Calibrador de Manometros

Universidad Tecnológica del PerúLaboratorio de termofluidos

FACULTAD DE INGENIERÍA

ELECTRÓNICA Y MECATRÓNICA

CURSO : LABORATORIO DE TERMOFLUIDOS

TEMA : CALIBRADOR DE MANOMETROS

DOCENTE :

ALUMNOS : Borja Herrera, Jhon Anderson

León Zevallos, Daniel Alexander

TURNO : SABADO14:40 – 16:20

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LABORATORIO N° 1

CALIBRADOR DE MANOMETROS

OBJETIVOS:

-Familiarizarse con términos instrumentistas tales como amplitud, rango, sensibilidad y zona

muerta, para identificarlos en los instrumentos.

-Reconocer los posibles desvíos existentes en un manómetro que se encuentra des calibrado.

-Eliminar los posibles desvíos mediante un proceso de calibración utilizando un calibrador de

pesos muertos.

-Comprobar que el manómetro ha quedado calibrado efectuando mediciones de presiones

conocidas

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FUNDAMENTOTEORICO:

Manómetro

Un manómetro es un aparato que sirve para medir la presión de gases o líquidos

contenidos en recipientes cerrados

Los manómetros son de dos tipos, entre los cuales tenemos:

a) Manómetros del tipo abierto: Para medir presiones manométricas.

b) Manómetros diferencial: Para medir diferencias de presión.

Los manómetros utilizados durante la práctica están compuestos principalmente

por:

a. Un tubo Bourdon tipo C, que sirve como elemento sensor de la presión.

b. Un mecanismo de amplificación formado por un piñón y una cremallera.

c. Una carátula con la escala impresa.

d. Una aguja indicadora.

Funcionamiento :

del manómetro se basa en la propiedad que tiene el tubo Bourdon de

deflectarse al recibir presión, esta deflexión se comunica a la cremallera mediante una

varilla que une a esta con e] extremo libre del tubo Bourdon y la cremallera a su vez

engrana con el piñón que está conectado con el eje de la aguja indicadora.

Se debe tener la precaución de no someter el manómetro a presiones mayores de la

permitida por la máxima del rango, ya que esto traería como consecuencia deformaciones

en el tubo Bourdon y daño irreparable del manómetro.

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Características estáticas de los instrumentos:

Son aquellas que se consideran cuando la entrada del instrumento no varía con el

tiempo, pueden ser de dos tipos:

Deseables

Exactitud

Reproducibilidad

Sensibilidad

Indeseables.

Error estático

Desvío

Zona muerta.

Exactitud: Representa el grado de acercamiento de la salida del instrumento al valor verdadero

que debe corresponder a la misma. Se expresa en función de la amplitud o de la salida del

instrumento.

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Error estático: Es la diferencia entre la salida del instrumento correspondiente a una entrada

(que no varía con el tiempo) y el valor de la salida que verdaderamente debe corresponder a esa

entrada.

Reproducibilidad: Es el grado de acercamiento de la salida del instrumento para una entrada

correspondiente, la cual se repite bajo condiciones idénticas a través del tiempo.

Desvío: El desvío representa la forma como la salida del instrumento se desvía del valor que debe

corresponder a cada entrada a través de todo su rango, existen tres tipos de desvío:

a. Desvío de cero: Cuando la salida del instrumento se desvía en la misma cantidad, en exceso o

en defecto, para todo el rango de entrada

b. Desvío de amplitud {o multiplicación): Cuando la salida del instrumento varía desde cero hasta

un máximo en cantidades proporcionales, en exceso o en defecto

c. Desvío de angularidad: aparece cuando la salida del instrumento no coincide en algún punto

con el rango esperado de salida. Este error puede dar salidas mayores o menores que el valor

verdadero según sea el punto considerado

Sensibilidad: Es el menor cambio en la entrada del instrumento para el cual este comienza a

responder.

Zona muerta: Es el máximo rango de valores de entrada en el cual el instrumento no responde.

O sea que es el doble de la sensibilidad.

El error de Histéresis: Es la máxima diferencia existente entre dos lecturas de n mismo valor de

la variable, efectuándose, una de las lecturas cuando la variable se pasea en la dirección

ascendente y la otra cuando lo hace en la dirección descendente. Este

errorcasi siempre es despreciable si es menor que la sensibilidad del

instrumento

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PROCEDIMIENTO:

Descripción y Manejo del equipo y construcción del equipo

El calibrador de manómetros consta en los esenciales de dos unidades:

Descripción y Manejo del equipo y construcción del equipo

La unidad de medición de presión.

Aquí esta enroscado de forma fija, con fines de ensayo, un manómetro de Bourdon que se debe

calibrar.

La unidad de carga.

La unidad de carga consta de varios pesos y un cilindro con embolo. Un aumento de la carga tiene

como consecuencia un aumento de la presión. La unidad de carga se comunica con la unidad de

medición de presión atreves de la tubería llena de aceite, con lo que el manómetro pueda indicar

aumento de la presión.

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Partes del calibrador de manometros

1 Placa de base 4 Manómetro2 Pesos 5 Tapón roscado3 Portapesos

Puesta en servicio

-Retirada del capuchón para transporte.

-Si es necesario, rellenar aceite y controlar el punto cero.

-Colocar el embolo.

ajuste del punto cero

-Para comprobar el punto cero del manómetro se tiene que proceder los siguientes pasos:

-Enroscar el volante del cilindro de compensación para hacer salir el embolo del cilindro.

-Retirar el embolo y el portapesos

-Regular el nivel del aceite el cilindro abierto de manera que el cilindro quede lleno hasta el

borde.

-El manómetro a comprobar tiene que indicar hora cero, ya que solo está sometido a la presión

del aire ambiente.

De no ser así, la aguja del manómetro se puede ajustar con un destornillador pequeño orificio

existente en el disco graduado del manómetro.

Rellenado de aceite hidráulico

Si a pesar de haber enroscado por completo el volante no está totalmente lleno el cilindro, se

tiene que rellenar aceite. Para ello, desenroscar el volante aproximadamente 10 – 15 mm e

introducir aceite al cilindro hasta que esté totalmente lleno.

Calibrado de un manómetro (comprobación)

Una vez comprobado el punto cero de un manómetro, se coloca de nuevo el portapesos en el

cilindro de la medida de medición de presión. Al hacerlo, el embolo de hace bajar lentamente

desenroscando el cilindro de la compensación, hasta que solo falta sobre el aceite con un guiado

suficiente. Para evitar un rozamiento de adherencia, imprimir al portapesos un ligero movimiento

de giro. La masa del portapesos es de 385g. Teniendo en cuenta el diámetro del embolo, de

12mm, se puede determinar el aumento de la presión de acuerdo con las siguientes formulas

básicas siguientes:

p= FAund F=m .g

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A: sección transversal del embolo.d: diámetro del embolo.F: fuerza.p: presión.m: masa de los cuerpos de carga.g: constante de la aceleración de la gravedad.

Con números resultan los siguientes valores:Por ejem = 0,385 kg

F=m .g=0.385kg9.81m

s2=3.78N

A=π4.d2= π

4.¿

p= PA

= 3.78N113.1mm

=0.0334N

mm2

Igualmente se puede determinar otras presiones que se originen por un aumento de peso sobre

el portapesos.

La indicación de 0,5 bar se consigue depositando un peso con una masa de 193g sobre el

portapesos. Los demás pesos son de 578g, lo que equivale para cada uno aun aumento de la

presión de 0,5 bar.

En una tabla resultan las siguientes relaciones entre la presión y el peso:

Masa en kg 0 0,385 0,578 1,156 1,734 2,312 2,890Presión en bares

0 0,334 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5

La clase de precisión

La designación de la clase de precisión indica al mismo tiempo el máximo error admisible del

aparato, en porcentaje referido al valor final de la escala. Un aparato de la clase 1.0 puede tener

un error de +/-1% del valor final de la escala. Con un campo de indicación de 0 – 2,5 bares y una

clase de precisión 1.0 resulta de esto un error máximo admisible de 0,025 bar para todo el campo

de la escala.

Seguridad

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-Peligros para el equipo y su funcionamiento

Para el transporte se debería retirar el pistón de la unidad de la carga. Se debe prestar atención a

que el cilindro no se dañe con rayas ni, menos aún, con estrías. De suceder esto ya no estaría

garantizada la estanquizacion metálica.

La unidad de carga se debería proteger a un el capuchón adjunto para su transporte, a fin de que

no se pierda aceite. Para colocar y retirar el capuchón es posible que se tenga que accionar el

cilindro de compensación.

Precaución: Por la abertura podría salir aceite a presión.

El disco graduado del manómetro de Bourson es de vidrio y se puede romper.

-Quitar el tapón roscado (fig. 2.7-B).

-Evacuar el aceite usado; ventilar si es necesario.

-Con el racor extra establecerla conexión con la llave distribuidora de tres vías y la bomba de

vacío.

-Generar vacío con la bomba de vacío a través de la llave distribuidora de tres vías.

-Hacer entrar aceite en el sistema conmutando la llave distribuidora de tres vías.

-A continuación cerrar el sistema hidráulico.

Experimentos

Registro de la curva característica de transmisión del manómetro.

Curva característica: Presión = f (peso)

Preparativos

-Retirar el capuchón para transporte.

-Si es necesario, rellenar aceite y controlar la señal cero.

Realización del ensayo

-Lee la señal cero del manómetro, controlarla y anotarla.

-Colocar el portapesos para 0,334 bar con el embolo en el cilindro de la unidad de carga. Al

hacerlo, el embolo de hace bajar lentamente desenroscado el cilindro de compensación, hasta

que solo falta sobre el aceite con un guiado suficiente. Para evitar un rompimiento de adherencia,

imprimir al portapesos un ligero movimiento de giro. Anotar la señal de presión del manómetro.

-Colocar en el portapesos el anillo de carga para 0,166bar. Atender a que el portapesos flote

libremente sobre el aceite. Para reducir a un mínimo la influencia del rozamiento de adherencia

también en esta medición, imprimir al portapesos un ligero movimiento de giro. Anotar la señal

de presión del manómetro.9


-Repetir el punto descrito con los restaurantes cuatro anillos de carga para 0,5 bar y anotar los

valores de la presión.

Peso delas cargas Presión real medida en psi

m1=385g 4.8m2=m1+193g 7m3=m2+578g 14m4=m3+578g 21.1m5=m4+578g 28.3m6=m5+578g 36

Curva característica del manómetro:

Ideal sería una curva característica lineal, para la que se indicaran en el manómetro las presiones

(0…2,5 bar) impresas en los pesos.

Diámetro del embolo=12mm.

p=m .gA

p=0.385kg 9.81

m

s2

113.1mm2 =0.0334Nmm2

p=0.334 1 05 N

m2=0.334 ¿̄

Carga (con dato impreso)

Presión teorica

Presión medida real

En kg En bar En bar0,385 0,334 0.330,578 0,5 0.481,156 1,0 0.961,734 1,5 1.452,312 2,0 1.952,890 2,5 2.48

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Para el análisis gráfico, las presiones medidas y los valores límite se tiene que anotar en un

diagrama x, y (carga-presión)

Símbolos y Formulas

-p Presión-Ptat Presión efectiva por carga-F Fuerza-A Superficie del embolo-d Diámetro del embolo-m Masa (peso)-g Aceleración de la gravedad

Unidades de presiónPa N/mm2 Bar

1 Pa = 1 N/m2 = 1 10-5 10-51 N/mm2 = 106 1 101 bar = 105 0,1 1

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

• El laboratorio del ingeniero mecánico. Jesse, Seymour,

• Manual de experimentos HM-150.02

• Apuntes de instrumentación.

• Curso de Instrumentación de Medición y Control. Equipex.

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