Práctica # 1. Respuesta Dinámica

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL

FACULTAD DE INGENIERÍA EN MECÁNICA Y CIENCIAS DE LA PRODUCCIÓN

REPORTE DE LABORATORIO

Hoja 1 de 20

FECHA: 31/10/2011

ALUMNO CARLOS DAVID ACOSTA SUÁREZ GRUPO:

MATERIA INSTRUMENTACIÓN BÁSICA

LABORATORIO LABORATORIO DE TERMOFLUÍDOS Nº 1 PARALELO:

NOMBRE DE LA PRÁCTICA RESPUESTA DINÁMICA 13

RESUMEN:

Durante esta práctica verificamos la respuesta dinámica de osciloscopio, del cual conocimos su funcionamiento y sus aplicaciones como instrumento de medición. Medimos la frecuencia desconocida de una señal con ayuda de un generador de funciones, observamos las curvas de Lissajous y como variaron éstas a partir de la señal que emita el generador de funciones., además medimos ángulos de fase que se generan en el osciloscopio a partir del voltaje de 220v. Además ayuda de un Sensor de Temperatura o termopar, calculamos la rapidez de respuesta que presenta este al ser colocado en aire, agua y en aceite. Luego comparamos y concluimos acerca de lo obtenido.

OBJETIVOS:

1. Mediciones de ángulo de fase.2. Mediciones de frecuencia.3. Mediciones de tiempo de respuesta.

MARCO TEÓRICO:

Respuesta de un Sistema de MediciónTiempo que tarda un Sistema de Medición en determinar una señal y presentarla como un resultado de la medición.

Las señales dinámicas son las que dependen del tiempo, las estáticas en cambio permanecen constantes con el tiempo.

OsciloscopioLo que hace es medir una señal en voltaje. Tiene una excelente constante dinámica

DESCRIPCIÓN DEL BANCO DE PRUEBA:

Mediciones de tiempo de respuestaUtilizamos un Termopar o Sensor de temperatura el cual enviaba la información por unos cables hacia un computador normal que trabaja con Windows Xp.

Mediciones de ángulo de fase.Utilizamos un osciloscopio TEKTRONIX TDS-2024B para poder ver el comportamiento de la fuente en forma sinodal.

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Mediciones de frecuencia.Para esto utilizamos un generador de funciones TEKTRONIX TDS-2024B para poder observar las gráficas de Lissajous.

MATERIALES Y EQUIPOS UTILIZADOS:

Osciloscopio. Generador de funciones. Cables de control. Sensor de temperatura (Termopar). Sistema de adquisición de datos (Fieldpoint

1000). Computador

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

Mediciones de tiempo de respuesta.1. Cargar el programa tiempo de respuesta en

la computadora y ejecutarlo.2. Introducir el termopar a la llama del

mechero.3. Retire de la llama e introduzca, en la

sustancia propuesta, el termopar cuando la temperatura indicada en la computadora sobrepase los 400 ºC.

4. Pare la ejecución del programa y grabe la información en un archivo tipo Excel.

5. Repita el procedimiento para cada una de las sustancias propuestas para la práctica.

Mediciones de ángulo de desfase.Método A:1. Conectar las entradas del osciloscopio

canal 1 y canal 2 a las líneas de voltaje de la toma de 220 V ac del laboratorio.

2. Configurar el osciloscopio para generar gráficos de barrido.

3. Encuadre las curvas en la pantalla del osciloscopio.

4. Tomar el periodo de una señal en divisiones de la pantalla y convertir en grados.

5. Tomar el desfase en divisiones de la pantalla y convertir a grados utilizando la relación del periodo. (Ver Fig. 1.)

Fig1. Método a) para encontrar el ángulo de fase

Método B:1. Conectar las entradas del osciloscopio

canal 1 y canal 2 a las líneas de voltaje de la toma de 220 V ac del laboratorio.

2. Configurar el osciloscopio para generar gráficos XY.

3. Encuadre las curvas en la pantalla del osciloscopio.

4. Tome el valor B y A de la gráfica. (Ver Fig. 2).

Fig. 2. Método b) para encontrar el ángulo de fase.

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B A

ϕ=sin−1 BA

φ




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Mediciones de Frecuencia1. Conectar a tierra el generador de

funciones con el osciloscopio.2. Conectar las salidas de los generadores de

funciones con las entradas X y Y del osciloscopio tektronic

3. Generar las curvas de lissajous, variando adecuadamente la frecuencia de los generadores de funciones.

4. Llenar la Tabla 1.

PRESENTACIÓN DE TABLAS DE DATOS

Anexo a) Presenta la toma de datos de tiempo de respuesta para halla la constante de tiempo para el aire.Anexo b) Presenta la toma de datos de tiempo de respuesta para halla la constante de tiempo para el agua.

Anexo c) Presenta la toma de datos de tiempo de respuesta para halla la constante de tiempo para el aceite.

CÁLCULOS REPRESENTATIVOS:

Mediciones de tiempo de respuesta.

P=P∞+(PA−P∞)e−t /τ

τ= −t

ln ( P−P∞PA−P∞ )a) Aire

A manera de ejemplo para el primer dato:

PA=398,763

P∞=83,619

P1=290 P2=170

P3=130

P4=398,763

τ1=−t 1−118

ln ( P1−P∞PA−P∞ )

= −180−118

ln ( 290−83,619398.763−83,619 )

=146,466 [s ]

τ 2=156,074[ s]τ3=157,609[s ]τ 4=149,62[ s]

τ=τ1+τ2+τ3+τ4

4=146,466+156,074+157,609+149,620

4=152,442[s ]

b) AguaA manera de ejemplo para el primer dato:

PA=394,436

P∞=25,377

P1=145

P2=60

P3=50

P4=30

3FIMP-03913

φ




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τ1=−t1−105


= −140−105

ln ( 145−25,377394,436−25,377 )

=35,505 [s ]

τ 2=33,806[s ]τ3=36,938[s ]τ 4=36,530 [s]

τ=τ1+τ2+τ3+τ4

4=35,505+33,806+36,938+36,530

4=4 [s ]

c) AguaA manera de ejemplo para el primer dato:

PA=383,354

P∞=54,763

P1=340

P2=145

P3=110

P4=70

τ1=−t1−139


= −145−139

ln ( 340−54,763383,354−54,763 )

=42,405[ s]

τ 2=47,199 [s]τ3=51,032[s ]τ 4=62,193 [s ]

τ=τ1+τ2+τ3+τ4

4=42,405+47,199+51,032+62,193

4=50,707 [s ]

Mediciones de ángulo de fase.

Método a):

1 Período = 360º1 Período = 34 líneasϕ=3líneas

360 °⟶34 líneasϕ⟶3líneas

ϕ=360 °∗3 líneas34 líneas

ϕ=31,76°

Mediciones de frecuencia.

A manera de ejemplo para el primer dato:

f desconocidaf conocida

= Númerode picos en XNúmero de picos enY

f desconocida60

=23

f desconocida=2∗6

3

f desconocida=90 [Hz ]

GRÁFICAS:

En el Anexo d) Se encuentra la gráfica de mediciones de tiempo de respuesta de

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donde se obtuvieron los datos interpolados para el aire.

En el Anexo e) Se encuentra la gráfica de mediciones de tiempo de respuesta de donde se obtuvieron los datos interpolados para el agua.

En el Anexo f) Se encuentra la gráfica de mediciones de tiempo de respuesta de donde se obtuvieron los datos interpolados para el aceite.

ANÁLISIS DE RESULTADOS

Para la medición del tiempo de respuesta, se halló la constante de tiempo para aire agua y aceite. Al comparar las constantes de de las tres sustancias nos damos cuenta que la constante de tiempo del agua es menor que la del aceite y que la del aire, debido a propiedades de la misma agua, como el coeficiente de convección.

Con respecto a la medición de ángulo de fase, obtuvimos como resultado que el desfase

entre las señales de voltaje de 220 V con frecuencia 60 Hz es de 31,76°.

Observamos que en el generador de funciones al cambiar la frecuencia del mismo, se generan varias gráficas de Lissajous con la finalidad de utilizar la relación de picos en X y Y, y encontrar la frecuencia desconocida, ya que la conocida es 60 Hz para toda Latinoamérica.

CONCLUSIONES

La constante de tiempo en el agua fue la menor de las tres sustancias (aire, agua aceite), por ende tiene una respuesta dinámica mucho más alta.

Mediante el uso del osciloscopio se logró medir el ángulo de fase de señales de voltaje.

Obtuvimos frecuencias desconocidas haciendo uso del generador de funciones y mediante la relación ya antes mencionada

RECOMENDACIONES

Para futuras prácticas, se debería tener listo el equipo del Osciloscopio y el generador de funciones con la finalidad de que las gráficas salgan claras y no distorsionadas como en la presente práctica.

Los propios alumnos deberían hacer las conexiones de los equipos y al mismo tiempo manipularlos, obviamente con el

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Tabla 1.Frec.

conocida f (Hz)

Núm. de picos en X

Núm. de picos en Y

Frec. descon.

(Hz)60 2 3 9060 1 2 12060 1 3 18060 1 4 24060 4 1 15




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ayudante vigilando. Esto ayudaría a ganar experiencia práctica.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS/ FUENTES DE INFORMACIÓN

http://www.google.com/imgres? imgurl=http://html.rincondelvago.com/000283590.png&imgrefurl=http://html.rincondelvago.com/instrumentacion_osciloscopio-y-generadores.html&usg=__-mFtAuqxqWtVD607M2G5HQIIdcU=&h=216&w=266&sz=3&hl=es&start=0&zoom=1&tbnid=5O2JQ43eMq_T3M:&tbnh=122&tbnw=159&ei=5bftTe-rO8-Etgf4rP2qCQ&prev=/search%3Fq%3Drespuesta%2Bdinamica%2Bangulo%2Bde%2Bfase%2Bcon%2Belipse%26um%3D1%26hl%3Des%26biw%3D1280%26bih%3D699%26tbm%3Disch&um=1&itbs=1&iact=hc&vpx=879&vpy=239&dur=196&hovh=172&hovw=212&tx=104&ty=81&page=1&ndsp=25&ved=1t:429,r:11,s:0&biw=1280&bih=699

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http://www.google.com/imgres?imgurl=http://img232.imageshack.us/img232/8680/figurasdelqy5.jpg&imgrefurl=http://www.dtforum.net/index.php%3Ftopic%3D48690.0&usg=___-_gF5Kua0lYnYZNp9no1bCfrlE=&h=267&w=320&sz=13&hl=es&start=0&zoom=1&tbnid=lOBnf-6nqTW1DM:&tbnh=130&tbnw=148&ei=tcztTeOEHIOctwfYmvG9CQ&prev=/search%3Fq%3Dfiguras%2Bde%2Blissajous%26um%3D1%26hl%3Des%26biw%3D1280%26bih%3D699%26tbm%3Disch&um=1&itbs=1&iact=hc&vpx=119&vpy=78&dur=471&hovh=205&hovw=246&tx=107&ty=118&page=1&ndsp=26&ved=1t:429,r:0,s:0&biw=1280&bih=699



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ANEXOS

Anexo a)

TABLA DE DATOS 1.Temp. [°C]

Tiempo [s]

Temp. [°C]

Tiempo [s]

Temp. [°C]

Tiempo [s]

Temp. [°C]

Tiempo [s]

Temp. [°C]

Tiempo [s]

118 398,763 150 339,619 182 290,934 214 251,339 246222,73

2

119 398,763 151 339,619 183 287,23 215 251,339 247222,73

2

120 398,763 152 334,669 184 287,23 216 251,339 248220,42

8

121 393,44 153 334,669 185 287,23 217248,50

6 249220,42

8

122 393,44 154 334,669 186 283,65 218248,50

6 250220,42

8

123 387,961 155 329,72 187 283,65 219248,50

6 251218,12

5

124 387,961 156 329,72 188 283,65 220245,73

5 252218,12

5

125 387,961 157 324,895 189 280,101 221245,73

5 253218,12

5

126 382,451 158 324,895 190 280,101 222245,73

5 254215,88

3

127 382,451 159 324,895 191 276,615 223242,96

5 255215,88

3

128 382,451 160 320,195 192 276,615 224242,96

5 256215,88

3

129 376,942 161 320,195 193 276,615 225242,96

5 257213,67

3

130 376,942 162 320,195 194 273,191 226240,31

9 258213,67

3

131 376,942 163 315,65 195 273,191 227240,31

9 259213,67

3

132 371,37 164 315,65 196 273,191 228237,64

2 260211,49

4

133 371,37 165 315,65 197 269,891 229237,64

2 261211,49

4

134 371,37 166 311,23 198 269,891 230237,64

2 262209,37

7

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135 365,891 167 311,23 199 269,891 231235,02

7 263209,37

7

136 365,891 168 311,23 200 266,654 232235,02

7 264209,37

7

137 365,891 169 306,965 201 266,654 233235,02

7 265207,29

2

138 360,412 170 306,965 202 266,654 234232,47

5 266207,29

2

139 360,412 171 306,965 203 263,416 235232,47

5 267207,29

2

140 355,058 172 302,794 204 263,416 236232,47

5 268205,26

8

141 355,058 173 302,794 205 263,416 237229,98

4 269205,26

8

142 355,058 174 298,716 206 260,272 238229,98

4 270205,26

8

143 349,767 175 298,716 207 260,272 239229,98

4 271203,24

5

144 349,767 176 298,716 208 260,272 240227,49

4 272203,24

5

145 349,767 177 294,763 209 257,191 241227,49

4 273203,24

5

146 344,63 178 294,763 210 257,191 242227,49

4 274201,31

5

147 344,63 179 294,763 211 254,233 243225,09

7 275201,31

5

148 344,63 180 290,934 212 254,233 244225,09

7 276201,31

5

149 339,619 181 290,934 213 254,233 245222,73

2 277199,38

5

278 199,385 317 174,545 356 155,494 395 140,21 434 125,922279 197,518 318 174,545 357 155,494 396 139,089 435 125,019280 197,518 319 173,019 358 155,494 397 139,089 436 125,019281 197,518 320 173,019 359 154,28 398 139,089 437 125,019282 195,65 321 173,019 360 154,28 399 138,031 438 124,179283 195,65 322 171,556 361 154,28 400 138,031 439 124,179284 195,65 323 171,556 362 153,035 401 136,942 440 124,179285 193,813 324 171,556 363 153,035 402 136,942 441 123,339286 193,813 325 170,125 364 151,852 403 136,942 442 123,339287 193,813 326 170,125 365 151,852 404 135,852 443 123,339

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Hoja 9 de 20

FECHA: 31/10/2011

288 191,977 327 170,125 366 151,852 405 135,852 444 122,498289 191,977 328 168,661 367 150,638 406 135,852 445 122,498290 191,977 329 168,661 368 150,638 407 134,794 446 122,498291 190,109 330 167,261 369 150,638 408 134,794 447 121,689292 190,109 331 167,261 370 149,424 409 134,794 448 121,689293 190,109 332 167,261 371 149,424 410 133,735 449 121,689294 188,241 333 165,829 372 149,424 411 133,735 450 120,911295 188,241 334 165,829 373 148,272 412 133,735 451 120,911296 186,374 335 165,829 374 148,272 413 132,708 452 120,163297 186,374 336 164,459 375 148,272 414 132,708 453 120,163298 186,374 337 164,459 376 147,121 415 132,708 454 120,163299 184,506 338 164,459 377 147,121 416 131,712 455 119,416300 184,506 339 163,121 378 147,121 417 131,712 456 119,416301 184,506 340 163,121 379 145,907 418 130,685 457 119,416302 182,732 341 163,121 380 145,907 419 130,685 458 118,669303 182,732 342 161,813 381 144,786 420 130,685 459 118,669304 182,732 343 161,813 382 144,786 421 129,689 460 118,669305 181,019 344 161,813 383 144,786 422 129,689 461 117,953306 181,019 345 160,475 384 143,665 423 129,689 462 117,953307 181,019 346 160,475 385 143,665 424 128,724 463 117,953308 179,307 347 159,23 386 143,665 425 128,724 464 117,206309 179,307 348 159,23 387 142,482 426 128,724 465 117,206310 179,307 349 159,23 388 142,482 427 127,759 466 117,206311 177,689 350 157,953 389 142,482 428 127,759 467 116,49312 177,689 351 157,953 390 141,362 429 127,759 468 116,49313 176,101 352 157,953 391 141,362 430 126,825 469 115,774314 176,101 353 156,739 392 141,362 431 126,825 470 115,774315 176,101 354 156,739 393 140,21 432 126,825 471 115,774316 174,545 355 156,739 394 140,21 433 125,922 472 115,058

473 115,058 513 105,315 553 96,63 593 89,097474 115,058 514 105,315 554 96,07 594 88,63475 114,311 515 104,724 555 96,07 595 88,63476 114,311 516 104,724 556 96,07 596 88,63477 114,311 517 104,724 557 95,479 597 88,008478 113,626 518 104,07 558 95,479 598 88,008479 113,626 519 104,07 559 95,479 599 88,008480 113,626 520 103,385 560 94,918 600 87,51

9FIMP-03913




Hoja 10 de 20

FECHA: 31/10/2011

481 112,879 521 103,385 561 94,918 601 87,51482 112,879 522 103,385 562 94,918 602 87,51483 112,879 523 102,794 563 94,358 603 87,012484 112,195 524 102,794 564 94,358 604 87,012485 112,195 525 102,794 565 94,358 605 87,012486 111,479 526 102,14 566 93,798 606 86,514487 111,479 527 102,14 567 93,798 607 86,514488 111,479 528 102,14 568 93,798 608 86,047489 110,763 529 101,518 569 93,3 609 86,047490 110,763 530 101,518 570 93,3 610 86,047491 110,763 531 101,518 571 92,802 611 85,549492 110,078 532 100,864 572 92,802 612 85,549493 110,078 533 100,864 573 92,802 613 85,549494 110,078 534 100,864 574 92,272 614 85,051495 109,393 535 100,304 575 92,272 615 85,051496 109,393 536 100,304 576 92,272 616 85,051497 109,393 537 99,65 577 91,743 617 84,553498 108,708 538 99,65 578 91,743 618 84,553499 108,708 539 99,65 579 91,743 619 84,553500 108,708 540 99,027 580 91,152 620 84,086501 108,023 541 99,027 581 91,152 621 84,086502 108,023 542 99,027 582 91,152 622 84,086503 107,339 543 98,436 583 90,623 623 83,619504 107,339 544 98,436 584 90,623 624 83,619505 107,339 545 98,436 585 90,623506 106,654 546 97,813 586 90,156507 106,654 547 97,813 587 90,156508 106,654 548 97,813 588 90,156509 106 549 97,222 589 89,626510 106 550 97,222 590 89,626511 106 551 97,222 591 89,097512 105,315 552 96,63 592 89,097

Tabla de Datos 1. Muestra las mediciones de tiempo de respuesta para halla el τ del aireAnexo b)

TABLA DE DATOS 2.

10FIMP-03913




Hoja 11 de 20

FECHA: 31/10/2011

Temp. [°C]

Tiempo [s]

Temp. [°C]

Tiempo [s]

Temp. [°C]

Tiempo [s]

Temp. [°C]

Tiempo [s]

Temp. [°C]

Tiempo [s]

139383,354 171 216,008 203

144,257 235

103,603 267 84,179

140383,354 172 216,008 204

139,837 236

103,603 268 84,179

141383,354 173 207,23 205

139,837 237

103,603 269 82,872

142360,319 174 207,23 206

139,837 238

101,331 270 82,872

143360,319 175 207,23 207

135,697 239

101,331 271 82,872

144360,319 176 199,043 208

135,697 240

101,331 272 81,658

145339,183 177 199,043 209

135,697 241 99,214 273 81,658

146339,183 178 199,043 210

131,712 242 99,214 274 81,658

147339,183 179 191,479 211

131,712 243 99,214 275 80,537

148319,852 180 191,479 212

131,712 244 97,16 276 80,537

149319,852 181 191,479 213

127,946 245 97,16 277 80,537

150302,265 182 184,35 214

127,946 246 97,16 278 79,416

151302,265 183 184,35 215

127,946 247 95,261 279 79,416

152302,265 184 177,626 216

124,366 248 95,261 280 79,416

153286,358 185 177,626 217

124,366 249 95,261 281 78,296

154286,358 186 177,626 218

120,942 250 93,486 282 78,296

155286,358 187 171,276 219

120,942 251 93,486 283 78,296

156271,883 188 171,276 220

120,942 252 91,774 284 77,113

157271,883 189 171,276 221

117,611 253 91,774 285 77,113

158271,883 190 165,206 222

117,611 254 91,774 286 75,868

159258,685 191 165,206 223

117,611 255 90,156 287 75,868

160258,685 192 165,206 224

114,405 256 90,156 288 75,868

161258,685 193 159,416 225

114,405 257 90,156 289 74,623

11FIMP-03913




Hoja 12 de 20

FECHA: 31/10/2011

162246,669 194 159,416 226

114,405 258 88,599 290 74,623

163246,669 195 159,416 227

111,479 259 88,599 291 74,623

164246,669 196 154 228

111,479 260 88,599 292 73,377

165235,619 197 154 229

111,479 261 87,043 293 73,377

166235,619 198 154 230

108,708 262 87,043 294 73,377

167 225,44 199 148,926 231108,708 263 87,043 295 72,226

168 225,44 200 148,926 232108,708 264 85,58 296 72,226

169 225,44 201 144,257 233106,062 265 85,58 297 72,226

170216,008 202 144,257 234

106,062 266 85,58 298 71,105

299 71,105 338 57,502 300 71,105 339 57,502 301 69,984 340 56,537 302 69,984 341 56,537 303 68,895 342 56,537 304 68,895 343 56,039 305 68,895 344 56,039 306 67,837 345 56,039 307 67,837 346 55,603 308 67,837 347 55,603 309 66,809 348 55,603 310 66,809 349 55,167 311 66,809 350 55,167 312 65,751 351 55,167 313 65,751 352 54,763 314 65,751 353 54,763 315 64,724 354 54,763 316 64,724 317 64,724 318 63,728 319 63,728 320 63,728

12FIMP-03913




Hoja 13 de 20

FECHA: 31/10/2011

321 62,7 322 62,7 323 61,767 324 61,767 325 61,767 326 60,833 327 60,833 328 60,833 329 59,961 330 59,961 331 59,961 332 59,121 333 59,121 334 59,121 335 58,28 336 58,28 337 58,28

Tabla de Datos 2. Muestra las mediciones de tiempo de respuesta para halla el τ del aire.

Anexo c)TABLA DE DATOS 2.

Temp. [°C]

Tiempo [s]

Temp. [°C]

Tiempo [s]

Temp. [°C]

Tiempo [s]

Temp. [°C]

Tiempo [s]

Temp. [°C]

Tiempo [s]

100 394,436 137 153,72 174 76,553 211 45,767 248 32,942101 394,436 138 153,72 175 76,553 212 45,767 249 32,942

102 360,257 139144,81

7 176 73,035 213 44,335 250 32,35

103 360,257 140144,81

7 177 73,035 214 44,335 251 32,35

104 360,257 141144,81

7 178 73,035 215 44,335 252 32,35

105 330,374 142136,50

6 179 69,829 216 43,027 253 31,759

106 330,374 143136,50

6 180 69,829 217 43,027 254 31,759

107 330,374 144136,50

6 181 69,829 218 43,027 255 31,759

108 304,412 145128,84

8 182 66,809 219 41,782 256 31,23

109 304,412 146128,84

8 183 66,809 220 41,782 257 31,23

13FIMP-03913




Hoja 14 de 20

FECHA: 31/10/2011

110 304,412 147128,84

8 184 66,809 221 40,63 258 30,7111 281,658 148 121,72 185 64,008 222 40,63 259 30,7112 281,658 149 121,72 186 64,008 223 40,63 260 30,7113 281,658 150 121,72 187 61,362 224 39,572 261 30,233

114 261,393 151115,15

2 188 61,362 225 39,572 262 30,233

115 261,393 152115,15

2 189 61,362 226 39,572 263 30,233

116 261,393 153109,05

1 190 58,903 227 38,514 264 29,735

117 243,152 154109,05

1 191 58,903 228 38,514 265 29,735

118 243,152 155109,05

1 192 58,903 229 38,514 266 29,735

119 226,716 156103,35

4 193 56,63 230 37,58 267 29,3

120 226,716 157103,35

4 194 56,63 231 37,58 268 29,3

121 226,716 158103,35

4 195 56,63 232 37,58 269 29,3122 211,619 159 98,062 196 54,514 233 36,739 270 28,895123 211,619 160 98,062 197 54,514 234 36,739 271 28,895124 211,619 161 98,062 198 54,514 235 36,739 272 28,895125 197,891 162 93,113 199 52,521 236 35,899 273 28,521126 197,891 163 93,113 200 52,521 237 35,899 274 28,521127 197,891 164 93,113 201 52,521 238 35,089 275 28,179128 185,377 165 88,506 202 50,654 239 35,089 276 28,179129 185,377 166 88,506 203 50,654 240 35,089 277 28,179130 185,377 167 88,506 204 48,911 241 34,311 278 27,868131 173,922 168 84,21 205 48,911 242 34,311 279 27,868132 173,922 169 84,21 206 48,911 243 34,311 280 27,868133 173,922 170 80,226 207 47,292 244 33,626 281 27,588134 163,37 171 80,226 208 47,292 245 33,626 282 27,588135 163,37 172 80,226 209 47,292 246 33,626 283 27,588136 153,72 173 76,553 210 45,767 247 32,942 284 27,276

285 27,276 292 26,529 299 26,156 306 25,751 286 27,276 293 26,529 300 26,156 307 25,595 287 27,027 294 26,529 301 25,938 308 25,595 288 27,027 295 26,342 302 25,938 309 25,377

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Hoja 15 de 20

FECHA: 31/10/2011

289 27,027 296 26,342 303 25,938 310 25,377 290 26,809 297 26,342 304 25,751 311 25,377 291 26,809 298 26,156 305 25,751

Tabla de Datos 2. Muestra las mediciones de tiempo de respuesta para halla el τ del aire.

Anexo d)

0 100 200 300 400 500 600 7000

50

100

150

200

250

300

350

400

450

Tiempo [s]

Tem

pera

tura

[°C]

GRÁFICA 1. TEMPERATURA VS. TIEMPO

Gráfica 1. Muestra la gráfica para la medición del tiempo de respuesta para el aire. Obsérvese que como se lo indico al inicio de la práctica la misma se comporta de forma exponencial.

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Anexo e)

50 100 150 200 250 300 3500

50

100

150

200

250

300

350

400

450

Tiempo [s]

Tem

pera

tura

[°C]


Gráfica 2. Muestra la gráfica para la medición del tiempo de respuesta para el agua. Obsérvese que como se lo indico al inicio de la práctica la misma se comporta de forma exponencial.

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Hoja 17 de 20

FECHA: 31/10/2011

Anexo f)

100 150 200 250 300 350 4000

50

100

150

200

250

300

350

400

450

Tiempo [s]

Tem

pera

tura

[°C]

Gráfica 3. Muestra la gráfica para la medición del tiempo de respuesta para el aceite. Obsérvese que como se lo indico al inicio de la práctica la misma se comporta de forma exponencial.

Anexo g)

Figuras de Lissajous obtenidas durante la práctica del Laboratorio. 180 Hz, 120 Hz, 60 Hz y 30 Hz respectivamente.

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Hoja 18 de 20

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1.¿Qué principio físico utiliza un osciloscopio?

Se basa principalmente en la posibilidad de desviar un haz de electrones por medio de la creación de campos eléctricos y magnéticos, esta desviación se llama deflexión. El osciloscopio consiste de un tubo de rayos catódicos que posee un par de placas de deflexión vertical y un par de placas de deflexión horizontal. El tubo termina con una pantalla que está recubierta de fósforo que le permite emitir luz cuando con ella colisiona un electrón

2. Haga un diagrama de bloques de un CRO.En la figura se muestran las partes básicas de un CRO. Consideraremos primero la operación del CRO a partir de este diagrama de bloques simplificado. Para obtener una deflexión observable el haz, desde uno o varios centímetros, el voltaje usual que se aplica a las placas deflectoras debe estar en el orden de decenas a cientos de volts. Debido a que las señales medidas con la ayuda de un CRO son típicamente de unos cuantos o de hasta unos cuantos milivolts, se necesitan circuitos amplificadores para incrementar la señal de entrada a los niveles del voltaje requeridos para operar el tubo. Hay secciones de amplificación para la deflexión vertical y horizontal del haz. Para ajustar el nivel de una señal, cada entrada pasa a través de un circuito atenuador que puede ajustar la amplitud de la imagen.

3. ¿Cuál es la sensibilidad usual de los osciloscopios?.La sensibilidad del osciloscopio depende mucho del voltaje aplicado al inicio del proceso, se pueden representar señales con niveles de tensión comprendidos entre unos pocos milivoltios y centenares de voltios, incrementándose las posibilidades hacia tensiones mas elevadas con el empleo de sondas atenuadoras.

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4. ¿Cómo mediría usted la frecuencia de vibración de un motor teniendo a la mano un osciloscopio y un generador de funciones?. Del generador de señales tomar una señal sinusoidal arbitraria y entrarla al osciloscopio por

el canal 1. Hacer la correspondiente medida de voltaje pico a pico. Utilizando el multímetro medir el voltaje de la señal (éste voltaje es el r.m.s). Comparar

esta medición con el voltaje r.m.s obtenido con la medición empleando el osciloscopio. Con el osciloscopio, medir el periodo de la señal. Con base en esto calcular la frecuencia de

la señal en Hz y compararla con la frecuencia que marca el generador de señales.

5. ¿Cómo se introduce la variable de tiempo en el osciloscopio?.Recordemos que un osciloscopio es un aparato medidor de voltaje, es decir interpreta gráficamente señales eléctricas que dependen del tiempo. Presenta los valores de las señales eléctricas en forma de coordenadas en una pantalla, en la que normalmente el eje X (horizontal) representa tiempos y el eje Y (vertical)representa tensiones. La imagen así obtenida se denomina oscilograma.

6. En un CRO se pueden obtener múltiples trazos, de 2 maneras. Indique en que consiste cada una de ellas. Curvas de Lissajous: se puede utilizar igualmente para averiguar el desfase en grados

existente entre dos señales distintas de la misma frecuencia. Hacemos trabajar el osciloscopio con deflexión horizontal exterior, aplicando a sus entradas horizontal y vertical (X/Y) las dos señales que se desean comparar.

Pulsaciones: Aparece cuando interfieren dos ondas con frecuencias muy parecidas.

7. Qué es un generador de funciones y para que sirve?.Un Generador de Funciones es un aparato electrónico que produce ondas senoidales, cuadradas y triangulares, además de crear señales TTL. Sus aplicaciones incluyen pruebas y calibración de sistemas de audio, ultrasónicos y servo. Este generador de funciones, específicamente trabaja en un rango de frecuencias de entre 0.2 Hz a 2 MHz. También cuenta con una función de barrido la cual puede ser controlada tanto internamente como externamente con un nivel de DC. El ciclo de máquina, nivel de offset en DC, rango de barrido y la amplitud y ancho del barrido pueden ser controlados por el usuario.

8. Qué es el generador de barrido? Con qué otros nombres se lo conoce.Es una parte interna del osciloscopio

9. ¿Cómo se forman los diagramas de Lissajous? Qué se obtiene de ellos.Mediante el reflejo sucesivo de la luz de dos espejos pegados a dos diapasones vibrando con ángulos de desfase. Estas curvas pueden ser observadas sólo gracias a la inercia o persistencia

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visual, que no es otra cosa que un fenómeno de la visión por el cual aparece como continua la luz con variaciones rápidas de intensidad, y como movimiento continuo lo que no es sino una sucesión rápida de vistas fijas. Esto ocasiona que las imágenes o sucesos de imágenes se queden grabadas en nuestra retina y veamos como consecuencia una especie de “animación”. Los diapasones son análogos a las placas del osciloscopio; la luz reflejada por los espejos, al haz de electrones; y la pantalla de reflexión, a la pantalla fosforescente2.

10. Cuál es el diagrama de Lissajous que se forma cuando las 2 señales tienen igual frecuencia

y están en fase (φ=0 ).Se superponen una encima de otra aparentando ser una sola onda

11. En esta práctica, de qué depende la exactitud de las mediciones efectuadas?.De encontrar el número correcto de picos que presenta el gráfico arrojado por el generador de funciones ya que a partir de ahí se obtienen la frecuencia buscada

12. Mencione las diferencias entre un osciloscopio analógico y uno digital.La principal diferencia y el motivo por el cual los osciloscopios digitales están reemplazando a los analógicos es por la facilidad de transferir las medidas a un computador

Medida automática de valores de pico, máximos y mínimos de señal. Verdadero valor eficaz.

Medida de flancos de la señal y otros intervalos. Captura de transitorios. Cálculos avanzados, como la FFT para calcular el espectro de la señal. también sirve para

medir señales de tensión

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Práctica # 1. Respuesta Dinámica