Trabajo Colaborativo Tema 3 instrumentacion

8/15/2019 Trabajo Colaborativo Tema 3 instrumentacion

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DISEÑO DE UN INSTRUMENTO DE MEDICIÓN ANALÓGICO

CURSO: 201455_9

PRESENTADO POR:

RAFAEL HERNAN CRUZ BOCANEGRA

COD: 80!"951

TUTOR #IRTUAL

DANIEL ESTEBAN SERRANO

UNI#ERSIDAD NACIONAL ABIERTA $ A DISTANCIA UNAD

INGENIERIA DE TELECOMUNICACIONES

MA$O DEL 201



INTRODUCCIÓN

A través del desarrollo de esta actividad se afianzan conocimientos en sistemas deadquisición de datos incluyendo el desarrollo de un puente de wheatstone que participaríacomo implemento para la construcción de una báscula electrónica. la implementación y eldesarrollo de dicha actividad contribuye al afianzamiento de competencias que pertenecen

al área de instrumentación y mediciones.



OB%ETI#OS

1. Conocer funcionamiento de un sistema de adquisición de datos.

. entender e implementar el concepto de conversión de se!al análo"a a di"ital.

#. adquirir el conocimiento para el dise!o de un sensor de peso etapa de filtrado yampliación de se!al.

$. %e pretende que el estudiante este en capacidad de analizar cualitativa ycuantitativamente los procesos de medición& entienda& interprete y corri'a las diferentesfuentes de error en las mediciones. Asimismo& el estudiante estudiará y comprenderá losdiferentes bloques funcionales de los instrumentos de medición usados en laboratorio dein"eniería electrónica.



(A)*+,A- +*/*+,0

12 3A-4A5(*)+ 0* 06A+%54A-2 7/*5)* 0* 80*+#2 8+)9A+0

$2 +*%,%)*5C,A% 4A+,A%:2 (/-),(*)+ 0,3,)A-;2 %7)<A+* 0* %,(/-AC,=5 8+)*/%



RR2

X R

3 R1

0*%A++-- 0* -A AC),4,0A0

1. 0ise!ar e implementar 8uente de <heatstone> realice la medición de resistencias de1??@& 1@& 1?@& 1??@> compare los resultados de la medición con el valorobtenido al medirse con multimetro di"ital& porcenta'e de error de las medicionescon los valores nominales de las resistencias utilizadas& analice las principalesfuente de error en la medición.

*l puente de <heatstone es un método para medir resistencias bastante eBacto. *n la fi"urase presenta el principio de funcionamiento de este puente +B es la resistencia a medir y +1+ y +# son resistencias de valor conocido. *l puente se alimenta de una fuente de valorconocida y se varia el valor de la resistencia +# mediante un mando hasta conse"uir que el"alvanómetro que es un amperímetro muy sensibleD indique que la corriente ," tiene unvalor nulo.

(i"uel 8ozueta. Puente de Wheatstone. +ecuperado dehttpEFFpersonales.unican.esFrodri"maF807sF8uenteG?deG?<heatstone.pdf

*n este caso se puede demostrar que se verifica la si"uiente relaciónE

http://personales.unican.es/rodrigma/PDFs/Puente%20de%20Wheatstone.pdf




para medir la resistencia + H con el puente de <heatstone se accionan los mandosque varían los valores de + # y + F+ 1 hasta conse"uir que la intensidad ,3 sea nula y seaplica entonces la eBpresión 1D.

%e puede demostrar que si se tiene un puente de <heatstone equilibrado , 3 I ?D detal manera que + 1 I + I + # I + H I + ? y la resistencia + H varía su valor en una peque!a cantidad + H& la intensidad ,3 que circula por el "alvanómetro es proporcional alcociente

∆ R x

4 R0

-ue"o& conocido + ?& se puede obtener el valor de + H a partir de ,3.

*sta propiedad del puente de <heatstone se aplica frecuentemente en sistemas deinstrumentación. Así& por e'emplo& la medida de deformaciones en una estructura serealiza con bandas eBtensiométricas& cuya resistencia varía se"Jn las deformaciones quedetecta. *stas variaciones de resistencia se pueden medir con puentes de <heatstone.


%i tenemos 4alores fi'os para las resistencias

R1=60kΩ

R2=20kΩ

R3=100Ω ,100 KΩ ,1kΩ ,10 kΩ,.

R x=?





R x= R

3

R2

R1

Con la primera resistencia 100Ω D tendríamos

R x= R

3

R2

R1

R x=100Ω 20 k Ω

60k Ω=33.3Ω

SIMULACION



Con la se"unda resistencia 100 KΩ D tendríamos E

R x= R

3

R2

R1

100kΩ=¿

R x=100000Ω

20 k Ω

60k Ω=33333.333Ω

SIMULACIÓN



Con latercera 1 K Ω

D

tendríamos E

R x= R

3

R2

R1

1kΩ=1000Ω

R x=1000Ω 20 k Ω

60k Ω=333.333Ω



SIMULACIÓN

Con la cuarta resistencia 10 KΩ D tendríamos E

R x= R

3

R2

R1

10kΩ=10000Ω

R x=10000Ω 20 k Ω60k Ω

=3333.333Ω



SIMULACIÓN



. 0ise!ar e implementar 8uente de elvin> realice la medición de resistencias de peque!ovalor inferior a 1?@D> compare los resultados de la medición con el valor obtenido almedirse con multímetro di"ital& porcenta'e de error de las mediciones con los valores

nominales de las resistencias utilizadas& analice las principales fuentes de error en lamedición.

8/*5)* *-4,5

*l puente elvin es una modificación del puente <heatstone y proporciona un "ranincremento en la eBactitud de las mediciones de las resistencias de ba'o valor y por lo

"eneral inferiores a 1 @.

E&'(&)*+ ,- -.')/)) R np

R mp

= R−1

R−2

E&'(&)*+ ,- .'-,( R x+ Rnp=

R1

R2

( R3+ Rmp )

Ry representa la resistencia del alambre

conexión entre R3 y Rx. Existen dos posib

conexiones del galvanómetro, el punto m y

punto n.

Si se conecta el galvanómetro en el punto m,

resistencia de Ry se suma con Rx resultando un

indicación por arriba de Rx.

Cuando se conecta el galvanómetro en el pun

n, la resistencia de Ry se suma con Rx dando a

un valor de Rx menor !ue el !ue debera s

por!ue el valor real de R3 es m"s alto !ue

valor nominal debido a la resistencia de Ry

Si el galvanómetro se conecta en el punto



S'3)'-+, /( -&'(&)*+ 1 -+ /( 2 -+-63 R x+( R1

R1+ R

2 ) R y=

R1

R2 [ R3+( R

2

R+ R

2

) R y ]O7-(+, .'-,(63 &+

*K*(8-E

* I 4+1 L 4+

* I ,1+ 1 L ,+

& 4 I 1? mA + 1 L + D

E % 2,2 &

'R1 % 'R2 % 1(m)

a % b % 1(( *

R3 % (,1 *

Ry % (,((1 *



+ 1 L + I & 4 I ? M 1? mA

Como el puente está en equilibrio entonces + 1 I 11? M y + I 11? M

+eemplazando en la formula + B I ?&1 M

. 0ise!ar e implementar 8uente (aBwell> realice la medición de resistencias de inductancias que posean un de ba'o valor> menor de 1?D. Compare losresultados de la medición con el valor obtenido al medirse con un instrumento demedida di"ital& porcenta'e de error de las mediciones con los valores nominales delas bobinas utilizadas& analice las principales fuentes de error en la medición.



1 0ise!ar e implementar 8uente (aBwell> realice la medición de resistencias de inductancias que posean un de ba'o valor> menor de 1?D.

PUENTE MAELL

0ado un inductor real& el cual puede representarse mediante una inductancia ideal con unaresistencia en serie -B& +BD& la confi"uración del puente de (aBwell permite determinar elvalor de dichos parámetros a partir de un con'unto de resistencias y un condensador&ubicados de la forma mostrada en la 7i"ura.

-a relación eBistente entre los componentes cuando el puente está balanceado es la

si"uienteE

El +ec+o de utili$ar un capacitor como

elemento patrón en lugar de un inductor

tiene ciertas ventaas, ya !ue el primeroes m"s compacto, su campo el-ctrico

externo es muy reducido y es muc+o m"s

#"cil de blindar para protegerlo de otros

campos electromagn-ticos.



/n puente (aBwell con una fuente AC de 1 Nz& se utiliza para determinar la inductanciaen serie con una resistencia de un inductor. *n equilibrio los brazos del puente son A9 con&? O7 en paralelo con 1? M& 9C con ?? M& C0 con el inductor y 0A con #?? M.

C1 I &? O7 + I #?? M + 1 I 1? M + # I ?? M

Aplicando

-ue"o



1 0ise!ar e implementar un 8uente %herin"& realice la medición de # condensadores&

compare su valor son el valor nominal y analice las fuentes de error en la medición.

PUENTE SCHERING

*s utilizado para medir el factor de potencia de los capacitores. %e le puede considerar

como una modificación del puente de relación de resistencias.%e equilibra por el capacitor variable C# más bien que con el patrón de capacidad C1. *l del capacitor en ensayo queda re'ido por la frecuencia y el valor de la capacidad C# que senecesita para lo"rar el equilibrio. *n consecuencia& para una frecuencia dada ella escala delC# puede calibrarse en valores de 0 I1F del capacitor ensayado. -a precisión con que semide 0 es muy buena aun cuando la ma"nitud sea peque!a.

%i utilizamos las formulas y las reemplazamos tendremos las ecuacionesE



y

/n puente %cherin" tiene una fuente de AC de 1? Nz& en equilibrio las ramas tienen

+1 I 1?:? M& C1 I ?: p7& C# I 1? p7 y + I ? M.

/tilizando las ecuación es



C5C-/%,5*%

1. *l desarrollo del si"uiente proyecto nos de'a competencias en el desarrollo teórico práctico puentes de medición y sus aplicaciones puentes de medición y sus

aplicaciones

. el planteamiento a la solución del problema nos de'ó conceptos completos acercadel puente Pelvin& puente %cherin"& puente maBwell y puente de wheatstone.



#. -a simulación de dichos circuitos hizo posible la implementación de herramientasde CA0.

+*7*++*5C,A% 9,9-,3+A7,CA%

/nidad 1. ,nstrumentación analó"ica. Recuperado de

httpEFFcampus?;.unad.edu.coFecbti?:FmodFlessonFview.phpQidI??;


http://campus06.unad.edu.co/ecbti05/mod/lesson/view.php?id=20026


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