intrsumentos de medicion

8/18/2019 intrsumentos de medicion

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LABORATORIO PLANTAS DE

ENERGÍA

TEMA: INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN

INFORME N° 2

Nombre Alumno:

Josset Aldridge

ngel Bis!"u#o$i!

%&rlos S&&$edr&

……


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Introducción

Se llama sensor al instrumento de medición que produce una señal, eléctrica,mecánica o hidráulica, que refleja el valor de una propiedad, mediante algunacorrelación definida, como por ejemplo temperatura, presión, distancia, etc.

Hoy en día estamos rodeados de una gran cantidad de sensores, provistos dediversas unidades de medición, tamaños, clasificados tamién seg!n el medio enel cual serán sometidos, e"istiendo con ellos normativas definidas sore laprotección que deen tener estos elementos seg!n a las condiciones o amientes

en los que serán e"puestos.#n el presente informe se mostrarán y descriirán algunos elementos de medicióntales como medidores de presión, temperatura, velocidad, entre otros.


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Desarrollo

Manómetros

Manómetro, vertical, de hilo conico.

#l manómetro es un instrumento utili$ado para la medición de la presión en losfluidos, generalmente determinando la diferencia de la presión entre el fluido y lapresión local.

#n la mecánica la presión se define como la fuer$a por unidad de superficie queejerce un líquido o un gas perpendicularmente a dicha superficie.

%a presión suele medirse en atmósferas &atm'( en el sistema internacional deunidades &S)', la presión se e"presa en ne*tons por metro cuadrado( un ne*tonpor metro cuadrado es un pascal &+a'. %a atmósfera se define como -./0 +a, yequivale a 12- mm de mercurio en un arómetro convencional.

3uando los manómetros deen indicar fluctuaciones rápidas de presión se suelenutili$ar sensores pie$oeléctricos o electrostáticos que proporcionan una respuestainstantánea.


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Hay que tener en cuenta que la mayoría de los manómetros miden la diferenciaentre la presión del fluido y la presión atmosférica local, entonces hay que sumar ésta !ltima al valor indicado por el manómetro para hallar la presión asoluta.3uando se otiene una medida negativa en el manómetro es deida a un vacíoparcial.

Son !nicamente aptos para la indicación de la presión de fluidos no muy viscososy no cristali$antes.

45ontaje

#l manómetro dee ser montado de acuerdo a las necesidades del proceso, paraello e"isten diferentes formatos de caja y posiciones de la rosca de cone"ión, talcomo se indican en la figura.

Posición del manómetro

#l manómetro dee medir siempre en posición vertical, salvo especificacionese"presas del comprador en conocimiento del faricante. #s asolutamente normalque un manómetro ya calirado en posición vertical no tenga la aguja en cero alcolocarlo en posición hori$ontal &sore todo si se trata de un manómetro de ajapresión'.


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Rosca de la conexión

%a rosca de cone"ión al proceso puede ser cilíndrica &6S+', o cónica &7+8'9

:osca 3ónica9 #l cierre con este tipo de roscas se otiene entre el ajuste de losfiletes del macho y la hemra por lo que es innecesaria la colocación de junta. 7oostante el recurimiento de la rosca con cinta de +8;# mejora sustancialmente elcierre.

Manómetro (Diafragma)


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acoplada mecánicamente al resorte, con el ojeto de indicar la presión paracualquier deformación que se produ$ca. 8amién se puede ejercer controlmontando conmutadores de presión en esos diafragmas, para dar señales de altoy ajo nivel.

#l diafragma tiene una memrana fle"ile con dos lados. +or un lado es unacápsula que contiene aire encerrado o alg!n otro fluido a una presiónpredeterminada. #l otro lado puede quedar aierto al aire o estar atornillado acualquier sistema que medidor esté destinado a medir. #l diafragma tamién seune a una especie de medidor, que muestra cuán alta es la presión.

+rincipio de medición del manómetro tipo diafragma4resorte &presión diferencial'

%as presiones act!an sore dos cámaras de presión separadas por un diafragmaelástico. %a diferencia de presión que se presenta en las cámaras de presión llevaa una desviación a"ial del diafragma contra un resorte de compresión y genera latrayectoria de medición. #sta se transfiere al mecanismo de agujas mediante unaiela. %a presión diferencial se indica directamente con una aguja. 3olocando eldiafragma en soportes metálicos, se alcan$a una protección contra sorepresiónen amos lados hasta /0 ar.

Manometro tipo bourdon


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#n simples palaras este manómetro consta de un anillo casi completo, cerradopor un e"tremos, y al aumentar la preison en el interiordel tuo, éste tiende aendere$arse y el movimiento e strasminitos a una aguja indicadora, deido a queeste tipo de instrumento esta provisto de elementos elásticos sensiles

%os manómetros tipo tuo 6ourdon contienen elementos de medición &tuo6ourdon' que se deforman elásticamente ajo la influencia de una presión. #stemovimiento se transfiere a un mecanismo de agujas. %os tuos 6ourdon son deforma circular, sus secciones transversales son ovales. %a presión a medir act!asore el interior del tuo, de modo que la sección transversal se acerca a la formacircular. = causa de la fle"ión del tuo 6ourdon se forman tensiones en el ordeque tienden a arir el resorte. #l e"tremo del tuo sin tensar se mueve y estemovimiento representa una medida de la presión.

%os tuos 6ourdon están construidos normalmente de aleaciones de core o de

aceros aleados. +or su solide$ y el manejo sencillo, los manómetros se empleanmucho en la medición técnica de presiones.

alibración manómetro de !ourdon

= continuación se presentan los pasos a reali$ar para poder llevar a cao lacaliración de este instrumento de medición de la presión.

• >uita los tornillos de la carcasa roscada del manómetro. 3oloca la pin$a

sore el orde para quitar la carcasa, la arandela y la ventana del calirecon un movimiento de palanca. >uita tamién los tornillos de la carcasaposterior si el manómetro tiene una carcasa frontal sólida.

• +resuri$ar el sistema una ve$ que la aguja del calire pasa de cero a la

medición de presión más alta y luego vuelve a cero. 3oloca la punta de lapin$a contra la aguja y acomódala en la posición cero de no estar en dichaposición.

• colocar el sistema a presión má"ima. ?serva el resultado para ver a qué

distancia del resultado de presión total se encuentra la aguja. :eempla$a elmanómetro si el resultado está desfasado por más del - por ciento, ya que

esto indica que el tuo de 6ourdon tiene corrosión.• =flojar el tornillo de enlace para ajustar el enlace si el resultado del

manómetro está desfasado en un -,/0 por ciento o más, pero no más del- por ciento. =cerca el tornillo de enlace al movimiento de rotación paraaumentar la amplitud del resultado de presión. =leja el tornillo de enlace delmovimiento de rotación para disminuir la amplitud del resultado de presión.


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• 3alirar la indicación de presión a media escala aplicando la presión del

sistema solamente al punto medio. =justa el enlace cerrando la pin$a en loslados i$quierdo y derecho para apretar suavemente el enlace. #stoaumenta el indicador de la aguja de presión. 3ierra la pin$a en la partesuperior e inferior del enlace para disminuir el indicador de la aguja depresión.

"ubo en u

#l mas com!n entre los de medición de altura de líquidos es el tuo en forma de


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#stos manómetros pueden medir tamién presiones menores que la atmosférica&vacío', la diferencia radica en que la columna de líquido ascenderá en el lado deaja presión.

Manometro diferencial

%os manómetros diferenciales tienen una amplia gama de usos en diferentesdisciplinas.


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"acómetro

8acómetro digital tacómetro mecánico

#s un dispositivo que mide frecuencia de rotación de un ele4 mento ajo operación

dinámica ó velocidades de superficies y e"tensiones lineales. Son utili$ados parauna gran diversidad de usos industriales, ya sea en motores eléctricos, decomustión interna, molinos, andas transportadoras, turinas, etc.

#l uso del tacómetro es muy !til en procesos en donde se desea conocer ycontrolar la frecuencia de rotación, permiten al operario saer cuando hay unapérdida o fluctuación, que puede indicar un prolema serio y adicionalmente le


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permitirá operar la máquina en intervalos de seguridad confiales y óptimos deeficiencia previamente estalecidos.


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tiempo cortos y a una frecuencia predeterminada, el equipo ajo caliración y elpatrón de referencia son colocados de tal manera que amos se encuentransimultáneamente midiendo dichos pulsos luminosos, dicho proceso de caliraciónconsidera los siguientes elementos de influencia que intervienen durante elproceso de medición9 patrón de referencia, la estailidad de la fuente generadora

de los impulsos &que se vera reflejado en la repetiilidad' y la resolución delinstrumento ajo caliración..

#s importante señalar que cuando se calira un tacómetro ajo las condicionesante4 riormente indicadas, lo que se esta evaluando del tacómetro es su ase detiempo que esta directamente relacionada con valores estalecidos de tiempo deapertura de la puerta, o tamién llamado tiempo de medida, podemos entoncesoservar que algunos faricantes si proporcionan dicho valor o simplemente la

omiten, pero proporcionan la de tiempo de muestro que esta directamente ligada

con la ase de tiempo.

%a ventaja de dicho método de caliración estan ásicamente en9

• =lcance de caliración amplio &/-- min4a D /- --- min4' ,• ;acilidad y rapide$ con que se pueden generar los puntos de medición,• #stailidad de la generación &depende de los equipos de referencia',• 8iempo de caliración &relativamente corto'.

3onsiderando los anteriores aspectos, se mencionan a continuación algunosmagnitudes de influencia que no se encuentran incluidos dentro de una caliraciónde Bsimulación electro4ópticaC9

• Engulo y distancia del tacómetro sore la superficie o elemento dinámico

rotatorio a ser medido.


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• Sensiilidad de la fuente de lu$ emitida des4 de el tacómetro, para detectar

el elemento de referencia &cinta reflejante', en este caso halamos delespesor de dicha cinta.

• %imitación para medición a aja frecuencia de rotación &F /-- min4',

3on lo anterior, no es posile determinar un error de ajuste ya que las magnitu4des de influencia no consideradas, si afectan la lectura de medición del equipoajo caliración.

3uando se opta por la caliración de tacómetros tipo no4 contacto o contacto,utili$ando Bsistema de generación mecánicoC, es decir se reproduce el fenómenofísico ajo medición, se presentan las siguientes ventajas9

• )ntervalo de caliración & min4 a G - --- min4',• #stailidad de la generación &depende de los equi4 pos de referencia',• Se puede determinar el error de ajuste, de acuerdo a su forma de

operación final del equipo ajo medición,• Se consideran los aspectos de fricción, cuando se calira de modo de

contacto,• Se puede conocer información adicional respecto al calirando, tales como

án4 gulo má"imo de medición, distancia má"ima y mínima de operación.

%as desventaja de la caliración de tacómetros utili$ando un sistema quereprodu$ca la magnitud se encuentra en ásicamente en el propio sistema de

generación, ya que en su diseño se deerán considerar los siguientes aspectos9

• +otencia adecuada para evitar fluctuaciones de la frecuencia de rotación

cuan4do se utilice en modo de contacto,• #stailidad del sistema de generación, para lo cual se requiere de motores

y sistemas de transmisión especiales.• Se requieren de al menos de tres sistemas para curir el alcance de

caliración de min4a - --- min4.


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ronómetro


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5ayoría de los cronómetros para medir varios períodos de tiempo con el mismoprincipio pero con diferentes propósitos. #sto permite reali$ar una graación detiempo sucesivo, mientras que el primero mide el tiempo permanece en el fondo.

%os relojes digitales y tamién los cronómetros poseen un oscilador de cuar$o.

@eido a la relación entre tamaño, estailidad de la frecuencia y precio se haestandari$ado el valor del la frecuencia de dicho cuar$o, siendo su valor de /12LH$ &/0'. #sta frecuencia es la ase de tiempo del instrumento la cual es divididadigitalmente, amplificada, un sistema contador reali$a la función de cronómetro yluego dicha información es mostrada por medio de un %3@.

%a señal que le llega al contador es la que el sistema de detección dee capturarpara poder medir su frecuencia y reali$ar la caliración del instrumento. @icha

señal puede tener diferentes valores de frecuencia dependiendo de la marca ymodelo de los faricantes.

@eido que la señal inducida es muy pequeña, se utili$a una caja metálica dentrode la cual esta el cronómetro a calirar y el circuito electrónico. Msta oficia delindaje contra señales eléctricas e"ternas. @icha señal se induce en unasuperficie conductora y es amplificada hasta otener picos del orden de N O.%uego dicha señal atraviesa un circuito comparador y un filtro con el cual seeliminan señales espurias de ajo nivel de amplitud. #"isten señales digitales adiferentes frecuencias y éstas tamién se inducen pero con ajos niveles de

amplitud, del orden de -- mO a 2-- mO.

+or ultimo, es necesario un circuito acondicionador de señal pues estos pulsosson de muy corta duración &- Ps'., y el contador universal no puede captarlos deforma adecuada. +or dicho motivo fue necesario a partir de dichos pulsos generarpulsos con una duración del orden de 0-- Ps. #n la ;ig. / se muestra un diagramaen loque del sistema de adquisición


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+ara evitar la interferencia del campo magnético del transformador que componela fuente de alimentación, se colocó la alimentación de la electrónica fuera de lacaja metálica. Se utili$o una fuente de Q0O e"terna, la cual está separadaapro"imadamente N- cm. del sistema de adquisición.

#l laoratorio


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!alan#a

%a alan$a granataria es una áscula de laoratorio usada para conocer la masade los ojetos, un instrumento necesario para todo tipo de e"perimentosrelacionados con la química y que requieran de cierta precisión al momento deconocer la masa de alg!n elemento.

7ormalmente las alan$as granatarias tienen una capacidad para medir entre / y/,0 Rg con una precisión de hasta -. o -.- g. +or otro lado deemos recalcar que algunas asculas granatarias pueden tener otras capacidad de medida que

pueden llegar a los -- o /-- g con una precisión de hasta -.-- g, aunque a todoesto deemos añadir que en ciertas ocasiones poco comunes las alan$asgranatarias pueden medir /0 Rg con una interesante precisión de -.-0 g.

#l uso de la alan$a granataria es realmente sencillo, puesto que solo deemostomar un ojeto para compara su masa con la de otro, en pocas palaras,teniendo un peso ya conocido o estalecido podemos determinar el de otro en


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ase a ciertas comparaciones que esta ascula nos ayuda a reali$ar. +ara lograr que las funciones de la alan$a granataria se hagan de forma correcta, solodeemos usar algunos pesos móviles para lograr un equilirio perfecto de lamisma y calirarla lo mejor posile, después de esto vamos a tener nuestraáscula lista para el uso en el laoratorio.


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3ompuesto por dos alamres de metales distintos que unidos generar en suse"tremos lires una diferencia de potencial proporcional a la diferencia detemperatura entre ellos.

#sta fem se produce por dos efectos9

• :esultante del contacto de dos metales disimiles y la temperatura de esa

unión, Befecto peltierC, deido a la difusión de electrones desde el conductor de mayor densidad electrónica al de menos.

• @eido al gradiente de temperatura a lo largo de los conductores, Befecto

8hompsonC, deido al flujo de calor de los contactores que es transportadopor los electrones

"ipos de termocuplas

= continuación se descrie de forma resumida las características, rango de

medición, tipo de amiente, etc. =l que se pueden someter los distintos tipos determocuplas.

!

• mejor que : y S en medir temperaturas astante mas altas, mayorestailidad y resistencia mecánica.

•


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Se usa para medir temperatura de los cuerpos.

Su funcionamiento se asa en la propiedad de las sustancias en variar su volumen

con la temperatura, como el mercurio y alcohol#l termómetro funciona respetando la dilatación térmica del metal. =lgunosmetales &con diferencias de grado entre sí' se dilatan cuando son e"puestos alcalor, y el mercurio &Hg' es muy sensile a la temperatura del amiente. +or ello,los termómetros están generalmente faricados con mercurio, pues éste se dilatacuando está sujeto al calor y ello nos permite medir su dilatación en una escala.

3uando el metal en el interior del termómetro recie calor, éste e"perimenta unadilatación que hace que recorra el tuo del termómetro en el que está contenido.

=sí, cuando el mercurio atraviesa la escala numérica, podemos medir la

temperatura, ya sea la del organismo o de cualquier otra cosa que estemosmidiendo.

#n la mayor parte del mundo las escalas del termómetro están en gradoscentígrados, llamados 3elsius, pues esta es la más com!n de todas. Sin emargo,algunas naciones se empeñan ostinadamente en utili$ar otras escalas, entre lascuales encontramos9

• #scala ;arenheit &V;'

•

#scala Welvin &W'

• Xrado :éaumur &V:'

=lgunas especificaciones, como la precisión de lo termómetros de vidrios y elrango de medición se muestran a continuación

• 5ercurio puede medir 41,0 T3 a 0 T3


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• =lcohol hasta 42/T3• +recisión Y

#l ulo en la parte inferior contiene la mayor cantidad de la sustancia que see"pande cuando se calienta y suo por el tuo

#l alcohol pose la ventaja de mayor coeficiente de e"pansión que el mercurio, ycomo desventaja que tiende a hervir a temperaturas altas

%a desventaja del mercurio es que no puede usarse ajo su punto de congelaciónde 41.L T3

"ermómetro bimetlico

3onstan de dos láminas metálicas con diferente coeficiente de dilatación, unidas

sólidamente por sus e"tremos.

3uando la cinta se somete a cualquier temperatura mas alta a la temperatura a lacual se hi$o la liga se dolara en una dirección9 cuando se somete a unatemperatura inferior, se dola al otro lado.

5uy usados como termostatos.


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3uando por efecto de la 8Z se dilatan, se deforman produciéndose unespla$amiento mecánico cuya fuer$a se emplea para mover una aguja indicadorao activar un mecanismo de control.

=lgunas de las características de este elemento es9

• :ango9 - a 0--V3• +recisión9 Y

"ermómetro de bourdon

%a variación de 8emperat!ra produce la e"pansión o contracción del fluido lo quedeforma el recinto que lo contiene.

%a deformación es apreciada por un muelle 6ourdon y transmitida a un indicador otransmisor.

=lgunas de las características de este elemento es9

• :ango9 &4N-V3 a N/0V3'• +recisión9 Y

-nemómetro


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#ste es un esquema que representa una hélice de ca$oletas, deido a que laresistencia aerodinámica de la ca$oleta es diferente entre la parte cóncava yconve"a, esta reciirá un empuje mayor en una dirección y la hélice rotará amayor o menor velocidad, en proporción a la velocidad del viento.

8amién se usan las hélices de tipo helicoidal, como la típica hélice del ventiladorcom!n que todos conocemos, e híridos entre las de ca$oletas y la helicoidal.

%a velocidad de rotación del eje de la hélice es proporcional a la velocidad delviento, por lo que si medimos esta velocidad de rotación, podremos hacer unatala de caliración directamente en unidades de velocidad del viento en metrospor segundo &mAseg' o Rilómetros por hora &WmAh' etc...

Hay diversas maneras de hacer la indicación, como por ejemplo con en unanemómetro de ca$oletas, la velocidad de rotación de la hélice, hace que lacreciente fuer$a centrífuga, empuje el e"tremo superior de las palancas haciaafuera, moviendo hacia aajo el anillo marcador de la parte inferior delmecanismo, cuando la velocidad de la hélice crece, y a través de un resorterecuperador se produ$ca el efecto contrario cuando disminuye.

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