no requieren excitación externa).

1.  Negativas:

1.  Baja sensibilidad.
2.  Baja linealidad.
3.  Requieren unión de referencia.

   Tipos de termopares

   Para cada tipo de aplicación hay que escoger el tipo de termopar que más se ajuste a las necesidades del diseño. Los factores que determinan la elección, en orden de importancia, son:

• Margen de temperaturas a medir.
• Compatibilidad con la atmósfera del entorno del termopar.
• Coste.
• Tensión por grado de temperatura.

Método experimental

Respuesta del termopar al aumento de temperatura

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Respuesta del termopar de la disminución de temperatura

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Resultados

Tabla 1.  Temperaturas en aumento del Agua medidas con termómetro de mercurio y el cálculo de la temperatura del termopar a base de la FEM y la temperatura del termómetro de mercurio.

[pic 8]

Grafica 1. Representa la temperatura calculada con las tablas para termopar tipo “j” vs el voltaje en mV medido con el multímetro cuando la temperatura del agua aumentaba.

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