Trabajos De Investigación.docx
This document was uploaded by user and they confirmed that they have the permission to share it. If you are author or own the copyright of this book, please report to us by using this DMCA report form. Report DMCA
Overview
Download & View Trabajos De Investigación.docx as PDF for free.
More details
- Words: 2,266
- Pages: 21
INTRODUCCIÓN El siguiente trabajo tiene como propósito comprende la arquitectura básica de un sistema de instrumentación al manipular hardware y software utilizado para la implementación de estos sistemas en el ámbito industrial. El cual contiene el desarrollo de mediante la implementación de hardware para la medición de variables físicas en el ámbito industrial y comercial. Se diseña e implementa un sensor resistivo en un puente de Wheatstone, se realizaron respectivos cálculos y la simulación en el software de Proteus donde se explica mediante un vídeo el funcionamiento de cada uno.
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL Propone sistemas de instrumentación mediante la implementación de hardware para la medición de variables físicas en el ámbito industrial y comercial. OBJETIVOS ESPECIFICOS
Identificar en el mercado nacional tres sensores (1 resistivo, 1 inductivo y 1 capacitivo).
Proponer un sistema de instrumentación y control básico, en el cual mida y controle una variable, usando alguno de los tipos de sensores.
Diseñar y simular en software CAD un sistema de instrumentación.
SENSOR RESISTIVO
SENSOR CAPACITIVO
SENSOR INDUCTIVO
Celda de carga de 10 Kg barra recta,
El sensor capacitivo LJC18A3-BZ/BX
Sensor
Esta celda de carga o también llamado un
posee una distancia de detección de 10
LJ12A3-4-Z/BX
medidor de tensión, puede traducir hasta
mm, funciona con tres cables de
principalmente en la industria, tanto para
10 kg de presión en una señal
conexión, no posee sensor de
aplicaciones de posicionamiento como para
eléctrica. Cada celda de carga es capaz de
interrupción; detecta materiales metálicos
detectar la presencia de objetos metálicos
medir la resistencia eléctrica que cambia
y no metálicos, tales como plástico,
en un determinado contexto (control de
en respuesta a la presión que se aplica a la
vidrios, agua, aceite.
presencia o de ausencia, detección de paso,
De
de
determinar qué tan pesado es un objeto, si
codificación y de conteo).
o si simplemente se necesita detectar la presencia de un objeto mediante la medición de la tensión o carga aplicada a una superficie.
de
NPN,
barra. Este indicador es capaz de
el peso de un objeto cambia con el tiempo,
atasco,
Proximidad
Inductivo se
utiliza
posicionamiento,
de
GALGAS EXTENSOMÉTRICAS
LOS SENSORES CAPACITIVOS (KAS) SENSOR DE PROXIMIDAD Reaccionan ante metales y no metales que Son emisores de señal que detectan sin
Una galga extensa métrica es un sensor
al aproximarse a la superficie activa
contacto los movimientos de
basado en el efecto piezorresistivo. Un
sobrepasan una determinada capacidad.
funcionamiento de objetos metálicos
esfuerzo que deforma a la galga producirá
La distancia de conexión respecto a un
dispuestos en máquinas de mecanizado y
una variación en su resistencia eléctrica.
determinado material es tanto mayor
de procesamiento, robots, líneas de
Los materiales que suelen utilizarse para
cuanto más elevada sea su constante
producción, convirtiéndolos en señal
fabricar galgas son aleaciones metálicas,
dieléctrica.
eléctrica
como por ejemplo constantán, nicrom o elementos semiconductores como por ejemplo el silicio y el germanio.
Aplicación Aplicación Una de las principales aplicaciones de Aplicación Las aplicaciones de las galgas extensométricas son casi innumerables, pero su aplicación más directa es en
estos sensores es la detección a través de recipientes. Por ejemplo, el agua tiene una constante dieléctrica mucho más alta que el plástico, esto le da la posibilidad al
Estos sensores se desempeñan en las condiciones de trabajo más difíciles donde hay presente aceites, líquidos, polvos y vibraciones, entre algunas que se mencionan están: herramientas, máquinas textiles, líneas transportadoras, sistema de
aquellas situaciones en las que se requiere
sensor de detectar a través del recipiente.
transporte, equipos de empaques, industria
la medida de esfuerzos y deformaciones
De esta forma se puede detectar el nivel
automotriz, etc.
en estructuras tales como Aviones,
de líquidos.
Trenes, Puentes, Grúas, Hormigón, Ejes, etc. Generalmente en este tipo de estructuras Sensor de temperatura PT100 RDT es un
Los sensores VEGAPULS de nivel
Sensores LJ12A3-4-Z/BX de proximidad
sensor industrial de temperatura con un
continua evalúan el nivel de llenado de un
inductivos son utilizados como detectores
rango de -70°C a 500°C. Este sensor
depósito, tanque o silo mediante distintas
de proximidad de objetos metálicos. Son
posee una capsula de 6mm de diámetro en
tecnologías de medición y lo convierte en
utilizados en sistemas de automatización
acero inoxidable que le permite una alta
una señal electrónica. Son ampliamente
industrial, como contadores de objetos, o
conductividad térmica y por lo tanto un
utilizados para la detección de objetos de
para activar alguna acción en la presencia
retardo mínimo en la lectura con respecto
naturaleza metálica o no, tales como:
de algún objeto metálico.
a otros de su misma característica.
madera, cartón, cerámica, vidrio, plástico, aluminio, laminados o granulados, polvos de naturaleza mineral como talco, cemento, arcilla, etc.
LDR (Light-Dependent Resistor, resistor
Los sensores capacitivos (KAS)
Sensor inductivo NPN SN04-N Los
dependiente de la luz)
reaccionan ante metales, y no metales que
sensores inductivos son utilizados como
Un LDR es un resistor que varía su valor
al aproximarse a la superficie activa
detectores de proximidad de objetos
de resistencia eléctrica dependiendo de la
sobrepasan una determinada capacidad.
metálicos como acero, hierro, cobre, plata,
cantidad de luz que incide sobre él. Se le
La distancia de conexión respecto a un
etc. Son muy utilizados en sistema de
llama, también, fotorresistor o
determinado material es tanto mayor
automatización industrial, como
fotorresistencia. El valor de resistencia
cuanto más elevada sea su constante
contadores de objetos, o para activar
eléctrica de un LDR es bajo cuando hay
dieléctrica.
alguna acción en la presencia de algún
luz incidiendo en él (en algunos casos
objeto metálico.
puede descender a tan bajo como 50 ohms) y muy alto cuando está a oscuras (puede ser de varios megaohms).
Los sensores capacitivos miden las
Se emplean en el encendido y apagado de iluminación de alumbrado (interruptores crepusculares), en alarmas, en cámaras
alteraciones de capacitación de tipo
Los sensores inductivos son utilizados
eléctrico. Conforme se van acercando a la
como detectores de proximidad de objetos
superficie se activa por sobrecarga a una
metálicos. Son muy utilizados en sistemas
determinada capacidad. Se utilizan en las
de automatización industrial, como
pantallas táctiles, en ascensores, en
contadores de objetos, o para activar
robótica, etc. También sirve para detectar
alguna acción con la presencia de un
la humedad, la carga y la posición.
objeto metálico. El rango de detección
fotográficas, en medidores de luz. Las de
dependerá de la forma del objeto y de su
la gama infrarroja en control de máquinas
material metálico.
y procesos de contage y detección de objetos.
Los sensores moduladores del tipo
: Los sensores capacitivos (KAS)
Una corriente (i) que circula a través de un
resistivos, son aquellos que varían una
reaccionan ante metales, y no metales que
hilo conductor, genera un campo
resistencia en función de la variable a
al aproximarse a la superficie activa
magnético que está asociado a ella. ...
medir. Se ha realizado una clasificación
sobrepasan una determinada capacidad.
Cuando un metal es acercado al campo
de estos sensores en función de la variable
La distancia de conexión respecto a un
magnético generado por el sensor de
a medir, tal como refleja la tabla siguiente: determinado material es tanto mayor
proximidad, éste es detectado. La bobina, o
cuanto más elevada sea su constante
devanado, del sensor inductivo induce
dieléctrica
corrientes de Foucault en el material por detectar.
Estos sensores se emplean para la
Hay cuatro principales tipos de sensores
identificación de objetos, para funciones
inductivo capacitivo fotoeléctrico y
contadoras y para toda clase de controles
ultrasónico los sensores inductivos
de nivel de carga de materiales sólidos o
detectan la presencia de metales mediante
líquidos. También son utilizados para
un campo electromagnético los sensores
muchos dispositivos con pantalla táctil,
capacitivos usan un campo electrostático
como teléfonos móviles, ya que el sensor
los sensores ultrasónicos usan ondas
percibe la pequeña diferencia de potencial
ultrasónicas y los sensores fotoeléctricos
entre membranas de los dedos
reaccionan a los cambios de luz recibida
eléctricamente polarizados de una persona.
Investigue y proponga un sistema de instrumentación y control básico, en el cual mida y controle una variable, usando alguno de los tipos de sensores descritos en el paso 1.
HIGRÓMETRO Es un sistema de instrumentación que se usa para medir la cantidad de humedad presente en el ambiente, en la tierra, en las vegetales, dando como resultado un parámetro de humedad presente en el ambiente. Con este se puede saber si la humedad del ambiente es muy baja, alta o si está en niveles normales. Mediante el método de condensación en el higrómetro se puede calcular la humedad, para esto en vapor del agua es condensado sobre cuerpos fríos, en el momento de pasar es condensado.
VUMETRO El VUmetro es un dispositivo que es capaz de medir el volumen de una señal, es decir, nos dice que tan fuerte está transmitiéndose una señal cualquiera, en el caso de una onda sonora, nos referimos a su volumen.
TERMOSTATO
Un termostato es un dispositivo que tiene como finalidad controlar los sistemas de calefacción y refrigeración (aire acondicionado) del hogar para que mantenga una temperatura determinada dentro de ciertos rangos.
Celda de carga Permite implementase en diferentes campos de la industria, ya que es capaz de funcionar eficazmente mediante un mecanismo de acción inducido por la compresión, que con la ayuda de la intervención de una configuración circuito provista en el interior de la pieza, y con resguardo de sus componentes, se encarga de transformar energía mecánica en señal eléctrica, para así arrojar una lectura precisa y certera expedida en algún display/visor interconectado a ella.
Está diseñada con el propósito de facilitar sus actividades a nivel comercial o industrial, yendo siempre de la mano de la tecnología y la innovación. Implementándose o ampliándose en montajes como:
Pesaje de: silo, tanques y tolvas
Suspendidos silos, tanques y tolvas
Básculas de ferrocarril
Báscula colgante
Para tener un control y manejo adecuado de peso en dichos sistemas, como por ejemplo, conocer el la cantidad de agua en un tanque según su peso.
Paso 3: Diseñar y simular en software CAD un sistema de instrumentación en el cual : Implemente un sensor resistivo en un puente de Wheatstone, aliméntelo con 1V, ajuste la salida a una escala de 0V-12V. Implemente visualización por Leds. Se sugiere usar un LM3914, para visualizar la salida mediante leds.. Ecuación del puente de whetstone 𝑅𝑥 =
𝑅2 ∗ 𝑅3 𝑅1
Con esta ecuación nos permite buscar el punto de equilibrio y así saber el valor de nuestra resistencia desconocida. 𝑉 = 1𝑉 𝑅1 = 5𝐾Ω 𝑅2 = 5𝐾Ω 𝑅3 = 5𝑘Ω 𝑅𝑥 = ?
Resultado 𝑅𝑋 =
𝑅2 ∗ 𝑅3 5𝑘Ω ∗ 5𝑘Ω = = 5𝑘Ω 𝑅1 5𝑘Ω
𝑅𝑋 = 5𝑘Ω
Amplificador de instrumentación
Formula (𝑽𝒐𝒖𝒕 ) (𝟏 +
𝟐𝑹𝟏 ) 𝑹𝑮
Datos 𝑹𝟏 = 𝟏𝑲Ω
Realizamos 𝑹𝑮 𝑅𝐺 =
𝑉1 (2 ∗ 𝑅1 ) 𝑉𝑜𝑢𝑡 − 𝑉1
𝑅𝐺 =
0,50𝑣(2 ∗ 1𝑘Ω) 12𝑣 − 0,50𝑣
𝑅𝐺 = 0,87𝑘Ω LM 3914 El circuito integrado LM3914 consta de una serie de amplificadores operacionales en modo comparador, con los cuales se activará una escala de leds en pasos que dependerá del voltaje de referencia ajustado en el circuito integrado. De acuerdo entonces a la resolución lograda, se activará cada led dentro de la escala, la que usualmente se ubica en unos 125mv por led con respuesta lineal.
Voltaje de alimentación Usualmente el LM3914 se puede alimentar con voltajes desde 3 a 18v, pero técnicamente se puede llegar hasta los 25v de alimentación.
Voltaje de referencia A través de los pines 6, 7 y 8 podemos ajustar el voltaje de referencia, para activar la escala de leds el valor de R1 es de 1k (1000 ohmios) y R2 es de 8.55k (8550 ohmios); aplicando la fórmula propuesta en la datasheet del LM3914 (Voltaje de referencia = 1.25 * (1+ R2/R1)), obtendremos el rango de voltajes sobre el cual trabajara el LM3914.
Resolviendo la formula, obtendríamos el siguiente resultado: 1.25 * (8.55k / 1k + 1) = 5.34v. También es bueno saber, cada cuanto voltaje se incrementará la escala; para saberlo, solo basta dividir el número de salidas (10 en total) con el voltaje máximo que puede llegar a la entrada. 12v / 10 = 1.2
Link del video: https://www.youtube.com/watch?v=859cafL5JT4
CONCLUSIONES
El comportamiento de los diferentes puentes y amplificadores depende de la configuración de nuestros componentes dentro del circuito, y es muy sensible a cualquier variación que se tenga sobre alguno de estos, por lo cual es de vital importancia el diseño previo de cada uno de los circuitos antes de proceder con la implementación de los mismos, ya que en instrumentación la precisión, sensibilidad y demás características del circuito y/o dispositivo deben ser muy exactas.
Se implementó un circuito puente de Wheatstone, demostrando su ecuación principal, fundamento teórico y simulación, con el software proteus, verificando los valores de voltajes positivos, negativos y punto de equilibrio. Para realizar la amplificación del voltaje arrojado y demostrarse por medio de led indicadores, controlados por Lm3914, que permite la interpretación visual de la señal de un sensor u otro instrumento de medición.
Bibliografía
Granda, M. M., & Mediavilla, B. E. (2015). Instrumentación electrónica: transductores y acondicionadores de señal. España: Editorial de la Universidad de Cantabria. (pp. 217 - 281). Recuperado dehttp://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2460/lib/unadsp/reader.action?docID=34288 84
Creus, S. A. (2008). Instrumentación industrial (7a. ed.) Barcelona, ES: Marcombo. (pp. 301 - 360) Recuperado dehttp://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2460/lib/unadsp/reader.action?docID=31753 73
Mandado, P. E., Mariño, E. P., & Lago, F. A. (2009). Instrumentación electrónica. Barcelona, ES: Marcombo. (pp. 109 – 133). Recuperado dehttp://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2460/lib/unadsp/reader.action?docID=31863 02 Instrumentación y mediciones (2010). Recuperado de Bogotá, Colombia: UNAD. (pp. 70 – 95). Recuperado de: http://hdl.handle.net/10596/4960
Celda de carga compresión Sentronik 192SS. Recuperado de: http://celdas-decarga.celdadecarga.com/celda-de-carga-compresion-sentronik-192ss/
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL Propone sistemas de instrumentación mediante la implementación de hardware para la medición de variables físicas en el ámbito industrial y comercial. OBJETIVOS ESPECIFICOS
Identificar en el mercado nacional tres sensores (1 resistivo, 1 inductivo y 1 capacitivo).
Proponer un sistema de instrumentación y control básico, en el cual mida y controle una variable, usando alguno de los tipos de sensores.
Diseñar y simular en software CAD un sistema de instrumentación.
SENSOR RESISTIVO
SENSOR CAPACITIVO
SENSOR INDUCTIVO
Celda de carga de 10 Kg barra recta,
El sensor capacitivo LJC18A3-BZ/BX
Sensor
Esta celda de carga o también llamado un
posee una distancia de detección de 10
LJ12A3-4-Z/BX
medidor de tensión, puede traducir hasta
mm, funciona con tres cables de
principalmente en la industria, tanto para
10 kg de presión en una señal
conexión, no posee sensor de
aplicaciones de posicionamiento como para
eléctrica. Cada celda de carga es capaz de
interrupción; detecta materiales metálicos
detectar la presencia de objetos metálicos
medir la resistencia eléctrica que cambia
y no metálicos, tales como plástico,
en un determinado contexto (control de
en respuesta a la presión que se aplica a la
vidrios, agua, aceite.
presencia o de ausencia, detección de paso,
De
de
determinar qué tan pesado es un objeto, si
codificación y de conteo).
o si simplemente se necesita detectar la presencia de un objeto mediante la medición de la tensión o carga aplicada a una superficie.
de
NPN,
barra. Este indicador es capaz de
el peso de un objeto cambia con el tiempo,
atasco,
Proximidad
Inductivo se
utiliza
posicionamiento,
de
GALGAS EXTENSOMÉTRICAS
LOS SENSORES CAPACITIVOS (KAS) SENSOR DE PROXIMIDAD Reaccionan ante metales y no metales que Son emisores de señal que detectan sin
Una galga extensa métrica es un sensor
al aproximarse a la superficie activa
contacto los movimientos de
basado en el efecto piezorresistivo. Un
sobrepasan una determinada capacidad.
funcionamiento de objetos metálicos
esfuerzo que deforma a la galga producirá
La distancia de conexión respecto a un
dispuestos en máquinas de mecanizado y
una variación en su resistencia eléctrica.
determinado material es tanto mayor
de procesamiento, robots, líneas de
Los materiales que suelen utilizarse para
cuanto más elevada sea su constante
producción, convirtiéndolos en señal
fabricar galgas son aleaciones metálicas,
dieléctrica.
eléctrica
como por ejemplo constantán, nicrom o elementos semiconductores como por ejemplo el silicio y el germanio.
Aplicación Aplicación Una de las principales aplicaciones de Aplicación Las aplicaciones de las galgas extensométricas son casi innumerables, pero su aplicación más directa es en
estos sensores es la detección a través de recipientes. Por ejemplo, el agua tiene una constante dieléctrica mucho más alta que el plástico, esto le da la posibilidad al
Estos sensores se desempeñan en las condiciones de trabajo más difíciles donde hay presente aceites, líquidos, polvos y vibraciones, entre algunas que se mencionan están: herramientas, máquinas textiles, líneas transportadoras, sistema de
aquellas situaciones en las que se requiere
sensor de detectar a través del recipiente.
transporte, equipos de empaques, industria
la medida de esfuerzos y deformaciones
De esta forma se puede detectar el nivel
automotriz, etc.
en estructuras tales como Aviones,
de líquidos.
Trenes, Puentes, Grúas, Hormigón, Ejes, etc. Generalmente en este tipo de estructuras Sensor de temperatura PT100 RDT es un
Los sensores VEGAPULS de nivel
Sensores LJ12A3-4-Z/BX de proximidad
sensor industrial de temperatura con un
continua evalúan el nivel de llenado de un
inductivos son utilizados como detectores
rango de -70°C a 500°C. Este sensor
depósito, tanque o silo mediante distintas
de proximidad de objetos metálicos. Son
posee una capsula de 6mm de diámetro en
tecnologías de medición y lo convierte en
utilizados en sistemas de automatización
acero inoxidable que le permite una alta
una señal electrónica. Son ampliamente
industrial, como contadores de objetos, o
conductividad térmica y por lo tanto un
utilizados para la detección de objetos de
para activar alguna acción en la presencia
retardo mínimo en la lectura con respecto
naturaleza metálica o no, tales como:
de algún objeto metálico.
a otros de su misma característica.
madera, cartón, cerámica, vidrio, plástico, aluminio, laminados o granulados, polvos de naturaleza mineral como talco, cemento, arcilla, etc.
LDR (Light-Dependent Resistor, resistor
Los sensores capacitivos (KAS)
Sensor inductivo NPN SN04-N Los
dependiente de la luz)
reaccionan ante metales, y no metales que
sensores inductivos son utilizados como
Un LDR es un resistor que varía su valor
al aproximarse a la superficie activa
detectores de proximidad de objetos
de resistencia eléctrica dependiendo de la
sobrepasan una determinada capacidad.
metálicos como acero, hierro, cobre, plata,
cantidad de luz que incide sobre él. Se le
La distancia de conexión respecto a un
etc. Son muy utilizados en sistema de
llama, también, fotorresistor o
determinado material es tanto mayor
automatización industrial, como
fotorresistencia. El valor de resistencia
cuanto más elevada sea su constante
contadores de objetos, o para activar
eléctrica de un LDR es bajo cuando hay
dieléctrica.
alguna acción en la presencia de algún
luz incidiendo en él (en algunos casos
objeto metálico.
puede descender a tan bajo como 50 ohms) y muy alto cuando está a oscuras (puede ser de varios megaohms).
Los sensores capacitivos miden las
Se emplean en el encendido y apagado de iluminación de alumbrado (interruptores crepusculares), en alarmas, en cámaras
alteraciones de capacitación de tipo
Los sensores inductivos son utilizados
eléctrico. Conforme se van acercando a la
como detectores de proximidad de objetos
superficie se activa por sobrecarga a una
metálicos. Son muy utilizados en sistemas
determinada capacidad. Se utilizan en las
de automatización industrial, como
pantallas táctiles, en ascensores, en
contadores de objetos, o para activar
robótica, etc. También sirve para detectar
alguna acción con la presencia de un
la humedad, la carga y la posición.
objeto metálico. El rango de detección
fotográficas, en medidores de luz. Las de
dependerá de la forma del objeto y de su
la gama infrarroja en control de máquinas
material metálico.
y procesos de contage y detección de objetos.
Los sensores moduladores del tipo
: Los sensores capacitivos (KAS)
Una corriente (i) que circula a través de un
resistivos, son aquellos que varían una
reaccionan ante metales, y no metales que
hilo conductor, genera un campo
resistencia en función de la variable a
al aproximarse a la superficie activa
magnético que está asociado a ella. ...
medir. Se ha realizado una clasificación
sobrepasan una determinada capacidad.
Cuando un metal es acercado al campo
de estos sensores en función de la variable
La distancia de conexión respecto a un
magnético generado por el sensor de
a medir, tal como refleja la tabla siguiente: determinado material es tanto mayor
proximidad, éste es detectado. La bobina, o
cuanto más elevada sea su constante
devanado, del sensor inductivo induce
dieléctrica
corrientes de Foucault en el material por detectar.
Estos sensores se emplean para la
Hay cuatro principales tipos de sensores
identificación de objetos, para funciones
inductivo capacitivo fotoeléctrico y
contadoras y para toda clase de controles
ultrasónico los sensores inductivos
de nivel de carga de materiales sólidos o
detectan la presencia de metales mediante
líquidos. También son utilizados para
un campo electromagnético los sensores
muchos dispositivos con pantalla táctil,
capacitivos usan un campo electrostático
como teléfonos móviles, ya que el sensor
los sensores ultrasónicos usan ondas
percibe la pequeña diferencia de potencial
ultrasónicas y los sensores fotoeléctricos
entre membranas de los dedos
reaccionan a los cambios de luz recibida
eléctricamente polarizados de una persona.
Investigue y proponga un sistema de instrumentación y control básico, en el cual mida y controle una variable, usando alguno de los tipos de sensores descritos en el paso 1.
HIGRÓMETRO Es un sistema de instrumentación que se usa para medir la cantidad de humedad presente en el ambiente, en la tierra, en las vegetales, dando como resultado un parámetro de humedad presente en el ambiente. Con este se puede saber si la humedad del ambiente es muy baja, alta o si está en niveles normales. Mediante el método de condensación en el higrómetro se puede calcular la humedad, para esto en vapor del agua es condensado sobre cuerpos fríos, en el momento de pasar es condensado.
VUMETRO El VUmetro es un dispositivo que es capaz de medir el volumen de una señal, es decir, nos dice que tan fuerte está transmitiéndose una señal cualquiera, en el caso de una onda sonora, nos referimos a su volumen.
TERMOSTATO
Un termostato es un dispositivo que tiene como finalidad controlar los sistemas de calefacción y refrigeración (aire acondicionado) del hogar para que mantenga una temperatura determinada dentro de ciertos rangos.
Celda de carga Permite implementase en diferentes campos de la industria, ya que es capaz de funcionar eficazmente mediante un mecanismo de acción inducido por la compresión, que con la ayuda de la intervención de una configuración circuito provista en el interior de la pieza, y con resguardo de sus componentes, se encarga de transformar energía mecánica en señal eléctrica, para así arrojar una lectura precisa y certera expedida en algún display/visor interconectado a ella.
Está diseñada con el propósito de facilitar sus actividades a nivel comercial o industrial, yendo siempre de la mano de la tecnología y la innovación. Implementándose o ampliándose en montajes como:
Pesaje de: silo, tanques y tolvas
Suspendidos silos, tanques y tolvas
Básculas de ferrocarril
Báscula colgante
Para tener un control y manejo adecuado de peso en dichos sistemas, como por ejemplo, conocer el la cantidad de agua en un tanque según su peso.
Paso 3: Diseñar y simular en software CAD un sistema de instrumentación en el cual : Implemente un sensor resistivo en un puente de Wheatstone, aliméntelo con 1V, ajuste la salida a una escala de 0V-12V. Implemente visualización por Leds. Se sugiere usar un LM3914, para visualizar la salida mediante leds.. Ecuación del puente de whetstone 𝑅𝑥 =
𝑅2 ∗ 𝑅3 𝑅1
Con esta ecuación nos permite buscar el punto de equilibrio y así saber el valor de nuestra resistencia desconocida. 𝑉 = 1𝑉 𝑅1 = 5𝐾Ω 𝑅2 = 5𝐾Ω 𝑅3 = 5𝑘Ω 𝑅𝑥 = ?
Resultado 𝑅𝑋 =
𝑅2 ∗ 𝑅3 5𝑘Ω ∗ 5𝑘Ω = = 5𝑘Ω 𝑅1 5𝑘Ω
𝑅𝑋 = 5𝑘Ω
Amplificador de instrumentación
Formula (𝑽𝒐𝒖𝒕 ) (𝟏 +
𝟐𝑹𝟏 ) 𝑹𝑮
Datos 𝑹𝟏 = 𝟏𝑲Ω
Realizamos 𝑹𝑮 𝑅𝐺 =
𝑉1 (2 ∗ 𝑅1 ) 𝑉𝑜𝑢𝑡 − 𝑉1
𝑅𝐺 =
0,50𝑣(2 ∗ 1𝑘Ω) 12𝑣 − 0,50𝑣
𝑅𝐺 = 0,87𝑘Ω LM 3914 El circuito integrado LM3914 consta de una serie de amplificadores operacionales en modo comparador, con los cuales se activará una escala de leds en pasos que dependerá del voltaje de referencia ajustado en el circuito integrado. De acuerdo entonces a la resolución lograda, se activará cada led dentro de la escala, la que usualmente se ubica en unos 125mv por led con respuesta lineal.
Voltaje de alimentación Usualmente el LM3914 se puede alimentar con voltajes desde 3 a 18v, pero técnicamente se puede llegar hasta los 25v de alimentación.
Voltaje de referencia A través de los pines 6, 7 y 8 podemos ajustar el voltaje de referencia, para activar la escala de leds el valor de R1 es de 1k (1000 ohmios) y R2 es de 8.55k (8550 ohmios); aplicando la fórmula propuesta en la datasheet del LM3914 (Voltaje de referencia = 1.25 * (1+ R2/R1)), obtendremos el rango de voltajes sobre el cual trabajara el LM3914.
Resolviendo la formula, obtendríamos el siguiente resultado: 1.25 * (8.55k / 1k + 1) = 5.34v. También es bueno saber, cada cuanto voltaje se incrementará la escala; para saberlo, solo basta dividir el número de salidas (10 en total) con el voltaje máximo que puede llegar a la entrada. 12v / 10 = 1.2
Link del video: https://www.youtube.com/watch?v=859cafL5JT4
CONCLUSIONES
El comportamiento de los diferentes puentes y amplificadores depende de la configuración de nuestros componentes dentro del circuito, y es muy sensible a cualquier variación que se tenga sobre alguno de estos, por lo cual es de vital importancia el diseño previo de cada uno de los circuitos antes de proceder con la implementación de los mismos, ya que en instrumentación la precisión, sensibilidad y demás características del circuito y/o dispositivo deben ser muy exactas.
Se implementó un circuito puente de Wheatstone, demostrando su ecuación principal, fundamento teórico y simulación, con el software proteus, verificando los valores de voltajes positivos, negativos y punto de equilibrio. Para realizar la amplificación del voltaje arrojado y demostrarse por medio de led indicadores, controlados por Lm3914, que permite la interpretación visual de la señal de un sensor u otro instrumento de medición.
Bibliografía
Granda, M. M., & Mediavilla, B. E. (2015). Instrumentación electrónica: transductores y acondicionadores de señal. España: Editorial de la Universidad de Cantabria. (pp. 217 - 281). Recuperado dehttp://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2460/lib/unadsp/reader.action?docID=34288 84
Creus, S. A. (2008). Instrumentación industrial (7a. ed.) Barcelona, ES: Marcombo. (pp. 301 - 360) Recuperado dehttp://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2460/lib/unadsp/reader.action?docID=31753 73
Mandado, P. E., Mariño, E. P., & Lago, F. A. (2009). Instrumentación electrónica. Barcelona, ES: Marcombo. (pp. 109 – 133). Recuperado dehttp://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2460/lib/unadsp/reader.action?docID=31863 02 Instrumentación y mediciones (2010). Recuperado de Bogotá, Colombia: UNAD. (pp. 70 – 95). Recuperado de: http://hdl.handle.net/10596/4960
Celda de carga compresión Sentronik 192SS. Recuperado de: http://celdas-decarga.celdadecarga.com/celda-de-carga-compresion-sentronik-192ss/
Related Documents
Trabajos
April 2020 22
Trabajos
November 2019 36
Trabajos
June 2020 13
Trabajos
October 2019 26
Trabajos
May 2020 16
