2.48. Los termómetros se basan en bastantes principios. En muchas aplicaciones se utiliza la expansión de un líquido con un aumento de temperatura. La resistencia eléctrica, los termistores y los termopares son comunes en la instrumentación y en las sondas remotas. Investigue diversos termómetros y haga una lista de su intervalo, exactitud, ventajas y desventajas. http://www.logicbus.com.mx/RTD.php https://www.monografias.com/trabajos3/transductores/transductores.shtml https://es.omega.com/prodinfo/termopares.html Respuesta: Para la medición de temperatura se tienen diversos dispositivos, para realizar las respectivas lecturas de temperatura el mercado nos ofrece los siguientes dispositivos: Variación de resistencia en un conductor (Sondas de resistencia). Variación de resistencia de un semiconductor (Termistores). Fuerza electromotriz creada en la unión de dos metales distintos (Termopares). Intensidad de la radiación total emitida por el cuerpo (Pirómetros de radiación). Otros fenómenos utilizados en laboratorio (Velocidad del sonido en un gas, frecuencia de resonancia de un cristal, etc.). Tabla comparativa entre los diferentes dispositivos RTD Ventajas Desventajas RTD Mas estable. Mas preciso. Mas lineal que los termopares Económico Lento. Precisa fuente de alimentación, pequeño cambio de resistencia TERMISTOR - Alto rendimiento - Rápido - - No lineal. Rango de temperaturas limitado. Frágil. Precisa fuente de alimentación. TERMOPAR Autorealimentado. - Robusto. - Económico. - No lineal. Baja tensión. Precisa referencia. El menos estable. PIROMETRO - El de más alto rendimiento. - El más lineal. Soporta altas temperaturas debido a que no hay contacto. - Debido a que su rango puede ir por encima de los 600 °C su precio puede elevarse cada vez más. Aplicaciones: Inyección de plástico Procesos alimenticios Procesos industriales Equipo de empaque Generan señales analógicas entre 4-20 mA. Precisión: 0.01 °C Rango de temperatura: 0° C ~ 1250° C Termistor: NTC (NEGATIVE THERMAL COEFFICIENT) PTC (POSITIVE THERMAL COEFFICIENT) Su rango de temperaturas esta entre -50° C y 150° C, aunque las unidades encapsuladas pueden alcanzar hasta los 300° C Gracias a la intercambiabilidad (tolerancia con la que es producido un termistor), es posible cambiar un termistor por otro en un sistema, sin necesidad de volver a calibrar el aparato de medida. En la mayoría de las aplicaciones para una temperatura de 25° C la resistencia varia entre 100 ohm y 100K Ohm Termopar: los termopares están disponibles en diferentes combinaciones de metales o calibraciones para adaptarse a diferentes aplicaciones. Los tres más comunes J, K y T J K T Rango de temperatura. 0° C a 750° C -200° C a 1250° C -200° C a 350° C Límites de error estándar. Mayor a 2.2° C o 0.75% Mayor a 2.2° C o 0.75% Mayor a 1 o 0.75% Pirómetro: Un pirómetro es un aparato capaz de medir la temperatura de una sustancia, pero sin necesidad de estar en contacto con la misma. Gracias a esto es capaz de medir elevadas temperaturas sin interferir en las mismas. La precisión de este depende de la calidad del pirómetro, entre más costoso sea, más preciso. 2.49. Encuentre información para un termómetro basado en una resistencia, termistor y termopar adecuado para el intervalo de temperaturas entre 0°C y 200°C. Para cada uno de los tres tipos enumere la exactitud y la respuesta del transductor (Resultados por cambio en grados). ¿Es necesario hacer alguna calibración o corrección cuando se utilizan en un instrumento? Datasheet equivalentes RTD, Termistor. https://mx.omega.com/techref/colorcodes.html RTD (DATOS ADQUIRIDOS DE DATASHEET DE TEXAS INSTRUMENTS) 1. 2. 3. 4. Señal de salida: 4-20 mA. Resolución de salida: 0.25uA. Error máximo en medición: 0.11° C (-200° C a 200° C), 0.17°C (-200° C a 850° C) Rango de temperatura: -200° C a 850° C Una vez utilizado el transductor es necesario hacer un reajuste sobre la adquisición de datos ya que los niveles de voltaje se desacomodan (offset). TERMISTOR (SONDAS DE TERMISTOR TEMPERATURA ALTA) 1. 2. 3. 4. 5. Uso máximo continuo, 200° C [Uso a corto plazo a 250° C] para sonda y conector. Excelente estabilidad a largo plazo Tolerancia: ± 0.2 °𝐶 desde 0 hasta 70° C Rango de temperatura: -50° C a 200° C Corriente de funcionamiento: 12 mA Tiempo de respuesta: Aproximadamente 7 segundos (50%), 8 segundos (62.3%), 14 segundos (90%) en agua con un flujo de 0.91m TERMOPAR (TENIENDO EN CUENTA SU CONFIGURACION) Teniendo en cuenta las mas relevantes se añaden las variables J K T Rango de temperatura (máximo termopar) Grado de termopar: 0 a 750° C Grado de extensión: 0 a 200° C Grado de termopar: -200 a 1250° C Grado de extensión: 0 a 200° C Grado de termopar: -250 a 350° C Máximo grado F.E.M(mV) termopar LIMITES ESTANDAR ERROR -210 a 1200°C -8.095 a 69.533 >2.2° C o 0.75% -270 a 1372°C -6.458 a 54.886 >2.2° C o 0.75% -270 a 400° C -6.258 a 20.872 >1° C o 0.75% DE Grado de extensión: -60 a 100° C 2.51. Investigue posibles transductores para la medición de temperatura en una flama con temperaturas cercanas a 1000 K. ¿Existe alguno disponible para una temperatura de 2000 K? https://www.pce-instruments.com/espanol/instrumento-medida/medidor/termometroinfrarrojo-kat_70710.htm El instrumento absoluto para dicha medición es el pirómetro de radiación, diseñado para medir temperaturas a través de un sensor infrarrojo, modelos de este instrumento hay demasiados y varían con respecto a su rango de medición y su precisión en las lecturas, con respecto a esto se pueden mostrar los siguientes, ejemplos Pirómetro PCE-660 El pirómetro PCE-660 es apto para industria, talleres y comercio, como, por ejemplo, las técnicas de calefacción, ventilación y climatización, la automoción, el control de instalaciones eléctricas y armarios eléctricos, instalaciones y bancos de ensayo. El pirómetro PCE-660 se puede usar en condiciones adversas. - Rango de medición: - 50 ... 380 °C - Precisión: - 50 ... 0 °C: ± 4°C - Resolución: 0,1 °C - Óptica de 13:1 - Ajuste del grado de emisividad Referencia: PCE-778 Pirómetro PCE-778 El pirómetro PCE-778 es un dispositivo de medición de temperatura que utiliza un láser infrarrojo para medir la temperatura a distancia. La medición de la temperatura sin contacto con el pirometro es adecuada para temperaturas de hasta 800 ºC. Así puede superar distancias en las que la temperatura serían demasiado altas para el cuerpo humano. - Rango de medición: -40 ... +800 ºC - Resolución óptica: 12 : 1 - Función MIN/MAX - Círculo láser - Lectura diferencial - Promedio ponderado y la lectura diferencial Fabricante: PCE Instruments Pirómetro PCE-IR 1800 El pirómetro para altas temperaturas se ha desarrollado especialmente para mediciones en metales y acero (sobre todo para temas de fundición), aunque también se puede usar en muchas otras aplicaciones de altas temperaturas. El pirometro puede detectar temperaturas de hasta +1800 ºC de forma rápida y precisa. - Rango de medición: +650 ... +1800 ºC - Precisión: ± (0,3 % Tmedición ±1 ºC) - Rango espectral: 1,0 µm Fabricante: PCE Instruments Este ultimo pirómetro cumple con la condición para medir hasta 2000 K 2.52. Se dispone de dispositivos para medir la presión como transductores de presión diferencial o absoluta. Haga una lista de 5 transductores de presión diferencial diferentes para medir las diferencias de presión del orden de 100 kPa. Observe su exactitud, su respuesta (¿lineal o?) y su precio. https://es.omega.com/technical-learning/transductores-de-desplazamiento-variable-lineal.html https://www.digikey.com/products/en/sensors-transducers/lvdt-transducers-linear-variabledifferential-transformer/522 Un Transductor diferencial de variación lineal (LVDT) es un equipo electromecánico usado para transformar movimiento mecánico o vibraciones, específicamente movimiento rectilíneo, en una corriente eléctrica variable, voltaje o señales eléctricas, y lo contrario. Mecanismos accionadores usados principalmente para sistemas de control automático en tecnologías de medición. La clasificación de transductores electromecánicos incluye principios de conversión o tipos de señales de salida. Principios de Conversión: - Electromagnético. - Magnetoeléctrico. Electrostático. Señales de Salida: - Señal de salida analógica y discontinua. Digital. Evaluando Transductores Electromecánicos: - Cualidades estáticas y dinámicas. Sensibilidad o proporción de transferencia - E= Δy / Δx o Δy es el cambio en la cantidad de salida y cuando la cantidad de entrada x es cambiada por Δx. Señal de Salida-intervalo de frecuencia de operación. Error estático de conversión o de la señal. Descripción de 5 dispositivos 1) SENSOR LVDT MHR SERIES +-1.27MM, Temperatura de operación -55°C ~ 150°C, $184.68000 USD 2) GENERAL PURPOSE LVDT HR, Temperatura de operación -55°C ~ 150°C, $166.46000 USD 3) SENSOR LVDT MHR SERIES +-0.64MM, Temperatura de operación -55°C ~ 150°C, $258.30000 USD 4) SERIES PRECISION GAUGE HEADS, Temperatura de operación 0°C ~ 70°C, $822.36000 USD 5) SENSOR GAUGE HEAD GCD-SE 12.7MM, Temperatura de operación -25°C ~ 85°C, $867.06000 USD 2.53. Un micromanómetro utiliza un fluido cuya densidad es 1000 Kg/m^3 y puede medir la diferencia de altura con una exactitud de ± 0.5 𝑚𝑚. Su intervalo es una diferencia máxima de alturas de 0.5 m. Investigue si se dispone de transductores para reemplazar el micromanómetro. https://www.pce-iberica.es/medidor-detalles-tecnicos/instrumento-presion/micromanometromanoair-500.htm https://es.omega.com/prodinfo/transductores-de-presion.html Un transductor de presión convierte la presión en una señal eléctrica analógica. Aunque hay varios tipos de transductores de presión, uno de los más comunes es el transductor extensométrico. La conversión de la presión en una señal eléctrica se consigue mediante la deformación física de los extensómetros que están unidos en el diafragma del transductor de presión y cableados en una configuración de puente de Wheatstone. La presión aplicada al sensor produce una deflexión del diafragma, que introduce la deformación a los medidores. La deformación producirá un cambio de resistencia eléctrica proporcional a la presión. Salida eléctrica del sensor de presión Transductores de presión con salida milivoltios. Transductores de presión con salida voltios. Transmisores de presión con salida 4-20 mA. Elegir el mejor sensor de presión Transductor de presión de propósito general Transductor de presión de alta estabilidad/alta precisión Transductor de presión de diafragma al ras Transductor de presión de diafragma al ras
