372490806 Fase 4 de Instrumentacion Docx

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CC. 1121827172 CO;/ONENTE /R?CTICO IN&TRU;ENT9CION IN&TRU;ENT9CION Cesar @ernando ;artne" ;artne" /acheco Arupo 2B%B%8% /resentado a INA. N5stor =a#ier Rodr3ue"$ INA. =airo Rodri3ue"

características prácticas. I.INTRODUCCIÓN

El puente de Wheatstone es un circuito u! interesante ! se utili"a para edir el #alor de coponentes pasi#os coo las resistencias$ inicialente inicialente descrito en 18%% por &auel 'unter Christie$ no o(stante$ )ue Charles Wheatstone *uien le dio uchos usos cuando lo descu(ri+ en 18,%. Coo resultado este circuito lle#a su no(re. Es el circuito -s sensiti#o *ue eiste para edir una resistencia /ara la ela(oraci+n de la pr-ctica los instruentos *ue utili"areos utili"areos en el 0a(oratorios ser-n ultetro$ osciloscopio$ entre otras$ los cuales nos a!udaran a edir las di)erentes tensiones$ resistencias$ ! otras #ariaciones de electricidad *ue ten3an los circuitos *ue anipuleos en la isa. Dichos instruentos nos a!udan a antener a circuitos ! e*uipos en un +ptio )uncionaiento (as-ndonos en ecuaciones ! coparaciones en lo *ue respecta al )lu4o de electricidad. 0as ediciones el5ctricas se reali"an con aparatos especialente dise6ados se3n la naturale"a de la corriente es decir$ si es alterna$ continua o pulsante. 0os instruentos se clasi)ican por los par-etros de #olta4e$ tensi+n e intensidad. De esta )ora$ podeos enunciar los instruentos de edici+n coo el 9peretro o unidad de intensidad de corriente. El :oltetro coo la unidad de tensi+n$ el Ohetro coo la unidad de resistencia ! los ;ultetros coo unidades de edici+n ltiples.

II.

I.

O<=ETI:O&

Cono Conoce cerr fun funci cion onam amie ient nto o de de dif difer eren ente tes s puentes de medición y sus Aplicaciones Aplicaciones

III. III.

Anal Analiz izar ar las las desv desvia iaci cion ones es de los los resultados de las mediciones.

IV. IV.

Dete Determ rmin inar ar el el erro errorr que que se se gene genera ra ent entre re los cálculos teóricos y las mediciones de los circuitos a montar.

V.

Cono Conoce cerr el el fun funci cion onam amie ient nto o y la la aplicación que se le puede dar a los puentes para medición

VI. VI.

sta! sta!le lec cer las las prin princi cipa pale les s características que de!e tener un sistema de medición.

VII. VII.

"pe "peri rime ment ntar ar como como afec afecta tan n peq peque ue#o #os s cam!ios en los circuitos de medición la lectura final.

III.

Objetivo: Reconocer las generalidades de

un sistema de instrumentación mediante el estudio de los diferentes equipos de medición y modelos de amplificador usados actualmente en los campos de la electrónica e instrumentación Insumos necesarios: 

II. II. >

Impl Implem emen enta tarr uno unos s dif difer eren ente tes s pue puent ntes es de medición, conocer sus

/R?CTIC9 1 &I&TE;9& DE IN&TRU;ENT9CIÓN





Protoboard Resistencias (según valores calculados en el diseño) Cables para conexión

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CC. 1121827172      

oto resistencias Capacitores varios valores !edidor de "umens Caimanes de conexión mult#metro digital fuente de poder$

*ue )lu!en por los dos (ra"os del circuito se i3ualan$ lo *ue eliina el )lu4o de corriente por el 3al#an+etro$ el puente puede a4ustarse a cual*uier #alor de la resistencia resistencia desconocida$ *ue se calcula a partir los #alores de las otras resistencias. &e utili"an puentes de este tipo para edir la inductancia ! la capacitancia de los coponentes de circuitos. /ara ello se

Espacio de apoyo: oro en el entorno

pr%ctico$ &l tutor que orienta el componente pr%ctico ser% el principal encargado de brindar apoyo en esta tem%tica$ Actividades a realizar :

'$ Caracterice la respuesta de una foto resistencia a la intensidad de la lu obteniendo la gr%fica de lu vs resistencia para ello se sugiere disponer de una fuente de lu led (linterna) si es posible un medidor de lumens* si no es posible contar con este último realiar m#nimo + mediciones en las cuales se vari, la intensidad de lu de menor a mayor$ -$ .mplemente un puente de /0eatstone alimentado con 123C para medir la variación de la foto resistencia equilibre el puente con la foto resistencia a 45 de lu vari, la intensidad de lu 0asta el m%ximo y obtenga una gr%fica .ntensidad de lu vs salida del puente (2)$ %. Coprue(e el )uncionaiento del puente de aell para la edici+n de capacitancias$ realice los c-lculos ! copru5(elos en la pr-ctica.

sustitu!en las resistencias por inductancias ! capacitancias conocidas. 0os puentes de este tipo suelen denoinarse puentes de corriente corriente alterna$ por*ue por*ue se utili"an utili"an )uentes de corriente alterna en lu3ar de corriente continua. 9 enudo los puentes se ni#elan ni#elan con un ti(re en lu3ar de un 3al#an+etro$ 3al#an+etro$ *ue cuando el puente no est- ni#elado$ eite un sonido *ue corresponde a la )recuencia de la )uente de corriente alterna cuando se ha ni#elado no se escucha nin3n tono.

n la

figura figura se muestra muestra un puente puente de resiste resistencia ncias s que que pued puede e util utiliz izar arse se para para dete determ rmin inar ar una una resistencia desconocida. $ara cualquier con%unto dado de resistencias &', &(, &) y &*, el volta%e de compensación + v del puente viene dado por

Puente de Wheatstone Marco Teórico

0as ediciones -s precisas de la resistencia se o(tienen con un circuito llaado puente de Wheatstone$ este circuito

$ara -allar la resistencia desconocida &





%

CC. 1121827172 i los valores de & ', &(, &), se conocen con

R1 22B G

mucmuc-a a prec precis isió ión n el valo valorr de & ", pued puede e ser ser R2 %%1 G R% 1BBBB G determinado igualmente con muc-a precisión, peque#os cam!ios en el valor de & " romperán el equili!rio y serán claramente detectados detectados por la indi indica caci ción ón del del galv galvan anóm ómet etro ro,, de form forma a alternativa, si los valores de & ', &(, &), son conocidos y & ( no es a%usta!le, la corriente que fluye a trav/s del galvanómetro puede ser utilizada para calcular el valor de & " siendo

R1 ! R% ;iso #olta4e  R2 ! R, ;iso #olta4e

este este proc proced edim imie ient nto o más más rápi rápido do que que el de

R1 ! R2 ;isa corriente R% ! R, ;isa corriente

a%us %ustar a cer cero la corrie rrient nte e a trav rav/s del galvanómetro. Coo la pr-ctica pretenda #eri)icar los ca(ios dentro del Puente en equilibrio

/uente heatstone$ de acuerdo al ca(io de los lenes$ lenes$ de(aos utili"ar una )otorresistencia$ para e*uili(rar el puente usaos un potenci+etro potenci+etro de 1BHohios$ *uedando r1 r2 r3 r4

220

cali(rado en 7$J H ohios

%%1 1BBBB m-1 m-2 1B,$,,

m-3

luz

17,J

,BJ

11J

voltage

1.1%

1.B7

1.B1

Puente en equilibrio





CC. 1121827172

,

Primera medición

"r#$ica l%menes vs volta&e

!egunda medición

Punto 3 Puente de Ma'(ell

Marco teórico

Es una red en puente de C9 en la *ue una raa estcopuesta de una inductancia ! una resistencia en serie la opuesta$ de un condensador ! una resistencia en paralelo ! las otras dos raas$ de resistencias. resistencias. El puente se ilustra en la )i3ura$ ! se usa para la edida de inductancias en )unci+n de un condensador conocidoF o capacidades en )unci+n de una inductancia conocidaF$ siendo la relaci+n de e*uili(rio

0KC L R2R, L R1R% Tercera medición





CC. 1121827172

Copro(aci+n *ue el puente ;aell esta en e*uili(rio. Datos de coponentes en la(oratorio







J

CC. 1121827172 &e halla la inductancia por edio de )+rulas utili"ando los #alores de los coponentes usados.

Ecuaci+n

Calculaos 0

)allamos el $actor * del inductor  rrores de medición

MLR2R%C1KR2R%KR1 L R1C1 M L R1C1 L 2%.1,FFK1BBBB1.71F 2%.1,FFK1BBBB1.71F L u@ L B$1BJ

Coo se utili"+ so)tare$ este proporciona datos u! eactos pues no ha! )actores )actores *ue a)ecten o alteren alteren la edici+n edici+n coo teperatura$ est-tica ! de-s la nica causa de error de edici+n en este caso sera la de la propia resistencia al ser edida por el ultetro di3ital.

!imulación en Proteus + ,ro$esional ,ara veri$icar equilibrio

Datos de la pr-cticaF

I:.

/R? /R?CTIC CTIC9 9 2 9D 9DEC ECU9 U9CI CIÓN ÓN DE &E9 &E90E 0E& &

Objetivo: Comprender procesos que

permiten la adecuación de señales analógicas para su posterior procesamiento o visualiación$ Insumos necesarios:

6 6 6 6 6 6

Protoboard resistencias (según valores calculados en el diseño) Cables para conexión 7mplificador de instrumentación (738-4 738-9 o .7'-;) 7mplificador "m9-< Resistencias y capacitores según valores de diseño y configuración







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CC. 1121827172 encargado de brindar apoyo en esta tem%tica$

con la menor amplitud posible$ posible$ 2erifique en el osciloscopio la salida del filtro$

Actividades a realizar :

&oluci+n.

'$ .mplemente un puente de =0eatstone alim,ntelo con 144m2 para la medición de un potenciómetro de '4> mida la salida variando el potenciómetro p otenciómetro desde el equilibrio (42) 0asta su desequilibrio m%ximo (2!ax)$

1.

se siula des)ase des)ase con condensador el cual adelanta la )ase.

-$ 7mplifique la salida del puente de /0eatstone mediante la implementación de un amplificador de instrumentación conformado por amplificadores operacionales obtenga una salida en escala de 42?'42$ 9$ .mplemente un sistema de medición de temperatura con un "!91 diseñe la etapa de amplificación usando un amplificador de instrumentación 738-4 o similar de tal manera m anera que obtenga 12 para una temperatura de <1@C$ Aenga en cuenta que: "a salida del "!91 debe ir a la entrada inversora del amplificador "a entrada no inversora debe ir a tierra 



;onta4e )sico





8

CC. 1121827172 2. .mplemente un puente de =0eatstone

alim,ntelo con '2 para la medición de un potenciómetro de 1> mida la salida variando el potenciómetro desde el equilibrio (42) 0asta su desequilibrio m%ximo (2!ax)$

%. 7mplifique la salida del puente de

/0eatstone mediante la implementación de un amplificador de instrumentación con amplificadores operacionales obtenga una salida en escala de 42?F2$

$otenciometro en 01 2 desequili!rio 0Vdc $otenciometro en '001 2 dsequili!rio 3A4 2 0,)) Vdc

"a

:olta4e suinistrado

amplificación G -+ veces$ Aenemos la siguiente información$ 2inG 4992dc 2outG 499 x -+9 G F44 2dc R' G '> 3e la siguiente formula 2out G (v'?v-)('H -R'IRg) Para calcular la resistencia de ganancia tenemos la siguiente formula:Rg G

L

L 7J$12

Monta&e $.sico

Vout= 0,33 x !,3 = ",00 Vdc





P

CC. 1121827172 6 6 6 6 6 6

otoresistencia "!9F'< y "!91 .ntegrado Conversor 73C4;4< '4 "eds '4 Resistencias de --4J 7mplificador 73 738-4 o similar

de en entr trada ada de 12 y visu visual ali iac ació ión n con diodos "ed$ -$ !ontaB !ontaBe e e en n protoboa protoboard rd

R3 L

Espacio de apoyo: oro en el entorno

pr%ctico$ &l tutor que orienta el componente pr%ctico ser% el principal encargado de brindar apoyo en esta tem%tica$ Actividades a realizar :

'$

.mpleme .mp lement nte e un una a etapa tapa de conver conversió sión n an%log an%loga a digital digital (73C) (73C) de ; bit bits usando un integrado ado 73C4;4< pru,belo con una señal de en entr trada ada de 12 y visua visuali lia ació ción n con diodos "ed$

-$ -$ .mplemente un "!91 amplifique la salida para obtener un voltaBe de '42 cuando se mida una temperatura de 14@C visualice la medición de temperatura mediante leds usando el "!9F'< u otro integrado que facilite realiar la visualiación$

R 0a

3anancia es de 2.2  ,P.,K2.2 L 2%., es la 3anancia B.dc #  2%., 2%., L 11.7 #dc Te+ricaente Te+ricaente en los c-lculos ! en la siulaci+n nos dio per)ecto.





1B

CC. 1121827172

e adquirieron las destrezas necesarias tra! tra!a%a a%arr el 83): 83): que que es un sens sensor or de temperatura de precisión "plo "plora ram mos el program rama prot roteus y aprendimos a generar simulaciones que son son import important antes es en proy proyect ectos os de este este tipo. e tra! tra!a%ó a%ó en equi equipo po y se afian afianzo zo en aportar para un !ien com;n.





QQ En tercer lu3ar$ hacer clic ! arrastrar el ar3en derecho a la (arra de poco -s de , pul3adas de ancho. 0os 3r-)icos *uedar-n en la se3unda coluna$ pero pueden ser arrastrados a la priera coluna. Reali"a la 3r-)ica -s aplia para e#itar *ue el teto trate de entrar en la ia3en.



:II.



:I.



CONC0U&IONE&







e comp compro! ro!ó ó el func funcion ionami amien ento to de los puentes de 5-eatston. 6 3a"7ell e aplicaron los conocimientos adquiridos en el curso de instrumentación y mediciones e real realiz izar aron on vari varios os proy proyec ecto tos s en ) la!orato la!oratorios rios,, esto por et , dise#

Calvillo, C. <. =Diciem!re de (00:>. UNIVERSIDAD GUADALAJARA BASCULA ELECTRONICA. ?!tenido de -ttp@@777.diagramasde.com@diagramas @otros(@asculaBelectronica.pdf Correa, A. =* de EI? de (0'*>. FORO COLABORATIVO PROYECTO FINAL. ?!tenido de -ttp@@777.unad.learnmate.co@mod@foru [email protected](G(H &eyes, 8. =(009>. Elec Electr tron onic ica a y icro icroel elec ecttroni ronica ca !ara ara cien cienti ti"i "ico co#. #. ?!tenido de -ttp@@fisica.udea.edu.co@Jla!K gicm@Curso1(0de

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