Trabajo N1 Electronica Industrial.docx

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

CURSO: Electrónica Industrial CODIGO: EE435 PROFESOR: TIZSA CONTRERAS, JUAN ALUMNO: LANGUASCO RAMOS ABEL RICARDO FECHA DE PRESENTACIÓN:

Lunes 8 de Setiembre de 2017.

LIMA – PERÚ

2017-2

Elementos Primarios Transductores: De temperatura 1. Termocuplas ó Termopares 2. Sondas Resistivas 3. Termistores Termopar

𝑇 ∈ 〈−200 ℃ , 1000 ℃〉 Tipos:

𝑑𝑣 = 𝑆𝑒𝑛𝑠𝑖𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑡𝑒𝑟𝑚𝑜𝑝𝑎𝑟 𝑑𝑇 Leyes de los termopares: 1. Ley de los metales intermedios

𝑉𝑜 = 𝐸𝐴𝐵 (𝑇) + 𝐸𝐵𝐶 (𝑇) + 𝐸𝐶𝐷 (𝑇) = 𝐸𝐴𝐷 (𝑇)

2. Ley de las temperaturas intermedias

El problema de la juntura “FRIA”: Planteamiento del problema:

T: Temperatura del proceso

Vm = 𝐸𝑐𝑢−𝐵 (𝑇𝑎) + 𝐸𝐵𝐴 (𝑇) + 𝐸𝐴−𝑐𝑢 (𝑇𝑎) 𝑉𝑚 = 𝐸𝐴𝐵 (𝑇𝑎 ) + 𝐸𝐵𝐴 (𝑇) 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 ¿Cómo eliminamos el error?

𝑉𝑚 = 𝐸𝑐𝑢−𝐴 (𝑇𝑎 ) + 𝐸𝐴𝐵 (𝑇) + 𝐸𝐵𝐴 (0℃) + 𝐸𝐴−𝑐𝑢 (𝑇𝑎 ) 𝑉𝑚 = 𝐸𝐴𝐵 (𝑇)

2da Forma:

Utilizando el circuito de compensación: 𝑉𝑚 = −𝑉𝐶𝑂𝑀𝑃 + 𝐸𝐴𝐵 (𝑇) + 𝐸𝑐𝑢−𝐴 (𝑇𝑎 ) + 𝐸𝐵−𝑐𝑢 (𝑇𝑎 ) 𝑉𝑚 = −𝑉𝐶𝑂𝑀𝑃 + 𝐸𝐵𝐴 (𝑇𝑎 ) + 𝐸𝐴𝐵 (𝑇) 𝐸𝐵𝐴 (𝑇𝑎 ) = 𝑉𝐶𝑂𝑀𝑃 Ejemplo: Si 𝑇𝑎 = 60℃, si la termocupla es tipo K De TABLA:

𝐸𝐵𝐴 (𝑇𝑎 ) = 2.436 𝑚𝑉

EN EL COMPENSADOR: Usamos un termistor NTC como sensor secundario (De Ajuste) ∝=

𝑑𝑅𝑇𝐻 1 𝑥 = 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑇 𝑅𝑇𝐻

De temperatura del termistor 𝛼<0

𝐵 𝑅𝑇𝐻 = 𝑅0 exp ( ) 𝑇

𝑅0 = 100𝑘Ω 𝐵 = 200 °𝐾

𝑅𝑇𝐻 (60 ℃) = 182 𝐾 𝑉𝐶𝑂𝑀𝑃 = 1.5

𝑅1 𝑅2 − 1.5 𝑅1 + 𝑅3 𝑅2 + 𝑅4

𝑅2 = 𝑅4 = 10𝐾 Para: 𝑅𝑇𝐻 (60 ℃) = 182 𝐾 = 𝑅3 ∴ 𝑅1 = 183.2 𝐾

Ejemplo de Linealización de las medidas:

Circuito Medidor de Temperatura

𝑅𝑇𝐻 = 50𝑒 −0.06𝑇 𝑘Ω Si 𝑇 𝜖 〈0 ℃, 100℃〉 Y

𝑉𝑜 = 5 𝑉 𝑐𝑢𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑇 = 100℃ 𝑉𝑜 = 0 𝑉 𝑐𝑢𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑇 = 0℃

a) Cacular 𝑅1 y 𝑅2 . b) Graficar Vo (T). c) Rediseñar el circuito del modo que se linealice la respuesta.

Solución: a) 𝑇 = 0℃

→ 𝑅𝑇𝐻 (0 ℃) + 𝑅1 = 𝑅2

𝑇 = 100℃ → 5 =

10𝑅2 −10(𝑅1 +𝑅𝑇𝐻 (100 ℃)) 𝑅1 +𝑅2 +𝑅𝑇𝐻 (100 ℃)

50 + 𝑅1 = 𝑅2

𝑉𝑜 =

∧

… (1) … (2)

0.5 =

𝑅2 − 𝑅1 − 0.124 𝑅1 + 𝑅2 + 0.124

10𝑅2 − 10𝑅1 − 10𝑥50𝑒 −0.06𝑇 𝑅1 + 𝑅2 + 500𝑒 −0.06𝑇

∴ 𝑅1 = 24.8 𝑘Ω ∧ 𝑅2 = 74.8 𝑘Ω

b)

c) Rediseño

𝑇 =0℃ 𝑇 = 50 ℃

→ →

𝑇 = 100 ℃

𝑉𝑜 =

→

10 (𝑅3 ∕∕ 𝑅2 ) (𝑅1 + 𝑅𝑇𝐻 )//𝑅3 − 10 [(𝑅1 + 𝑅𝑇𝐻 )//𝑅3 ] + 𝑅2 (𝑅3 ∕∕ 𝑅2 ) + 𝑅1 + 𝑅𝑇𝐻

𝑅1 = 80.98 𝐾Ω,

𝑅2 = 41.02 𝐾Ω,

𝑅3 = 1.17 𝐾Ω

𝑉𝑜 = 0 𝑉 𝑉𝑜 = 2.5 𝑉 𝑉𝑜 = 5 𝑉