Senso Indust Temperatura Lab 3

CURSO

Control de ProcesosNro. DD 106

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Tema:Sensores Industriales de Temperatura125Cdigo

SemestreVI

GrupoB

Nota:Apellidos y Nombres:Lab. N04

CONTROL DE PROCESO125Nro. DD-106

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CONTROL DE PROCESOSCODIGO: E46615

LABORATORIO N 04

Sensores Industriales de Temperatura

Alumno Anahua Betanzos, Carlos

Grupo : BDocente:Ingeniero Edwin Javier VillalbaNota:

Semestre :VI

Fecha de entrega :260815Hora:8:05 am

I. OBJETIVOS: Identificar el principio de funcionamiento y caractersticas constructivas de un termopar. Identificar el principio de funcionamiento y caractersticas constructivas de un RTD. Implementar sistemas de medicin de temperatura utilizando transmisores de corriente diseados para amplificar seales de termopar (T/C) y/o RTD. Calibrar transmisores de corriente para termopares y/o RTDs. Interpretar tablas de referencia de termopares en general.

II. MATERIAL Y EQUIPO: Cmaras trmicas. RTD PT 100. Termopar tipo J y tipo K. Transmisor de temperatura para RTD PT-100. Transmisor de temperatura para T/C tipo K. Calibrador MetraHit 18C. Multmetro MetraHit 14S.

III. PROCEDIMIENTO:1. CARACTERSTICAS DEL ELEMENTO TERMOPAR TIPO J y TIPO K. La siguiente experiencia de laboratorio consiste en construir una curva de la caracterstica temperatura FEM de la unin caliente un elemento termopar. sta tarea es simple, sin embargo las mediciones se ven afectadas por el potencial aportado por las uniones fras del cada uno de los conductores del termopar con las puntas de prueba del instrumento de medicin (voltmetro).

Figura 1.

Considerando que las uniones fras no se someten a calentamiento y que permanecen a temperatura ambiente a lo largo de toda la experiencia, al disponer de valores nominales de laboratorio para los termopares citados, es posible determinar el potencial de error aportado por las uniones fras. Para ello es necesario trazar ambas curvas, la nominal y la experimental, tal como se muestra en la figura 1, de donde por simple inspeccin hallaremos el potencial de error en cuestin.

ANALIZAR UN SENSOR TC Y RTC

CARACTERISTICAS RESISTENCIA VS TEMPERATURA RTCCALIBRADOR DE UN TRANSMISOR DE TEMPERAUTRA KCALIBRADOR DE UN TRANSMISOR DE TEMPERATURA RTC

DESARROLLO DE LA TAREA:Ingresar de forma ordenada y con EPPNo sobre cargarse, pedir ayudaVerificar si el sensor funciona adecuadamenteTener en cuenta la conexin del transmisor de temperatura con el calibradorRealizar la conexin adecuada para evitar corto circuito en el sistema.

Se debe investigarIr con la ayuda de un compaeroDejar limpio y ordenadoIngresar al laboratorioRecepcin de materiales

Uso del sensor TCUso del sensor RTC

Calibrador de un transmisor de temperatura para un termo par K

Calibracin de un transmisor de temperatura para RTDVerificacin de las leyes empricas

Devolucin de materialesOrden y limpiezaE6

0319 08 15Anahua Betanzos, Carlos David 72283955Ing. Edwin VillalbaSensores industriales de temperatura

Represente de forma grfica la conexin de los instrumentos de medicin y sensores tipo TC (tipo J y tipo K) en el siguiente espacio.

Luego proceda de la siguiente manera para el caso del termopar tipo J y tipo K:a. Registre en la siguiente tabla los potenciales obtenidos en los extremos del termopar, para un rango de temperatura entre 25 C y 60 C (procure registrar 10 valores diferentes). b. Grafique los puntos registrados experimentalmente con color azul o verde y los valores nominales esperados con color rojo.c. Compare las grficas y determine el potencial aportado por las uniones fras.

T (C)DDPDDP (Nom.)GRAFICAS TERMOPAR TIPO J Error estimado = 1.25

250.1mV1.277

300.3 mV1.537

350.4 mV1.797

400.5 mV2.059

450.6 mV2.322

500.7 mV2.585

550.7 mV2.850

600.8 mV3.116

NOTA: No es necesario completar todas las casillas.

T (C)DDPDDP (Nom.)GRAFICAS TERMOPAR TIPO K Error estimado = 1.1

250.0 Mv1

300.1 mV1.203

350.3 mV1.407

400.6 mV1.612

451.2 mV1.817

501.4 mV2.023

551.7 mV2.230

602.2 mV2.436


2. CARACTERSTICA RESISTENCIA VS. TEMPERATURA DE UN RTD Pt-100Represente de forma grfica la conexin de los instrumentos de medicin y sensores tipo RTD en el siguiente espacio.

a. Registre en la siguiente tabla los valores hmicos de la resistencia obtenidos en los extremos del RTD Pt-100, para un rango de temperatura entre 25 C y 60 C (procure registrar 10 valores diferentes). Consigne simultneamente los valores nominales esperados.b. Grafique los puntos registrados experimentalmente con color azul o verde y los valores nominales esperados con color rojo.c. Compare las grficas y determine el error aportado por la resistencia del cable y/o los contactos defectuosos del ohmmetro.

T (C)R (Ohm)R (Ohm Nom.)GRAFICAS RTD Pt-100

25111.2 109.73

30113.0 111.67

35114.5 113.61

40116.0 115.54

45117.5 117.47

50118.8 119.40

55120.1 120.94

60121.2 123.24


3. CALIBRACIN DE UN TRANSMISOR DE TEMPERATURA PARA TERMOPAR TIPO K Tenga en cuenta la siguiente conexin del transmisor:

a. Determine el rango de operacin del transmisor de temperatura

SALIDAT (C)T (F)

4 mA-17,7 C0 F

20 mA93,3 C200 F

b. Identifique el tipo de instrumento (loop powered 2 wire). Evite cortocircuitos en la salida del transmisor.c. Ajuste el calibrador para generar una diferencia de potencial equivalente a la DDP generada por un termopar tipo K a 0F.d. Regule el potencimetro de mltiple vuelta del cero (ZERO) hasta obtener 4 mA en la salida. Manipule con sumo cuidado este control. Girar con brusquedad el destornillador puede daar el dispositivo.e. Ajuste el calibrador para generar una diferencia de potencial equivalente a la DDP generada por un termopar tipo K a 200 F.f. Regule el potencimetro de mltiple vuelta del rango (SPAN) hasta obtener 20 mA en la salida. Tenga en cuenta las recomendaciones del punto d. g. Repita los pasos c hasta f, hasta obtener un ajuste ptimo.h. Pruebe el sistema y complete la siguiente tabla 1 y 2.Tabla 1 SubidaPATRN INSTRUMENTO BAJO CALIBRACIN

LECTURATemperatura (medido)Corriente (mA)(medido)Temperatura F(calculado)

0%0 F4.02 mA0.25 F

25%50 F8.04 mA50.5 F

50%100 F12.19 mA102.38 F

75%150 F16.44 mA155.5 F

100%200 F20.71 mA208.87 F

Tabla 2 BajadaPATRN SECUNDARIOINSTRUMENTO BAJO CALIBRACIN


0%0 F3.99 mA-0.125 F

25%50 F7.84 mA48 F

50%100 F11.83 mA97.87 F

75%150 F15.9 mA148.75 F

100%200 F20 mA200 F

4. Calibracin de un transmisor de temperatura para RTD Pt-100Tenga en cuenta la siguiente conexin del transmisor:

a. Determine el rango de operacin del transmisor de temperatura para RTD PT-100.

SALIDAT (C)T (F)

4 mA-17,7 C0 F

20 mA93,3 C200 F

b. Identifique el tipo de instrumento (loop powered 2 wire). Evite cortocircuitos en la salida del transmisor.c. Ajuste el calibrador para simular una resistencia equivalente a la de un RTD PT-100 a 0 F.d. Regule el potencimetro de mltiple vuelta del cero (ZERO) hasta obtener 4 mA en la salida. Manipule con sumo cuidado este control. Girar con brusquedad el destornillador puede daar el dispositivo.e. Ajuste el calibrador para simular una resistencia equivalente a la de un RTD PT-100 a 200 F.f. Regule el potencimetro de mltiple vuelta del rango (SPAN) hasta obtener 20 mA en la salida. Tenga en cuenta las recomendaciones del punto d. g. Repita los pasos c hasta f, hasta obtener un ajuste ptimo.h. Pruebe el sistema y complete la siguiente tabla 1 y 2.

Tabla 1 SubidaPATRN INSTRUMENTO BAJO CALIBRACIN


0%0 F4 mA0 F

25%50 F7.94 mA49.25 F

50%100 F11.92 mA99 F

75%150 F15.91 mA148.88 F

100%200 F19.89 mA198.62 F

Tabla 2 BajadaPATRN SECUNDARIOINSTRUMENTO BAJO CALIBRACIN


0%0 F4.01 mA0.125 F

25%50 F8.00 mA50 F

50%100 F12.00 mA100 F

75%150 F16.00 mA150 F

100%200 F20.00 mA200 F

5. VERIFICACIN EXPERIMENTAL DE LAS LEYES EMPRICAS DE LOS TERMOPARES.

Proponga una estrategia para verificar experimentalmente cada una de las tres leyes empricas de los termopares en un laboratorio.Investigacin! a. Ley de los metales intermedios

b. Ley de las temperaturas interiores

c. Ley de los metales insertados

Ley de los Metales Intermedios

Esta ley establece que si un tercer metal (en este caso, hierro) se encuentra insertado entre dos metales distintos formando dos uniones termopar, no contribuir a la tensin de salida del circuito termoelctrico formado si estas dos uniones se encuentran a la misma temperatura. Ver figura.

De acuerdo con esta ley, el cable inferior de la figura, queda reducido a una unin cobre-constantn a la temperatura Tref. Con este resultado ha sido posible eliminar el cable de hierro quedando el circuito total representado en la siguiente figura.

En esta situacin se sigue teniendo la relacin:

V= ( T j1 T ref )Esto significa que se puede intercalar un instrumento de medida, sin aadir errores, siempre y cuando las nuevas uniones estn a la misma temperatura. El instrumento se puede intercalar en un conductor o en un a unin. Un colorario de estas leyes que si se conoce la relacin trmica de dos metales distintos con un tercero. Se puede encontrar la relacin entre los dos primeros. Por lo tanto no hace falta calibrar todos los posibles pares de metales para conocer la temperatura correspondiente a 1a f.t.e.m detectada con un par determinado. Basta con conocer su comportamiento con un tercero. Se ha convenido en tomar el Platino como referencia.

Ley de las Temperaturas Interiores

Una unin formada con dos metales iguales no generar diferencia de potencial alguna, ello sin importar el grado de calor aplicado desde una fuente externa.

Ley de los Metales Insertados

Un conductor de un metal dismil inserto dentro de otro conductor diferente no generar una diferencia de potencial que altere la diferencia de potencial de salida, siempre y cuando ambas uniones se encuentren a la misma temperatura

PROYECTOSensores industriales de temperatura

REALIZADO POR:Anahua Betanzos Carlos David

SEMESTREVIGRUPOBFECHA26Agosto2015

LISTA DE MATERIALES

ITEMDESCRIPCIONUNIDADCANT.

1Soporte de maderaPZA01

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LISTA DE HERRAMIENTAS Y EQUIPOS

1Transmisor de temperatura para RTD PT-100.PZA01

2Transmisor de temperatura para T/C tipo K.PZA01

3Calibrador MetraHit 18C.PZA01

4Multmetro MetraHit 14S.PZA01

5RTD PT 100.PZA01

6Termopar tipo J y tipo K.PZA01

7Cautil PZA01

8Destornillador PZA01

9PerilleroPZA01

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15

ITEMUNIDADDESCRIPCIONCANT.PRECIO UNIT. S/.PRECIO TOTAL S/.

1PZARTD PT 100.021250.002500.00

2PZACautil0125.0025.00

3PZAAlicate018.008.00

4PZATermopar tipo J y tipo K.02560.001120.00

5PZACalibrador MetraHit 18C.011200.001200.00

6PZAMultmetro MetraHit 14S.011300.001300.00

7PZATransmisor de temperatura para RTD PT-100.014800.004800.00

8PZATransmisor de temperatura para T/C tipo K.014300.004300.00

9PZADestornillador018.008.00

10PZAPerillero016.006.00

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13

14

15

16

17

18

19

20

TOTAL S/.15267.00

I. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES:

OBSERVACIONES

Se observ que los circuitos realizados de transmisin se utiliz el calibrador, el cual se tuvo una configuracin de conexin diferente.

Se observ que al momento de tener el sensor a temperatura ambiente, el voltaje resultante era pequeo.

Se observ que los rangos de tensin (DDP), son mayores en un termopar tipo K que un termopar tipo J.

Se observ que para realizar la calibracin de un transmisor de temperatura, tuvo que manipular el Zero y Span, con ayuda de un perillero, tanto en subida y bajada.

Se observ que para alcanzar las temperaturas propuestas en el laboratorio y poder censarlas se tuvo que usar un cautn, con el cual pudimos realizar el laboratorio.

CONCLUSIONES

Se concluy que a una medicin correcta y realizar el respectivo grfico, el error de datos ser mnimo y el sensor sea eficiente.

Se concluy que la R(ohm) y la R(ohm Nom) de un RTD Pt-100, la graficas resultantes son muy similares, lo cual nos indica que la resistencia y temperatura del instrumento se encuentran bajo parmetros nominales.

Se concluy que la temperatura mnima, al querer calibrar un transmisor tiene una corriente de 4mA, y al tener una temperatura mxima de 200 F la corriente es de 20mA.

Se concluy que el principio de funcionamiento de un sensor RTD Pt-100, segn la temperatura que se cense la resistencia varia, donde mayor sea la temperatura mayor ser la resistencia.

Se concluy que tener un transmisor calibrado, puede evitar problemas como histresis muy pronunciados en el sensor y precisin del mismo.

Ing. Edwin JAVIER VILLALBA CabreraIng. Edwin JAVIER VILLALBA Cabrera/ Andres MoroccoALUMNOS(Apellidos y Nombres)

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