PROBLEMAS DE REPASO (MEDIDA E INSTRUMENTACIÓN)

1.-

Describe el funcionamiento del siguiente lazo de control, correspondiente al proceso de enfriado y relleno de

un depósito.

2.-

Dibuja el diagrama de flujo del proceso descrito a continuación:

El llenado de un depósito de agua destinado al consumo de una granja se regula mediante una válvula, que

se abre o cierra en función del nivel de dicho depósito. Los dos bebederos se activan mediante sensores de

posición, que detectan la presencia de ganado y, sólo si está presente el animal, comprueban si hay

suficiente agua en el pilón, llenándolo si fuera necesario. El sistema dispone de una seguridad por caudal

que controla la pérdida de agua por los bebederos, activando una alarma sonora y cortando la salida del

depósito al bebedero. La medida de caudal se realiza mediante placa-orificio y la de nivel mediante presión

diferencial, y ambas medidas se deben convertir a corriente normalizada de 4-20 mA para llevarla al

autómata que realiza ambas regulaciones, situado en un cuarto fuera de las cuadras.

3.-

a: Dibuja y calcula un Puente de Wheatstone para medir la temperatura con la PT100 entre 50ºC y 150ºC y

halla el rango de tensiones y el span de la salida del puente, si éste se alimenta con V = +12V y con la

condición de que la PT100 consuma menos de 50 mW.

b: La medición se ejecuta a dos hilos de cobre de 0,75 mm de sección, a 10 metros del Puente de

Wheatstone. Calcula el error cometido en la medida debido al cableado, y propón una solución.

c: La tensión de salida del puente se mide con un voltímetro cuyo fondo de escala es de 10 mV. Halla la

sensibilidad y la exactitud del aparato de medida.

d: Se desea transformar la salida del puente en una señal de tensión de 0-10V para su control mediante

autómata programable. Describe las operaciones que se deben realizar.

e: Las resistencias tienen un 1% de precisión, y la PT100 un 0,2%. Estima el error conjunto.

4.-

Se dispone de un termistor PTC de EPCOS de la serie B59601 con la siguiente curva característica:

Diseña un circuito sencillo para su utilización como alarma cuando la temperatura supere los 80ºC.

5.-

Un resistor NTC tiene una curva característica general de ecuación exponencial, siendo A y B

constantes suministradas por el fabricante (nota: e = 2,7183) En las hojas de características de un

fabricante encontramos los siguientes datos: “B = 3977 ºK, R25ºC = 10kΩ”

a: Halla la constante A.

Se desea utilizar la NTC para su uso en la medida de la tensión de compensación de la unión fría del

termopar, para lo cual se linealiza en serie para un rango entre 10ºC y 30ºC, alimentando el divisor con una

tensión de referencia de +2,5V.

b: Dibuja el esquema del circuito y halla su sensibilidad, eligiendo un valor adecuado de la resistencia en

serie.

c: Halla la linealidad del sensor a 20ºC, con respecto a la recta que pasa por los dos extremos del rango.

R=Ae BT

6.-

Se utiliza para la medida de la temperatura de un horno de fundición un termopar J, cuyas tensiones con

referencia a 0ºC se adjunta a continuación:

a: Dibuja el circuito básico de medida con voltímetro.

b: Se mide una tensión de 19 mV en el termopar, y la unión fría está a una temperatura de 20º. Halla la

temperatura del horno.Se considera que una PT100 tiene un coeficiente de temperatura de 0.385 Ω/ºK.

c: Describe cómo realizarías una experiencia para determinar la histéresis del termopar.

7.-

Se han extraído los siguientes datos de la hoja de características del sensor de temperatura LM335 de

National Semiconductor:

a: Determina la tensión de salida del sensor para 0ºC y para 50ºC. ¿Cuál es su sensibilidad?

b: ¿Qué ocurriría si se conecta el sensor directamente a una fuente de +5V? Demuestra tu tesis

numéricamente.

c: Dibuja y calcula un circuito adecuado de polarización del sensor con alimentación de +5V, si se quiere

ajustar a 1mA la corriente que circula por él.