LAB5 Temepratura
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Instrumentación Industrial
III Ciclo
Laboratorio Nº 5
Sensores de Temperatura Normas y Estándares
2016-I
Sensores de Temperatura
Objetivos:
1. Medir temperatura utilizando las termocuplas J y K, RTD: Pt 100 y un termistor NTC
2. Graficar la respuesta de las termocuplas en función de la temperatura: mV vs. T; así como del
termistor y Pt 100 R vs. T.
3. Encontrar una relación matemática entre mV y T para las termocuplas; así como de R y T para
el termistor y el Pt 100.
4. Graficar la respuesta en el tiempo y, determinar la constante de tiempo de cada sensor.
5. Comparar la respuesta de las termocuplas J y K, Pt 100 y Termistores.
Introducción teórica:
El conocer el valor de la temperatura es muy importante en un proceso, por lo que existen diferentes
medidores de esta como: Termocuplas, Termistores y los RTD.
Las termocuplas se presentan en sus diferentes tipos: J, K, T, E, R, S, B, C, N. y dependiendo del tipo
pueden trabajar en un rango de temperatura, en un determinado ambiente, ser más o menos lineal, etc.
La respuesta de una termocupla es en voltaje, en el orden de los mV.
Los RTD: Pt 100, Pt 150, Pt 200, etc. y los termistores: NTC y PTC tienen una respuesta en resistencia,
siendo la respuesta del Pt 100 lineal, mientras que la de los termistores es de tipo exponencial.
Preparación:
Leer el capítulo correspondiente a medición de temperatura del libro de Instrumentación Industrial de
Antonio Creus.
Equipos y Materiales:
1. Termocuplas J y K.
2. RTD: Pt 100.
3. Termistor NTC
4. Sonda de referencia
5. Horno de acrílico
6. Dos multímetros.
7. Fuente DC.
Seguridad:
Referirse a las normas dadas en el documento de seguridad, el cual debe cumplirse obligatoriamente.
Procedimiento:
Parte A.- Procedimiento
1. Utilizando la fuente y la resistencia, calentar las termocuplas, el termistor, el Pt 100 y la sonda de
referencia, complete la tabla 1.
2. Grafique la respuesta de cada sensor utilizado: Termocuplas J y K, Termistor NTC y Pt 100 en
función de la temperatura y determine las respectivas ecuaciones que relacionan a las salidas de
cada sensor con sus respectivas entradas
3. Con los datos obtenidos determine y del Pt 100 y el termistor respectivamente.
4. Determine las características de cada uno de los sensores
Rango de entrada y salida
Sensibilidad
Linealidad
)1(0 xx TRR
12
11
12
TTeRR
TC J
TC K
Pt 100
Termistor
Sonda deReferencia
Terminales
Resistencia deCalefacción
T (°C)0
()
RO
TX
T (°C)
R1
T2
RX
R2
T1
R ()R
R0: resistencia a 0ºC Rx : resistencia a Tx en ºC : Coeficiente de temperatura en ºC
-1
R1: resistencia a T1 en ºK R2: resistencia a T2 en ºK
: Coeficiente de temperatura en ºK
Característica del Termistor NTC
RTD
Característica del sensor Pt100
Tensión
Fuente (V)
Temp.
(°C)
Tensión
Termocupla J
(mV)
Temp.
(°C)
Tensión
Termocupla K
(mV)
Temp.
(°C)
Pt 100
()
Temp.
(°C)
Termistor
()
0
6
10
12,7
15
20
Tabla 1 Termocupla tipo J y K, Pt 100 y Termistor NTC
Parte B.- Respuesta de un sensor de temperatura en el tiempo
1. Con el horno a una temperatura estable y el sensor bajo prueba frío, introduzca el sensor en el
horno y llene la tabla 2 y la tabla 3.
2. Grafique la respuesta en el tiempo de las termocuplas, del Pt 100 y del termistor, determine la
constante de tiempo y el tiempo de respuesta 5 de cada uno.
t(segundos) J(mV) K(mV) t(segundos) J(mV) K(mV)
0 280
10 290
20 300
30 310
40 320
50 330
60 340
70 350
80 360
90 370
100 380
110 390
120 400
130 410
140 420
150 430
160 440
170 450
180 460
190 470
200 480
210 490
220 500
230 510
240 520
250 530
260 540
270 550
Tabla 2 Tiempo de respuesta de las termocuplas J y K
t(s) Pt 100
()
t(s) Pt 100
()
t(s) Termistor
()
t(s) Termistor
()
0 0
10 310 5 155
20 320 10 160
30 330 15 165
40 340 20 170
50 350 25 175
60 360 30 180
70 370 35 185
80 380 40 190
90 390 45 195
100 400 50 200
110 410 55 205
120 420 60 210
130 430 65 215
140 440 70 220
150 450 75 225
160 460 80 230
170 470 85 235
180 480 90 240
190 490 95 245
200 500 100 250
210 510 105 255
220 520 110 260
230 530 115 265
240 540 120 270
250 550 125 275
260 560 130 280
270 570 135 285
280 580 140 290
290 590 145 295
300 600 150 300
Tabla 3 Tiempo de respuesta del Pt 100 y Termistor.
Aplicación: Si se desea medir temperatura en un ambiente de atmósfera reductora, ¿Qué tipo de
termocupla se podría utilizar? Explique.
Buscar información en las páginas web de los diferentes fabricantes: Omega, Foxboro,
Siemens, etc.
Anexos:
m
Modelo de Informe
1. Portada o Carátula
- Tomar como ejemplo la carátula mostrada en la siguiente página.
2. Introducción
- Deberá ser conciso y redactado con lenguaje propio. Debe basarse en el tema desarrollado en el
laboratorio (incluyendo la finalidad del experimento y los aspectos más importantes del informe
mismo). No debe exceder de una página.
3. Resultados del Laboratorio
- Debe contener los resultados de los experimentos, considerando: tablas, gráficos, esquemas,
respuestas a preguntas realizadas, análisis de datos obtenidos y/o comportamientos observados.
Asimismo, se debe considerar las aplicaciones indicadas.
4. Observaciones
- Resaltar los logros alcanzados y también las dificultades o errores de carácter técnico
encontrados en el desarrollo de las tareas, respaldados por los cálculos o gráficos pertinentes si
fuese el caso.
5. Conclusiones
- Síntesis de los resultados alcanzados a la finalización del experimento.
6.- Aplicaciones
- Cuál es el uso o aplicación que se le puede dar a los equipos, instrumentos estudiados en la
experiencia.
7.- Recomendaciones
- Qué recomendaciones haría sobre el uso de los estudiado o experimentado.
Instrumentación Industrial I
III Ciclo
Laboratorio N° 4
Sensores de Temperatura
INFORME
Integrantes del Equipo:
RIVERA MUÑOZ, Carlos
QUISPE ARCE, Juan
RAMÍREZ SOTO, Javier.
Profesor: Jorge Daniel Mendoza Ramírez
Fecha de realización: 23 de Abril
Fecha de entrega: 7 de Mayo
2014-2
Evaluación y Observaciones Generales
1. La presentación del informe se realiza al ingresar al Laboratorio, en la clase siguiente a su realización.
2. Se tomará en cuenta las reglas de ortografía en la redacción del informe.
3. La evaluación se realizará del siguiente modo: Informe (Datos, Observaciones, Conclusiones,
Aplicaciones, Recomendaciones) y Test.
De no cumplir con los siguientes requerimientos se restará puntaje a la calificación del informe:
Requerimiento Puntos
Puntualidad 0,5
Carátula con estructura solicitada.
Apellidos en orden alfabético. 0,5
Número de página. 0,5
Coma decimal. 0,5
Buena ortografía y redacción. 1
Referencias. 0,5
En caso de copia total o parcial del informe el laboratorio tendrá una calificación de 5 (cinco), siendo
responsables los equipos que participaron de la copia.